13.5MN液壓機緩沖減振系統的設計與仿真分析

周加永，孟小凈，紀平鑫

（西北機電工程研究所，陜西 咸陽 712099）

1 設置緩沖減振系統的必要性

本文所研究的13.5MN液壓機屬于下傳動式液壓機，該液壓機的工作缸安裝在下橫梁上，工作行程為柱塞向上運動。該液壓機工作時首先需要施加相應的壓力，而后才實現特殊運動。該液壓機主要完成上下往復直線運動，整個工作循環過程包括上升過程、加壓過程、保壓過程、卸壓過程和下降過程。

圖1為液壓機回程過程中柱塞速度和行程變化曲線。其中，0～x1為柱塞開始加速運動的階段，在此過程中動梁從相對于地面的最高位置開始向下運動，速度逐漸增大；x1～x2為柱塞的運動平衡階段；x2～x3為柱塞減速運動的階段，在此階段柱塞進入到緩沖行程，隨著阻力的增加動梁的速度減小，并在規定位置停止運動。

圖1 柱塞速度v和行程的變化曲線

為避免動梁在向下運動過程中由于速度過大對工作缸的缸底產生過大的沖擊，因此為13.5MN液壓機設計了節流緩沖減振系統，由于該節流緩沖減振系統的緩沖減振效果不是很理想，在此基礎上對工作缸以及緩沖系統進行了改進，得到緩沖減振效果較為理想的蓄能器節流緩沖減振系統。

2 節流緩沖減振過程仿真分析

圖2為工作缸結構簡圖，其最大緩沖行程為60 mm。圖3為13.5MN液壓機節流緩沖減振系統簡圖，它由溢流閥、工作缸和節流閥等元件所組成，其中節流閥是電液比例插裝閥的等效元件。液壓機工作缸的柱塞開始進入到緩沖行程時，給電液比例插裝閥通電，閥芯開始動作，當閥芯的開度達到預設開度時，斷電使電液比例插裝閥的閥芯停止運動，這時電液比例插裝閥具有節流閥的作用。……