翻抛机液压系统的仿真研究

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翻抛机作为一种固废处理的设备,对有机肥处理有着重要意义。国外西门子、BACKUS等企业设计的液压系统及行走系统多采用变量系统、反馈、比例调节、闭式回路方案,应用液压技术较好,可以无级变速,工况适应性非常卓越,具有翻抛速度快,搅拌均匀、发酵效果好等优点,但成本高、不易维修。国内的方案是以机械传动为主,借助旋耕机改装,极其简单的用液压传动有效代替了机械传动,单纯的定量系统方案并不能有效地提高效率。也带来一定的问题。通过结合国内外研究现状,与国内相关厂家进行充分的沟通交流、总结。根据翻抛机需满足“重载低速,轻载高速”两种行驶条件的要求,设计采用单泵驱动串并联切换的双液压马达开式液压回路。设计的行走液压系统结构简单易于布置、成本较低、可控性好、效率较高、可维修性好。设计的行走液压回路,在串联时进行转场行走,并联时用于作业行走,两速模式提高了效率,是一种行之有效的方案。设计的液压回路存在以下问题:(1)串并联时的同步性(行走的基本性能)。(2)串联时马达的泄漏影响。(3)该回路串并联切换时出现的冲击问题。针对这些问题主要做了以下工作:对设计的回路进行了计算选型。对串并联时的同步性进行分析。对串联时泄漏,设计改进了补油系统。利用AMESim对行走液压回路建模仿真分析。对串联时马达的泄漏、换向冲击问题有一定的深入研究。通过对液压元件三维建模,加深了对元件结构的了解;通过基于Lab VIEW平台的测控系统设计,可以有效进行实验与数据收集。研究表明:设计的单泵驱动双马达回路符合工况要求,是一种合适的方案。其履带底盘客观存在的结构可以机械同步,具有同步行走可行性。但会有2%~3%跑偏,符合国标规定跑偏量内;该回路适应于翻抛机工况,或其他类似工况场合。回路存在串联时分压,并联时分流现象。对串并联切换过程仿真,发现从行走档切换到工作档时,冲击较大;针对串联时马达泄漏进行主动补油仿真,可以为后一台马达补油达到同步效果;针对冲击问题仿真,可知改变串并联切换阀换向时间,阀响应时间越长液压冲击逐步减缓。加入溢流阀后设置压力越接近工作压力数值,减缓效果越好。但换向阀和溢流阀减缓有滞后性。随着管道长度从0.5m增长到5m,管道直径从5mm增大到15mm,缓冲效果越来越好。加入蓄能器减缓效果最明显。该研究为翻抛机行走系统设计以及有机肥行业提供了一定的参考价值。
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