闪光焊接液压系统研究.docx

《闪光焊接液压系统研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《闪光焊接液压系统研究.docx（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、闪光焊接液压系统研究根据热钢坯闪光焊工艺的要求，设计了一种应用于钢坯闪光焊机夹持动作的液压系统，并使用液压仿真软件AMESim进行了数字建模和仿真仿真结果表明:该系统能够知足钢坯闪光焊接对夹持液压系统动作时间和夹持力的要求关键词:闪光焊;液压系统;AMESimAMESim是一种新型的工程仿真软件，主要用于模拟控制对象的真实建模环境AMESim软件是基于图形化的仿真软件，其中软件附带的液压仿真软件包包含了大量常用的液压元件、液压源和液压管路等，该软件在建立液压系统数字模型的经过中充分考虑到液压油的物理特性和液压元件的非线性特性，例如:液压油的压缩性、滞环、饱和特性、库仑力等本文以AMESim作为

2、设计平台就热钢坯闪光焊夹持液压系统进行参数建模、仿真本液压系统适用的焊接对象是横截面100100200200的热钢坯夹钳夹持力是保证热钢坯闪光焊接正常进行的关键因素，钢坯夹紧力的大小与其材料的高温性能有关夹紧力太大，热钢坯容易变形;夹紧力太小，钢坯相对夹钳易产生滑动，影响焊口的焊接效果，试验得到的夹持力一般为F夹=(1.21.3)F顶对于截面积40000mm2的方坯，夹持力到达F=2038400N，夹持动作时间小于2s121基于AMESim建模方法与步骤软件中建模的流程图见图1，其中:A建立系统框图根据工程系统原理图，在软件中将需要的图标或者符号从软件提供的标准库中拖曳到绘图区域建立系统的原框

3、架;B选择动态模型选择元件所合适的动静态特性方程表达式;C参数设置为表达式设置参数;D仿真运行参数设置系统仿真经过的运行时间，运行精度和采样时间;E图形绘制利用软件功能绘制出整个仿真经过中的所需参数变化曲线2夹持液压系统数字建模与仿真2.1夹持液压缸的模型增压执行液压缸的模型由2个AMESim提供的液压缸组成(见图2)，其中液压缸1为改良得到的增压缸，设增压液压缸的活塞面积Az1，活塞杆件的面积Az2，夹持液压缸的活塞面积A1，活塞杆件的面积A2，活塞杆直接驱动质量模块代表增压缸活塞的质量，增压缸的小腔与执行液压缸的大腔相连则增压缸的增压比为:a=Pz1/Pz2=Az1/(Az1Az2)，考虑

4、到夹持液压缸夹持住钢坯以后，由于钢坯外表的弹性变形，大直径执行液压缸后有一个行程L2，增压缸内的液压油要足以弥补大液压缸的行程需要的液压油3，设增压液压缸的行程Lz，则应知足条件Az2LZA1L22.2夹持负载模型系统中的夹持负载模型见图3，图中的变刚度弹簧代替夹持经过中的变负载变刚度弹簧的刚度分为两段，在夹持缸行程L1=100mm内，夹钳没有接触到钢坯，夹持负载近似为零，弹簧刚度K1=0;夹钳夹持住钢坯以后，钢坯在夹持力的作用下发生弹性变形，假设变形量L2=2mm，夹持力Fj=1.3Fd=2080000N，则弹簧刚度:2.3夹持液压系统工作原理如图4所示，夹持液压回路采用阀缸控制方式，方向控

5、制阀控制执行器的方向4系统的执行元件是液压缸，由于负载需要的压力相对较高，为了避免在整个回路中存在高压油，系统采用增压执行器1)夹持动作时，电机4带动恒压变量泵3从油箱吸油而构成油源压力，当油压超过一定值时，溢流阀2触发连通回油池实现降压的功能，进而保证油源的供油压保持为恒定值油源提供的压力油经过高压油滤5和单向阀6进入三位四通阀10三位四通阀10下位接通，同时三位四通阀11断电，构成差动回路系统液压油进入增压缸的小腔和液压执行缸的小腔，液压执行缸快速运动夹持钢坯，此时增压缸缩回;2)当液压缸夹持住钢坯后，进入增压缸增压阶段，此时三位四通阀10上位接通，三位四通阀11保持断电，系统液压油进入增

6、压缸的大腔，增压缸输出高压油到执行缸的大腔;3)三位四通阀10下位接通，三位四通阀11上位接通，系统压力油进入增压缸的小腔，使增压缸返回原位;4)随后三位四通阀10保持下位接通，三位四通阀11下位接通，液压油直接进入执行液压缸的小腔，并且打开液控单向阀，执行缸的大腔回油通过液控单向阀和三位四通阀11返回油箱，整个夹持周期结束3仿真分析3.1AMESim中模型参数设置(见表1)3.2工况分析本仿真主要检验夹持液压系统各个参数的选择能否知足设计要求，包括夹持动作时间、夹持力的大小等夹持动作仿真时间25s，执行顺序如下:1)第2s开场夹持，实现夹持动作;2)第8s开场增压，增压油缸动作，实现夹持液压

7、缸的增压;3)第18s增压缸活塞开场返回;4)第20s，夹持油缸返回;5)第25s，夹持经过动作结束3.3仿真结果1)增压缸大腔压力曲线和夹持液压缸大腔压力曲线见图5、图6比拟图5、图6压力曲线可知，增压阶段夹持液压缸的压力从130bar增加到800bar，实现了系统的增压2)夹持缸的输出力曲线和增压缸的大腔压力曲线见图7、图8由图7可知夹持液压缸的夹持动作时间为1.5s(小于2s)，知足设计要求由图8中可见夹持液压缸最大输出力2350kN，知足设计要求(F=2080000N)本文根据工艺要求设计了适应于大截面钢坯闪光焊接的夹持液压系统，通过在AMESim建立该系统的数字仿真模型，得出仿真结果:夹持动作时间为1.5s，增压缸实现了夹持液压缸的增压，夹持液压缸最大输出力为2350kN，该液压系统充分知足设计要求，实现了快速夹持，高压保持和快速返回该系统构造简单，具有广泛的适用性