基于AMESim的交流正弦液压泵动态特性仿真分析

收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ － ０ ２ 基 金项 目： 国家 自然科学基金 （ １ １ ２ ７ ２ １ ２ ２ ） ； 广东省部产学研重 大项 目（ ２ ０ １ ２ Ａ ０ ９ ０ ３ ０ ０ ０ １ １ ） ； 广东省高新 技术 产业开 发 区发 展引 导项 目（ ２ ０ １ ２ Ｂ ０ １ １ ０ ０ ０ ０ ３ １ ） ； 韶关市科技计划项 目（ ２ ０ １ ２ Ｃ Ｘ ／ Ｇ ２ ２ ） 作者简介 ： 丁 问司 （ １ ９ ６ ８ 一） ， 男， 安徽 人 ， 教授 ， 研究 生导师 ，
４ 结 论
高 的压力 突变 ；
力 突变值 与静 态负 载无关 ， 只与 Ｐ 、 、 ｍ有 关 。合 理设
计 油缸 的尺 寸 ， 并 采 用 ｎ＝ｍ 的 非对 称 的 比例 阀能 完 全 消失非 对称 缸 的压力 突变 现象 。
参考文献 ：
在 针对 非对 称 比例方 向 阀控制非 对称 多级 缸 系统
博士 ， 主要 研 究 方 向为 机 、 电、 液一体传动与控制 。
Ｐ ＭＳ系统 的锻 造油压 机 ， 控制灵敏、 运 行平 稳 、 可靠 性
高， 工作 效 率能达 到普 通万 吨力 级 的 ３倍 。不 仅能够
为１ ２ ＭＰ ａ ， 有效控 制 流人油 缸 有杆 腔 的压 力 油不 超 过
械工程学报 ， ２ ０ ０ ３ ， ３ ９ （ ２ ） ： １ ８— ２ ２ ．
比例方 向阀 ； 如果 两者 不 匹配 （ ｎ＜ ｍ） ， 当油 缸杆 缩 回 ，
３ ０
液压 与 气动
２ ０ １ ３年第 １ １期
实现锻 造过 程 的平滑 过 渡 ， 而且 其 能 源 利用 率 要 比采
版社 ， ２ ０ ０ ６ ．
压 缸无 杆腔 端增 加一 个卸 荷 回路 以便 及 时卸荷 回油 ； （ ２ ）在 液压 系统 设 计 时 ， 应选 择 比例 阀出 口 Ａ、 Ｂ
环 形 面积 比 ｎ与 油 缸 环 形 面 积 比 ｍ 相 匹配 的非 对 称
［ ４ ］ 李洪人． 非 对称 缸电液伺服 系统的静态 特性分 析 ［ Ｊ ］ ． 机
中， 应该 注 意 以下 事项 ： （ １ ）当液 压 缸 无 杆 腔 和 有 杆 腔 面 积 比很 大 的 时 候， 容 易在液 压缸 无杆 腔产 生较 高 的背压 ， 此 时应在 液
［ １ ］ 李洪人． 液压控制系统 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 国防工业 出版社 ， １ ９ ８ １ ． ［ ２ ］ 王春行． 液压控制 系统 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 机械工业 出版社 ， ２ ０ ０ ０ ． ［ ３ ］ 吴根茂 ． 新编实用 电液 比例技术 ［ Ｍ］ ． 杭州 ： 浙江 大学 出
关键 词 ： 正 弦泵 ； 正 弦驱 动 系统 ； Ａ ＭＥ３ ７ ． ５ 文 献标 志码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ － ０ ０ ２ ９ － ０ ４
引 言
交流 正 弦液 压 泵 （ 简 称 正 弦泵 ） 是 一 种 由伺 服 阀 控制 的高 压大 流量 变 量柱 塞 泵 ， 是 巨型 锻 造 油 压 机潘 克改进 型正 弦驱 动 系统 （ Ｐ ＭＳ ） 的 核 心 部 件 。 采 用
ＤＩ ＮＧ Ｗｅ ｎ— ｓ ｉ 。ＺＨＡＮＧ Ｘｕ ｒ ，ＹＵＡＮ Ｌｉ ｎ— ｙ ａ ｎ
（ １ ． 华南理工大学 机械 与汽车工程 学院 ， 广东 广州
５ １ ０ ６ ４ ０ ； ２ ． 韶关市华工高新技术产业研究 院，广东 韶关 ５ １ ２ ０ ２ ７ ）
摘
要： 交流 正 弦液压 泵 （ 简称正 弦 泵） 是重 型锻 造 油压机 正 弦驱 动 系统 的核 心部 件 。依 据 正 弦泵 的结
构及 工作 原理 ， 对 柱塞 孔与腰 形槽 构 成的 节流 口面积 公 式进 行 了推 导 。在 此基 础上 ， 以Ａ Ｍ Ｅ Ｓ ｉ ｍ软件 为 工作
平 台， 建 立 了正 弦泵 的关键部 件及 整机 模 型 ， 并 通过仿 真 计 算 的方 法分 别对 不 同驱 动 频 率 、 不 同活 塞 个数 的
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Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ ０ ８
液 压 与 气动
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基于 Ａ ＭＥ Ｓ ｉ ｍ 的 交 流 正 弦 液 压 泵 动 态 特 性 仿 真 分 析
丁 问司 ，张 旭 ，袁林燕
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｓ ｉ ｎ ｕ ｓ ｏ ｉ ｄ ａ ｌ Ｐ ｕ ｍｐ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＭＥＳ ｉ ｍ
正弦 泵流量 特性 以及 多泵组 合供 油 时的 总输 出流量 进行 了分析 。结果 表 明 ， 活塞 个数 只影 响 泵输 出流量 的
大小， 而对输 出流量脉动的作用并不明显 ； 对于输入的低频控制信号， 正弦泵有较快的响应速度且有很 高的 流量输 出精 度 ； 多泵组 合输 出时 ， 输 出流量 曲线 在任 意点 处仍 具有 平滑过 渡 的特性 。
用泵 一 蓄 势器 传 动 型 式 的传 统 锻 造 压 机 高 出 ３ ０ ％ 以
一
级 缸 和二级 缸换 向时 ， 在 液压 缸 的有 杆 腔会 产 生较 （ ３ ）非对 称缸 控 制 系统 在 运 动换 向时 ， 产 生 的压
其设 定值 。经现场 长 时 间 运行 表 明 ， 改 造 后 的液 压 系
统 能完全 满 足各项 工艺 条件 并完 全消 除 了液压缸 破 裂 的故 障。