缸径液压支架液压系统动态特性仿真研究.pdfVIP

文章编号 ：1672—0121(2012)05—0044—03 缸径液压支架液压 系统 的动态特性仿真研 究 史 姣 。付建华 ，雷步芳 ，李永堂 ，刘 志奇 (太 原科技大学 ，山西 太原 030024) 摘要 ：以ZY12000／28／64D型两柱掩护式大缸径液压支架为研究对象，采用灰箱建模方法建立数学模型 ， 运用仿真软件 Matlab／Simulink对液压支架液压控制系统 的卸载过程进行动态特性 的仿真研究并进行分析 ， 得到适 当增大控制端面积 ，可 以减 小卸载液压冲击。 关键词 ：流体传动与控制 ；液压支架 ；液压冲击 ；Mablab；仿真 中图分类 号 ：TH137．7 文献标识码 ：A 0 前言 综合机械化采煤是煤矿开采技术现代化 的重要 标 志 ，而液压支架是煤矿综采工作面非常重要 的设 备之一 。随着我 国煤炭工业 的发展和液压支架 日益 增长 的需求 ，对液压支架 的性能要求也越来越高 。液 压系统不仅要实现支架 的各个动作 ，还要具有 良好 的动态过程 ，它直接影响着支架 的稳定性 、可靠性及 安全性 。 在液压系统工作过程 中，当突然关 闭或开启液 流通道时 ，在通道 内液体压力发生急剧交替升 降的 图1 立柱液压系统工作原理图 波动过程称为液压冲击 。当液压冲击过大时会损坏 密封装置 、管道和液压组件 ，而且会 引起振动和 噪 将操纵 阀置于右位通 电工作状 态 ，来 自泵站 的高 声 ，因此有必要对如何减小液压系统 降柱过程 中的 压液体 P打开液控单 向阀进入立柱活 塞腔使 支架 液压冲击进行研究。本文 以 zYl2000／28／64D型液压 升起 。从 打开操纵 阀到支架顶梁接触 到顶板为升 支架为研究对象 ，采用灰箱建模理论建立 降柱过程 柱过程 ，从顶梁接触 到顶板 到关 闭操 纵 阀为初撑 的数学模型 ，并在 Matlab／Simulink软件 中建立相应 过程 。增 阻承载阶段 ：将操纵 阀置于 中位断 电状 的仿真模型 ，通过改变液控单 向阀的控制端面积得 态 ，立柱活塞 内的压力液体被液控单 向阀封 闭 ，从 到液控单 向阀对系统卸载过程 的影响情况 ，经过仿 而保持对顶板 的支撑状态 。恒 阻承载阶段 ：立柱活 真进行参数优化 以降低液压冲击现象的发生 。 塞腔 内的压力值基本保持恒 定 ，安全 阀开始溢 流 ； 卸载 降柱阶段 ：操纵 阀置于左位 ，泵站 的高压液体 1 立柱 液压 系统 的工作 原理 P进入立柱活塞杆腔 ，作用于液控单 向阀的控制 图 1为液 压支架 立柱液 压系统工 作原理 图 ， 端 口，使液控单 向阀开启 ，立柱 下腔 的油液经 回液 它是 由过滤器 、截止 阀 、旁路 阀 、液控单 向阀组 、电 管路流到 回液箱 ，立柱下 降 。 2 液压 系统 的建模 2．1 液压系统的数学模型 针对液压系统 中某些性能参数如粘性阻尼系数 等用理论方法难 以确认 ，故采用灰箱建模方法建立 数学模 型 ，灰箱建模是一种基于系统结构 的物理关 系和输入 、输 出测量数据构建系统的数学关系模型 的方法 ，相对于 白箱建模和黑箱建模方法更 能把握 实际系统行为 的本质 。通过对立柱液压系统 的原理 (