闭式混凝土泵液压系统研究

闭式混凝土泵液压系统研究

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农业机械学报

第%&卷第$"期

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闭式混凝土泵液压系统研究

陈

英

荆宝德

魏宏宇

摘要(全面介绍了混凝土泵闭式液压系统及其快速换向)快速推进和柔和推送功能的实现*分析了闭式系’

统的压力切断和速度敏感控制*通过对闭式系统的分析+用功率键合图方法对泵送系统进行建模+并用,-1./-0

研究了液压系统的动态特性*2345/367进行动态仿真+

关键词8混凝土泵

闭式系统

功率键合图文献标识码8<

动态仿真

中图分类号89;#:#

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V$与V!为两路主油泵先导阀控制油*主油泵

变量缸的位移_即排量~取决于V$与V!的压力差通过*节流孔$;!和阀$!.组成Y型先导液桥+1$.

引言

高压大排量混凝土泵在建筑行业被广泛使用+其中闭式系统由于具有质量轻)使用寿命长)换向平稳等优点+更受到广泛关注*本文对闭式系统如何适应泵送工况+实现混凝土泵的快速推进压实)柔和推送+减少压力冲击及压力切断功能作了详细分析*并利用功率键合图方法+对其液压系统建立数学模型+并进行动态仿真*结合仿真实验结果+分析其动态特性+为混凝土泵液压系统设计提供参考依据*

调节阀$压力在"!.的开口度就可使12%‘;,,-$.之间变化+从而控制变量泵的排量*

在主油泵换向阀$电磁铁V&动"%-动作时+作+阀$控制压差1达到最大值%/#工作+‘;,,*-$.

主油泵换向结束后延时一段时间+阀$/#V&断电+停止工作+控制压差1回到调定值*这样就实现了$.

任何输送量下的快速换向和快速推进压实混凝土功能*

控制回路0‘34M56采用4控制回路+可消除外载荷引起的压力276

冲击和主油泵吸空现象*

0闭式液压系统控制回路

混凝土泵闭式液压系统原理图见图$*0‘0主油泵排量控制回路

通过该回路可以实现调节主油泵排量及快速换向和快速推进功能*

收稿日期8!""""#

陈英吉林工程技术师范学院机电工程学院荆宝德魏宏宇

吉林大学机械科学与工程学院

副教授

当主油缸$见图$向右运动时+先导阀V$"$_~工作+补油泵控制油通过先导阀$$&进入控制活塞

讲师+$%"".!长春市博士+$%""!.长春市

万方数据北京杰森建设机械有限公司

工程师+$"!#"/北京市

闭式混凝土泵液压系统研究

第"’期陈英等T闭式混凝土泵液压系统研究

"II

此时#"侧#!$腔为高压侧#%腔为低压侧&当外载荷引起压力突然改变时#高压$腔压力突然升高#低压%腔压力突然下降#油泵吸空&此时控制活塞

变量活塞向"侧油液通过"’()单向阀流入%腔#!

左运动#主油泵排量减少#抑制$腔压力升高和%

腔吸空*而后控制活塞又向右运动#恢复至原先位置#主油泵排量又增加&所以+控制消除了外载,-.引起的压力冲击和主油泵吸空现象&

图"液压系统原理图

2",/013456)70380)19)6:;7454<89)=>03?<?756

齿轮泵摆动泵$"主泵$A’D"(H2"(@2D’(D2BG(BC"EF"流孔单向阀

"A()2(KL节流孔散热器"I(2

换向电磁阀"’I)2

反泵电磁阀"’D2

泵送油缸"’"2

摆动油缸"’H2

多功能流量压力控制阀"DI2摆缸液动换向阀"A@2

快速换向电磁阀"HJ2

卸荷球阀"("2清洗马达"J(2

"A(2"K(节"’()2,-安全阀"JH2

搅拌清洗多路阀""A2搅拌马达""L2蓄能器"(’2

排量调节阀"(L2回油精滤"IA2吸油精滤"A"2

MKN压力切断及速度敏感控制

通过多功能控制压力调节阀解决了快速换向泵的压力切断和一定功率范围内速度敏感控制的问题&阀的结构见图(&

才开始工作#从而确保发动机怠速时主油泵不工作以防止误动作发生&

超过溢流阀当泵送压力UR(S压力切断功能T48

溢流阀溢流使U回零#即主油泵摆J调节的压力#48

角回零#实现压力切断功能&当外载荷增加#发动机转速RIS速度敏感控制T

下降#滑阀L右移#压力下降#主下降时#压力UU?7$

油泵排量减少&

V液压系统的动态建模

图(多功能控制压力调节阀结构图2(,/013456)70380)19)6:;6=>70;=O370:O)>

P95??=95951=>)7:9Q)>Q5

阻尼孔R启动零点调节螺钉"2(K’S(2孔R滑阀"KLSL2

溢流阀J2

背压单向阀I2

阻尼A2

液压系统简化原理图见图I&

对系统作如下假设TW输入的转速恒定&X油缸速度由主泵排量控制&Y液压泵的排量只能是零或正值&Z液压回路的液流保持连续#因此没有气穴R所用补偿元件未表示出S它&[溢流阀不常开#仅是一个安全装置&

VKM液压系统功率键合图功率键合图R是工程上进行SP:\59]:O819)P4

多功能控制压力调节阀具有以下功能T启动零点T通过调节启动零点调节螺R"S调节万方数据

钉(当发动机达到一定转速以上才建立U主油泵##?7

闭式混凝土泵液压系统研究

G!8

农业机械学报

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节点oGp

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辅助方程位移U

图!泵送系统简化原理图

%!&"#$#’()#*#+,,#-$.-’/*01+12,.-3)#45250+’

动态仿真时建模的有效工具6它从系统动力学的角度把系统内各部分之间的能量传递与信号控制归结为几种典型作用元的功率流程7是由一组符号表示_

U,‘aUFDH_

rT

Z

UT,‘aUTFDH

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液容]]BilFDHaXUTjEsZ^Z^^GZ^

BilFDHOXFUTOUZHjEs][[nG[

液压泵排量BlUulmm’-tFGbH

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的双信号流图6图8为液压系统功率键合图6

图8液压系统功率键合图

"#$%89/:+.;/<,$.-(1/*01+12,.-3)#45250+’

=>=液压系统动态方程组

根据键合图列写系统动态方程如下源节点?@A?@B4/<50BC!D.-,E5FGH阻性元

IJ@KJ@BLJ@@@

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