液壓破碎錘虛擬樣機(jī)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(jī)械沖擊能的破碎工具,以液體壓力驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)做功,對(duì)外輸出能量進(jìn)行工作。隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和能源交通的發(fā)展,對(duì)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(jì)方法,調(diào)高產(chǎn)品性能,在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的當(dāng)今社會(huì)顯得尤為重要。
　　本文以某型號(hào)液壓破碎錘為研究對(duì)象,在總結(jié)國(guó)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(jì)算機(jī)模擬和試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的技術(shù)路線,對(duì)液壓破碎錘進(jìn)行了聯(lián)合仿真分析和試驗(yàn)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(duì)其虛擬樣機(jī)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(dòng)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(hào)口的位置;建立反映系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的測(cè)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(jī)模型。
　　(2)在一定假設(shè)條件下,

3、建立了活塞和閥芯運(yùn)動(dòng)過程的數(shù)學(xué)模型,將活塞和閥芯的運(yùn)動(dòng)過程劃分為6個(gè)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(duì)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(gè)理想的平臺(tái)。
　　(3)通過試驗(yàn)研究,測(cè)得系統(tǒng)在不同氮?dú)馐页跏級(jí)毫Α⒉煌到y(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(yàn)測(cè)得的氮?dú)馐覊毫突钊俣惹€與液壓破碎錘虛擬樣機(jī)的仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,證明了液壓破碎錘虛擬樣機(jī)模型建立的合理性。
　　(4)基于參數(shù)化分析方法,通過對(duì)液壓破碎錘虛擬樣機(jī)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(jì)研究、試驗(yàn)研究和優(yōu)化分析,獲得一組最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù),減小了原樣機(jī)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(hào)口的位置,最終使得液壓破碎錘的沖擊能得到提高。