苏ICP备112451047180号-6
摘要
为了提高冲击性能，应优化液压锤的结构。在本文中，液压锤的活塞和换向阀体系的8个重要的结构参数范围进行初审;然后电脑优化的方法，并根据实验发现不同参数的最佳值参数分析方法所提供的ADAMS软件。这些工作的方法和最好的设计值液压锤的参数。最后，最佳的虚拟样机液压冲击能量破碎锤进行了计算，并与原来的冲击性能相比。结果表明，影响液压锤的性能已显着改善。
关键词：液压锤；结构参数；优化分析；影响性能；ADAMS
1。介绍
液压破碎机,主要包括三个重要的部分活塞,阀和蓄能器,分布是一个打破工具,将液压能源械冲击能量和输出能量的影响通过液压压力推动活塞做往复运动[1]。由于其显著的特征,比如高冲击能量和生产力,精湛的使用安全,良好的工作适应能力和可靠性,它是广泛应用于矿山岩石和工程打破等施工拆除的混凝土组件和重建旧的城市[2、3]。尽管它重要的功能,许多问题仍然存在液压破碎锤行业,如理论分析;加工技术研究和测试方法。和最重要的问题是如何提高的影响性能的液压锤[3]。为了改善影响性能,结构的液压锤应优化。在本文中,一些至关重要的结构参数选择和优化。在优化,结果表明,影响性能液压锤得到了显著改善
2。选择液压锤优化的目标和设计变量
至于目前的水平的控制理论的发展,问题,如何匹配非线性子系统为了达到一个最优的系统是不会好地解决理论上。在系统的液压打破锤,阀门和之间的关系活塞是密切和相互依存的,所以很难找到单独的阀为获得最佳性能或一个单独的活塞为获得最佳性能,构成一种最优性能破碎锤系统。因此,最终的目标的优化设计的液压锤是得到一组最优结构参数的整体水力断裂系统,但不一定满足最佳性能的需要每个子系统[4]。
2.1。选择的优化目标
本文选择了液压冲击能量打破锤作为优化目标,密切的关系影响性能[5]。影响能源的液压锤的定义是打破,在规定的条件下,产生的能量在单一影响活塞的液压锤。
在那里,E是液压锤的冲击能量,M是活塞质量的液压锤,V是最后的冲击速度的液压锤活塞。
2.2。选择设计变量
根据最后的冲击活塞速度的影响能源的活塞可以计算。理论分析和实验结果表明,该活塞速度有关系与系统参数,如输入数量的系统和最初的通胀压力氮气室[6、7]。更重要的是,它有关系系统的结构参数,如有效的工作面积前和后腔活塞和位置反馈孔回报率和影响中风等等。
能源消费的换向阀芯由的三个主要领域:第一个是液压能源损失,第二个是阀孔节流损失,第三是泄漏损失。他们有直接的关系有效工作区域前和后腔的换向阀芯,和地点的换向信号港口的阀芯[8]。当这些参数改变,换向速度和数量的阀芯液压油将相应改变[9]。
通过以上分析,结构参数液压锤系统需要优化的是表1中列出的详细。
为了使优化结果更加可靠,实际工作条件实验中引用。工作参数的测量值是进口的到亚当斯[10],即工作压力是10 Mpa,初始通货膨胀压力的氮气房间0.8 Mpa,油返回背压为2.3 Mpa和活塞行程是有限在90毫米
3。设计和研究的结构参数
为了观察结构参数对的影响影响性能的液压锤系统,以下设计和研究这些参数是找到
表1设计变量需要进行优化。
| Name of design variable | Name in ADAMS | Initial value (mm) | |||
| Piston bottom radius | R_piston_lower | 34.1 | |||
| Piston top radius | R_piston_upper | 32.25 | |||
| Radius of former cavity | R_valve_lower | 19.75 | |||
| of valve core | |||||
| Radius of rear cavity | R_valve_upper | 19.4 | |||
| of valve core | |||||
| Location of reversing | |||||
| signal port of valve core | Signal_1 | 4.5 | |||
| of return stroke | |||||
| Location of reversing | |||||
| signal port of valve core | Signal_2 | 12.5 | |||
| of impact stroke | |||||
| Location of piston | Signal_3 | 54.5 | |||
| braking signal hole | |||||
| Location of piston | Signal_4 | 66.5 | |||
| braking signal hole | |||||
注意:信号端口的位置之间的距离洞和前阀门腔表面。哪些参数有最大的影响影响性能的范围内分别设计。
3.1。设计和研究活塞参数
冲击能量是与最后的冲击速度,这与中风的时间和加速度,而行程时间是直接关系到旅游的活塞。
此外,行程时间和加速度是相互联系的。可以看到在图1中,当活塞底部半径是改变从33.6毫米到34.6毫米,影响液压锤的能量保持不变,然后下降。随着活塞底部半径增加到34.35毫米,活塞冲击能量和差旅急剧减少。当该地区的前腔进一步减少,Trail5所示的图2中,活塞不正常工作。所以活塞底部半径不能太大,它应该包含在34.35毫米。虽然当区前腔活塞的增加,该系统可以实现高冲击能量,我们不能盲目地增加操作区域。因为从Trail1的图2中,我们可以看到,当底部半径是33.6毫米的旅行接近90毫米,接近吗警报值活塞行程的旅行,和影响能源不是比底部上升半径是33.85毫米。
通过设计和研究全面,活塞底半径应控制从33.85毫米到34.35毫米。
同样的,活塞顶半径应控制从31.125毫米到33.25毫米的位置制动信号端口的阀芯的回程应该控制从63.25毫米到69.75毫米,和位置的制动信号端口的阀芯的影响行程应控制从54毫米到60毫米。
通过设计和研究结构参数活塞,每个设计变量的范围确定。然后,这些设计变量的灵敏度范围内进行了计算分析。结果被显示在图3和4。
从分析结果,顶部和底部活塞有更高的灵敏度半径和位置的制动信号端口的阀芯的影响中风和回程有一比较低的灵敏度,但他们的相互影响不可忽视的冲击能量。所以,关系的位置制动信号阀芯港影响中风和回程,之间的关系的顶部和底部半径活塞将分析实验研究的结构参数。
3.2。设计和研究结构参数换向阀的核心
阀芯的结构范围的特征参数也可以通过实验确定最初。工作面积前腔的换向阀应控制从19.55毫米到19.75毫米。和工作后腔的面积应控制换向阀从19.05毫米到19.55毫米。当位置信号端口的阀芯的移动回程,两个活塞旅行和冲击速度增加,但总体变化相对较小,影响影响能源不是很重要。在相反,位置信号端口的阀芯的影响中风影响很小。冲击能量可以在一个非常小的区域不同,活塞运动几乎没有变化的特征记录。
通过实验分析、r阀低和r阀上更敏感比信号1和信号2。考虑从设计变量单独的半径前和后腔的阀芯显示更多影响能量的影响比位置制动信号端口的阀芯的影响和回程,但是影响他们之间的互动是不容忽视的。在后续的研究中,根据不同的影响这些变量的交互作用,精确的范围的r阀低和r阀上部和优化设计值的信号1和信号2可以确定,可以提高效率的优化分析。
4。试验研究结构参数
很难找到一个相互影响冲击能量虚拟样机液压锤的不同设计参数。为了找到最优设计参数的组合,具有最佳冲击能量的影响,实验是用来研究在不同的设计参数组合。
4.1。试验研究活塞结构参数
为了获得影响性能的液压锤的影响下的相互作用不同活塞结构参数,两组实验进行了。
在实验中，工作区域的比例的前和后腔活塞,定义,通过影响性能的液压锤下呢价值的影响的r活塞低和r活塞上可以分析。然后确定准确值的信号3和4的信号,通过分析影响性能的影响下液压锤他们的。
4.1.1。实验研究在顶部和底部半径活塞
测试数据的分析后的活塞结构参数 这个图可以获得,它显示的关系冲击能量和β在图5。从这个图,的价值应控制在0.5到0.6的冲击能量高于500 j .从实验分析的范围从0.5到0.6b是,它提供了优化分析的参考。
4 1 2。试验研究制动位置信号端口的活塞
从以前的设计研究和敏感性分析的参数范围的距离的两个信号港口的决心。下一步是找到的比例这两个参数,可以提高冲击能量液压锤系统。
从实验研究的结果,最大的和最小冲击能量和相应的值的两个参数如表2所示。
表2表明,冲击能量变化一个小区域当信号3和4的信号变化。移动位置的两个信号端口在适当的时候,活塞旅行和冲击能量可以得到改善在某种程度上。简而言之,制动位置信号端口的活塞有影响性能影响不大。为了减少计算时间后续的优化、信号3的值和信号4确定为57毫米和68.75毫米
4.2。试验研究结构参数的换向阀芯
在相同的方式,在实验中,a,比率 ɑ工作区域前和后腔的换向阀核心,是定义,通过影响性能
液压锤的影响下的价值r阀低和r阀上可以分析。然后确定准确值的信号1和信号2、通过anglicizing影响性能的液压锤的影响之下,这是如表3所示。从实验分析,该范围的从1.066到1.2,它提供了参考优化分析。从研究的实验结果,最大和最小冲击能量和对应两个参数值如表4所示。移动位置的两个信号适当躲藏,旅游可以增加活塞,这样冲击能改善。
5。优化设计分析结构参数
通过设计和实验研究的结构参数的活塞和换向阀芯,最后的范围或者准确的值确定每个参数。
在为了获得最大的液压锤冲击能量和价值的个人设计变量、优化设计和分析是必要的在最后的结构参数优化设计分析,参数对应最佳的影响液压锤的能量是显示在表5和性能比较之前和之后的优化被显示在表6。
通过参数分析设计参数,液压锤冲击能量的提高。比较影响性能的之前和之后的优化被显示在图6。
6。结论
本文提供了结构参数优化活塞系统和换向阀的核心系统虚拟样机液压锤,因此它的影响能源可以提高与原来的性能在某种程度上。
根据初始设计参数的原始模型中,所有的范围确定的参数通过设计研究。然后,通过参数敏感性分析、规律和程度的冲击能量的影响由于设计获取参数。在参数设计研究和后续实验研究,优化分析的效率被大大改进的。四个实验的基础上对活塞顶部和底半径,半径的前、后腔的换向阀,换向信号端口的位置的阀门核心和位置的制动信号端口的活塞,两个设计变量和构建成功。和这两个变量的位置确定了四个信号端口,这提供了参考优化设计。
优化设计后的结构分析参数,最好的设计结构参数的八个活塞和换向阀系统,得到和最优冲击能量的虚拟样机液压锤进行了分析和比较与原来的影响性能。结果显示影响性能的液压锤已经明显改善。
引用
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[2]问:徐、黄和x y y y田,”现状和发展趋势研究的液压冲击发射器。”施工机械和设备,6号,
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