液壓破碎錘虛擬樣機技術(shù)的研究.pdf

1、液壓破碎錘是一種將液壓能轉(zhuǎn)化為機械沖擊能的破碎工具,以液體壓力驅(qū)動活塞往復(fù)運動做功,對外輸出能量進(jìn)行工作。隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和能源交通的發(fā)展,對液壓破碎錘的需求量也與日俱增。因此如何完善產(chǎn)品設(shè)計方法,調(diào)高產(chǎn)品性能,在市場競爭日益激烈的當(dāng)今社會顯得尤為重要。
　　本文以某型號液壓破碎錘為研究對象,在總結(jié)國內(nèi)外液壓破碎錘仿真技術(shù)和優(yōu)化研究方案的基礎(chǔ)上,采用計算機模擬和試驗測試相結(jié)合的技術(shù)路線,對液壓破碎錘進(jìn)行了聯(lián)合仿真分析和試驗研究

2、,在此基礎(chǔ)上以提高液壓破碎錘的沖擊能為目的,對其虛擬樣機模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。主要工作如下:
　　(1)以多體動力學(xué)理論為參數(shù)化建模的基礎(chǔ),將在CATIA中建立的液壓破碎錘三維裝配模型導(dǎo)入ADAMS中,通過設(shè)定活塞和閥芯換向信號口的位置;建立反映系統(tǒng)運動狀態(tài)的測量;創(chuàng)建系統(tǒng)的輸入變量和輸出變量,最終在ADAMS/View中建立了液壓破碎錘的參數(shù)化模型,為后續(xù)的仿真即優(yōu)化提供了匹配的樣機模型。
　　(2)在一定假設(shè)條件下,

3、建立了活塞和閥芯運動過程的數(shù)學(xué)模型,將活塞和閥芯的運動過程劃分為6個狀態(tài),并在MATLAB/Simulink環(huán)境下建立其控制系統(tǒng)模型,在此基礎(chǔ)上對液壓破碎錘系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合仿真。從仿真結(jié)果推算得出的性能參數(shù)與廠家提供的數(shù)據(jù)相近,說明模型的建立和控制的施加是可靠的,從而為液壓破碎錘系統(tǒng)的性能分析提供了一個理想的平臺。
　　(3)通過試驗研究,測得系統(tǒng)在不同氮氣室初始壓力、不同系統(tǒng)輸入流量下的相關(guān)數(shù)據(jù),分析得到?jīng)_擊性能隨輸入?yún)?shù)不同的變

4、化規(guī)律。在同樣的系統(tǒng)輸入下,將試驗測得的氮氣室壓力和活塞速度曲線與液壓破碎錘虛擬樣機的仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析,證明了液壓破碎錘虛擬樣機模型建立的合理性。
　　(4)基于參數(shù)化分析方法,通過對液壓破碎錘虛擬樣機模型中活塞系統(tǒng)和換向閥芯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計研究、試驗研究和優(yōu)化分析,獲得一組最優(yōu)的設(shè)計參數(shù),減小了原樣機模型中活塞前后作用面積比和閥芯前后作用面積比,改變了活塞和閥芯換向信號口的位置,最終使得液壓破碎錘的沖擊能得到提高。