关于amesim仿真技术在换管机液压系统中的应用

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1、山西冶金Total1382SHANXIMETALLURGYNo．4，2012文章编号：1672—1152(2012)04—0004-04AMESim仿真技术在换管机液压系统中的应用★程慧，卫东东z，李超z，原思聪z(1．西安重装铜川煤矿机械有限公司，陕西铜川727000；2．西安建筑科技大学机电学院，陕西西安710055)摘要：提出一种新型液压地下换管机，介绍其结构组成，分析其液压系统工作原理。运用液压／机械仿真软件AMESim对给进／回拖机构液压系统进行建模与仿真，分析了影响液压系统动态特性的主

2、要参数，得出液压系统的动态特性曲线。对后续全自动液压地下换管机物理样机的改进试制具有理论依据和参考价值。关键词：地下换管机液压系统AMESim建模与仿真中图分类号：TH137；TP391．9文献标识码：A收稿日期：2012-06-27液压地下换管机是一种应用非开挖技术实施地下管线工程的关键施工设备。这种技术是利用岩土导向、定向钻进等手段在地表不挖槽的情况下，铺设、跟换或修复各种地下管线的施工新技术，特别适用于穿越公路、铁路、建筑物、河流、商业区、各类保护区等需要非开挖施工的作业区域[。图1为西安建

3、筑科技大学研制的HG一80T型液压换管机虚拟样机三维模型。其结构主要包括给进／回拉机构、回转机构和夹持，拧卸机构等。给进／回1一夹持／拧卸机构；2一机体；3一回转机构；4一给进／回拉机构拉机构主要提供给进回程中对钻杆的推力，以及回图1液压换管机结构组成拉新管过程中的拉力。回转机构即液压换管机动力真高级建模环境”，是法国IMAGINE公司于1995头提供上／卸钻杆所需的转矩和转速；夹持／拧卸机年推出的基于键合图的液压／机械建模、仿真及动构用以提供装载和卸载钻杆所需要的夹紧力和拧卸力学仿真分析软件。它

4、是基于直观的图形界面的建力；夹持／拧卸机构与换管机回转机构配合完成钻模平台，使用图标符号代表系统中的各个元件，仿真杆的装载卸载钻杆动作。对于该液压换管机的液压时系统模拟可以显示在该平台中。在表示元件方面，系统的设计及仿真，传统方法多是依靠设计者本身对于液压元件采用基于工程领域的标准ISO符合；的知识和经验进行系统设计，然后对物理样机进行对于控制系统，则采用图表符号；对于没有标准符合实验和改进，设计效率低、生产成本高。随着计算机的，则可以自定义系统图形符号。AMESim软件采用仿真技术的迅速发展，在

5、系统设计中使用计算机对的建模方法相比传统的功率键合图的建模方法其优实际系统进行建模仿真，在制造物理样机之前，在计势在于系统模型更能直观地反应系统的工作原理，算机上进行仿真实验，并及时修改，可以大大缩短设用AMESim建立的系统模型与系统工作原理图几乎计周期，降低设计成本。一样。为满足复杂多样的建模需求，AMESim开发有1AMESim软件简介丰富的元件库，主要由标准库和附加库组成。标准库AMESim(AdvancedModelingEnvironmentfor由包括机械和控制两大类；附加库包括压液

6、、液阻、Simulationsofengineeringsystems)表示“工程系统仿气动、热量、热液等十二大类。AMESim的最大优势在于可以在仿真过程中监视方程特性的改变并自动★基金项目：陕西省教育厅专项项目(09JK559)；陕西变换积分算法以获取最佳结果。这意味着对于普通省科技攻关项目(2011KIO一18)第一作者简介：程慧(1966一)，男，就职于西安重装铜用户而言，只需要设定仿真开始、结束时间、最大时川煤矿机械有限公司，助理工程师。E—mml：ysc_3c@163．tom间步长以及

7、误差限即可进行仿真，而不必关系其背2012年第4期程慧，等：AMESim仿真技术在换管机液压系统中的应用‘后复杂的数学运算。此外，AMESim还具有非常好的夹紧旋合在一起的2根拉杆，再调整换向阀30使卸兼容性，提供了丰富的第三方软件接El[z．3]。扣缸31伸出，带动前夹紧装置旋转预定角度后，前2换管机液压系统组成及工作原理图(见图2)夹紧缸24和卸扣缸31立即收回，动力头马达l8反转，松开两拉杆的咬合螺纹；再次执行上一步的动作(后夹紧刚28处于伸出状态)，使拉杆与动力头的咬合螺纹松开；IR出拉杆

8、。重复上述操作，卸杆过程结束。3换管机给进，回拉液压系统建模与仿真3．1给进／回拉液压系统建模根据换管机的设计思想和液压系统工作原理，可按执行机构数量将整个系统的液压回路分为3个相对独立的子系统，以简化研究对象，即动力头回转回路、给进／回拉回路和夹持／拧卸回路。限于篇幅，本文仅对地下换管机中给进／回拉回路液压系统进l一三联柱塞泵；2-油箱；3-进油滤油器；4-内燃机；5，10，14，20-单行建模仿真研究，另外两个液压回路研究方法类似。向阀；6，15，21一先导溢流阀；7一压力表；