基于AMESim的起重机卷扬平衡阀抖动问题研究.pdf
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1、液压气动与密封/2 0 2 3 年第8 期doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2023.08.024基于AMESim的起重机卷扬平衡阀抖动问题研究李固1 2,高名乾1-2,丁卫1 2,朱庆轩1,2(1.广西中源机械有限公司,广西柳州5 0 5 0 0 7;2.广西柳工机械股份有限公司,广西柳州5 4 5 0 0 7摘要:通过对起重机卷扬平衡阀在开启关闭过程中由阀芯运动造成的抖动问题进行研究,基于AMESim仿真软件建立起重机卷扬平衡阀的仿真模型,通过仿真分析对平衡阀阀芯运动时的动态特性进行深入研究。结果表明,起重机平衡阀的内部阻尼孔参数设计对阀芯复位动作有很大影响,通过对
2、阻尼孔参数进行优化,可有效解决起重机卷扬下降抖动问题。关键词:卷扬平衡阀;AMESim;抖动;动态特性;阻尼孔中图分类号:TH137Abstract:In this paper,the jtter problem caused by spool movement of crane winch balance valve in the process of opening and closing isstudied.Based on AMESim simulation software,the simulation model of crane winch balance valve is es
3、tablished.Through simulationanalysis,the dynamic characteristics of spool movement of the balance valve are deeply studied.The internal damping hole parameter design ofcrane balance valve has great influence on the reset action of the valve spool.Optimization of damping hole parameters can effective
4、ly solve theproblem of crane winch falling jitter.Key words:hoist balance valve;AMESim;jitter;dynamic characteristics;damping hole0引言起重机的吊装稳定性是其最重要的性能指标,卷扬平衡阀在起重机吊装过程中起着非常重要的作用,控制着卷扬下降的稳定性及速度,而平衡阀需要与主控阀和制动器耦合匹配应用,如果卷扬平衡阀性能匹配不好,容易造成卷扬下降抖动等问题。而目前所有的卷扬平衡阀都是靠匹配平衡阀内部阻尼孔大小,以控制阀杆运动的平稳性,实现卷扬系统的安全稳定。本研究通过对一款
5、起重机卷扬平衡阀进行研究,并基于AMESim仿真分析研究了先导阻尼孔大小对卷收稿日期:2 0 2 2-0 7-0 1基金项目:广西科技计划项目(AB22035040)作者简介:李固(1 9 8 9-),男,湖北咸宁人,工程师,学士,主要从事液压元件开发及系统应用。122文献标志码:AResearch on Jitter Problem of Crane Winch Balance ValveLI Gul2,GAO Ming-qian-2,DING Weil-2,ZHU Qing-xuan?(1.Guangxi Zhongyuan Machinery Co.,Ltd.,Liuzhou 50500
6、7,China2.Guangxi Liugong Machinery Co.,Ltd.,Liuzhou 545007,China)文章编号:1 0 0 8-0 8 1 3(2 0 2 3)0 8-0 1 2 2-0 4Based on AMESim扬平衡阀阀芯运动造成卷扬抖动问题的影响,通过对阻尼孔参数进行优化匹配,可有效解决起重机卷扬下降抖动问题。1卷扬平衡阀的工作原理分析1.1卷扬动作工作原理如图1 所示为起重机卷扬系统原理图,由5 个液压元件组成:液压泵、主控阀模块、平衡阀模块、卷扬马达、卷扬制动器。其工作过程为驾驶员动手柄输人先导压力,控制主控阀阀杆右移,液压泵从主控阀的P口进油,通过
7、主控阀的阀杆,从主控阀的A口输出,A口的压力和流量分流为三路,第一路通过平衡阀模块的D口控制平衡阀左移,使平衡阀打开,第二路通过平衡阀模块的梭阀从K口输出,进入卷扬制动器的有杆腔,打开卷扬制动器,第三路油液进入卷扬马达,推动卷扬马达进行转动。这时候卷扬平衡阀阀如下 3-4 2(pi-P2)(7)(8)Hydraulics Pneumatics&Seals/No.8.2023芯已经打开,卷扬马达的回油就可以通过平衡阀从主图2 中,P为B口输人的平衡阀控制压力;P2为平控阀模块进行回油,这样就实现了卷扬系统的下降衡阀阀杆右端的作用压力;P3为平衡阀阀杆左端的作动作。用压力;d,为平衡阀进口控制阻尼
8、直径;d,为平衡阀弹腔回油控制阻尼直径;F为平衡阀阀杆右端的作用力;F为平衡阀阀杆左端的作用力。设阀杆的作用面积为 S,平衡阀弹簧刚度为K,平4衡阀运动位移为X,则平衡阀两端的作用力关系V3MHIDKC2P1.液压泵2.主控阀模块3.平衡阀模块4.卷扬马达5.卷扬制动器图1 起重机卷扬下降系统原理图1.2平衡阀下降过程中的匹配分析如图2 所示为平衡阀原理图,卷扬下降过程中的稳定性主要由平衡阀控制,当平衡阀阀杆打开速度过快,卷扬马达因为负载重力作用会一开始出现遛车,这时卷扬马达转动起来后会拉动主控阀A口压力急剧下降,又会使平衡阀阀口关小,卷扬马达转动速度又会变慢,导致卷扬马达运动速度不稳定出现抖
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