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基于FluidSIM的剪叉式升降台液压系统设计

发布日期:2017-08-11 来源: 中国升降机网 查看次数: 249
核心提示:  剪叉式升降台是河南漯河远工机械设备有限公司的主打产品,它的主要组成部分包括液压系统、剪叉机械结构和电气系统,工作时通过液压缸的伸缩来推动剪刀的展开与折叠,实现升降台的上升与下降,液压系统的过载保护

  剪叉式升降台是河南漯河远工机械设备有限公司的主打产品,它的主要组成部分包括液压系统、剪叉机械结构和电气系统,工作时通过液压缸的伸缩来推动剪刀的展开与折叠,实现升降台的上升与下降,液压系统的过载保护功能提高了升降台的安全性。剪叉式升降平台具有较高的稳定性、宽大的作业平台、结构紧凑和操控性好等特点,因此在矿山、现代物流、广场大堂机场等有高空作业需求的场合中得到广泛应用液压控制系统是由机械装置、液压回路、电气系统、可编程逻辑控制器和计算机等综合组成的现代新型的自动化控制系统,是现代控制技术与传统机械结合的重要产物之一。为了提高液压系统设计的可靠性,缩短液压产品设计周期,应用液压仿真软件对于设计者来说是一种很好的选择。

  1液压仿真软件概述FluidSIM由德国费斯托公司Didactic教学部门和帕德博恩大学共同开发的一种仿真软件,专门用于设收稿曰期:2014-05-27与气动技术方面的科研和教学工作。

  查看元件工作参数,如液压缸的速度F、输出力F调速阀的开度、液压缸或气缸活塞杆所处的位置、换向阀的工作位置、压力表的读数等。通过系统仿真可以及时的发现回路设计中存在的问题,提高回路设计效率和优化回路结构,设计出满足工况需要、工作可靠的液压或气动回路。

  2系统回路设计2.1液压回路设计对于剪叉式升降台液压系统来讲,其应用场合决定了能够实现匀速上升、随意停止、快速下降和能量回收等功能,同时要求其结构尽量简单、便于维护和运行过程中速度平稳且易于控制。升降台的运动轨迹比较单这就决定了下降过程中不需要外力,借助其自身重力即可实现,故可用2个并联的单作用液压缸来实现升降台的上升和下降,同时采用分流-集流阀使两液压缸同步,提高了升降台的平稳性;为了提高升降台工作效率要求其在下降过程中能以较快的速度归位,本回路采用了两位二通换向阀7;为了防止升降台在工作过程中由于换向阀本身的泄漏使其下移和液压缸换向,采用了密封性能较好的二位三通球阀8,其操控方式为电磁;为提高回路效率,采用液压泵1和调速阀5组成的容积-节流调速回路;蓄能器9的作用是在升降台上升过程中可以向回路供油,减少液压泵的能耗,在升降台下降过程中可以将回路中的液压油进行能量回收以备再次上升释放能量,从而达到节能的目的;另外系统还采用了两个单向阀,其中单向阀3的作用是使蓄能器保压,单向阀6的作用是防止液压油回流和系统保压,从而使升降台能够在液压泵停止工作的情况下在工作位置长时间停留。综合以上因素和升降台的应用场合设计如所示的液压系统。

  2.2电气控制回路设计为实现剪叉式升降台的自动控制,需要有相应的电气控制系统来辅助完成各部分动作。其中输入信号有各按钮开关,输出主要有电磁换向阀和2个单作用液压缸。设计过程如液压回路,根据回路要求设计出该升降台的电气控制系统如所示。通过标签把回路中的电气元件和液压元件关联起来,液压系统中的电磁换向阀Y1,Y2,Y3对应电控回路中的电磁线圈Y1,Y2,Y3. 3仿真及结果分析3.1回路仿真液压回路和对应的电气控制回路搭建完毕后,便可进行仿真。仿真过程中,FluidSIM软件首先判断回路中电气元件所处的状态,根据电气元件的状态关联对应的液压元件。基于所设计的液压系统,便可自动计算回路中执行元件的特征参数。结果算出后,管路用颜色和线条粗细来区分压力大小,用具体的数字表示活塞杆的速度和压力。启动仿真之前,FluidSIM软件还具有自诊断功能,用来检查所搭建的回路是否正确。

  仿真时,通过对回路中单向阀、液压缸、调速阀、液压源等元件进行开启压力、公称流量、开口度等参数的调节获得不同的结果,以便对设计的效果进行综合评价,仿真过程中,双击液压元件即弹出元件属性对话框进行修改,如所示。

  溢流阔1逾压泵1确定I取消I帮助I液压元件参数基于CFX的液力变矩器性能仿真张磊,卜正锋,张溥,刘莲峡西航天动力高科技股份有限公司,陕西西安710077)变矩比、效率、能容等原始特性数据,并与实验结果进行了对比分析,为变矩器的设计与性能改进提供依据和。

  方向为机械设计学科和液力传动领域。

  0引言液力变矩器是工程车辆中的重要元件,其外特性直接影响车辆的性能。为了获得变矩器的性能,主要3.2结果分析根据剪叉式升降台实际工作需要设定负载为2000牛顿,启动仿真回路仿真如,通过调整液压源、调速阀和液压缸等元件的参数来达到升降台的速度要求。

  从图中可以看出两个液压缸动作完全一致,与剪叉式升降台所要求的动作完全一致,从而说明液压回路设有3种方法,一是可以运用一维束流理论通过理论分析来计算变矩器性能;二是通过实验得到变矩器的原始特性数据;三是通过计算流体动力学软件模拟变矩器的流场,通过仿真数据得到变矩器性能。

  流体软件CFX功能强大,数值计算精确,收敛速度快,可以模拟多种物理模型。本文便基于CFX模拟液4结论通过FluidSIM软件搭建了剪叉式升降台液压系统和电气系统并进行了仿真模拟,取得了良好的效果,并将虚拟仿真后的模型成功地应用到了漯河远工机械设备有限公司的实际生产,缩短了产品的设计周期,提高了公司的生产效益。

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