基于AMESim的輪軸壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要：設(shè)計(jì)了一種輪軸壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)，首先擬定輪軸壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖，然后通過AMESim仿真軟件對(duì)整體回路進(jìn)行了模型搭建，用動(dòng)態(tài)機(jī)械節(jié)點(diǎn)模型來實(shí)現(xiàn)三缸的機(jī)械同步運(yùn)動(dòng)。仿真驗(yàn)證結(jié)果表明，液壓缸運(yùn)動(dòng)速度平穩(wěn)，壓力和流量符合設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：AMESim;輪軸壓裝機(jī);機(jī)械同步運(yùn)動(dòng);液壓系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TH137" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2024）04-0046-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.04.011

0" " 引言

輪軸壓裝機(jī)是軸孔類零部件過盈配合的壓裝和拆卸工作中重要的設(shè)備之一，其工作過程是將在其他工序中已經(jīng)加工好的車輪和車軸選配后擺放到輪軸壓裝機(jī)上，在油壓系統(tǒng)的幫助下，將車軸擠壓進(jìn)車輪中[1-3]。輪軸壓裝機(jī)在工作過程中，要求執(zhí)行元件工作速度穩(wěn)定，技術(shù)動(dòng)作符合要求。根據(jù)上述要求，本文設(shè)計(jì)了一種執(zhí)行元件具有快進(jìn)退功能、系統(tǒng)具有保壓等功能的輪軸壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)，并利用AMESim仿真軟件對(duì)該液壓系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。

1" " 輪軸壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)擬定

輪軸壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

液壓系統(tǒng)控制順序?yàn)椋簡?dòng)→快進(jìn)→工進(jìn)→保壓→后退→原位→停止。

文字說明如下：

啟動(dòng)電機(jī)：柱塞泵5進(jìn)入工作狀態(tài)。

快進(jìn)工作：3YA得電，電磁換向閥10.2打到左位，此時(shí)液壓油經(jīng)電磁換向閥10.2的左位、雙單向節(jié)流閥20進(jìn)入活塞缸的無桿腔，推動(dòng)壓裝封頭18進(jìn)行快進(jìn)工作，同時(shí)柱塞缸16內(nèi)部形成真空度，液控單向閥12打開，大氣壓將液壓油壓進(jìn)柱塞缸16，柱塞缸16隨同活塞缸17一同向右工作。此時(shí)，有桿腔的油液經(jīng)雙單向節(jié)流閥20、電磁換向閥10.2左位回到油箱，完成快進(jìn)工作。

工進(jìn)工作：1YA得電，電磁換向閥10.1打到左位，此時(shí)液壓油經(jīng)電磁換向閥10.1的左位、板式單向閥13、調(diào)速閥14進(jìn)入柱塞缸16，液壓油推動(dòng)柱塞完成工作進(jìn)給。柱塞缸16帶動(dòng)兩個(gè)活塞缸17同時(shí)進(jìn)行工進(jìn)，活塞缸有桿腔的油經(jīng)雙單向節(jié)流閥20、電磁換向閥10.2中位回到油箱。

快退工作：2YA先得電2 s，使電磁換向閥10.1打在右位，控制油將液控單向閥12反向開啟，使柱塞缸16中的高壓油先卸壓2 s;之后4YA得電，電磁換向閥10.2打在右位，活塞缸無桿腔開始進(jìn)油，推動(dòng)柱塞缸進(jìn)行快退，這樣可以保證輪軸壓裝機(jī)在退回時(shí)平穩(wěn)進(jìn)行，有利于減小液壓沖擊。活塞缸有桿腔的油液經(jīng)雙單向節(jié)流閥20、電磁換向閥10.2右位回到油箱，完成快退工作。

最終各執(zhí)行元件退回原位，柱塞泵5停止工作，液壓系統(tǒng)完成一次工作循環(huán)。

2" " 輪軸壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)仿真

2.1" " 液壓系統(tǒng)建模

在AMESim仿真軟件中搭建液壓回路如圖2所示。

為實(shí)現(xiàn)三缸機(jī)械同步運(yùn)動(dòng)，通過動(dòng)態(tài)機(jī)械節(jié)點(diǎn)模型將三個(gè)液壓缸進(jìn)行連接。該模型可將速度和力進(jìn)行連接，即左邊輸入的速度被復(fù)制到右邊端口，而右邊端口力的總和作為左邊端口的輸出，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作過程中三缸機(jī)械同步運(yùn)動(dòng)。

2.2" " 動(dòng)態(tài)特性仿真分析

單個(gè)活塞缸快進(jìn)、快退時(shí)壓力曲線和流量曲線如圖3、圖4所示，柱塞缸工進(jìn)時(shí)壓力曲線和流量曲線如圖5、圖6所示。

三個(gè)液壓缸的速度和位移曲線如圖7和圖8所示（三色曲線完全重合）。

由上述曲線可知，三個(gè)液壓缸完全滿足機(jī)械同步要求，在整個(gè)工作過程中速度平穩(wěn)，執(zhí)行元件工作時(shí)的壓力和流量滿足設(shè)計(jì)需求，并且活塞桿和柱塞能夠完全伸出，實(shí)現(xiàn)等距離反向運(yùn)動(dòng)，完全符合設(shè)計(jì)要求，仿真結(jié)果表明該液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行。

3" " 結(jié)束語

本文提出了輪軸壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)方案，并利用AMESim仿真軟件對(duì)該液壓系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了方案的可行性。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)輪軸的壓裝和拆卸工作，可以通過調(diào)節(jié)行程開關(guān)的位置滿足不同產(chǎn)品的壓裝需求，能夠極大地降低勞動(dòng)量，提高實(shí)際生產(chǎn)效率，滿足生產(chǎn)實(shí)際需求。

[參考文獻(xiàn)]

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收稿日期：2023-10-10

作者簡介：王杰（1972—），女，河北黃驊人，工學(xué)碩士，教授，從事流體傳動(dòng)與控制技術(shù)的研究及教學(xué)工作。