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基于AMESim的鋼軌粗磨機液壓系統(tǒng)設(shè)計論文
鋼軌粗磨機是鋼軌生產(chǎn)自動化重要設(shè)備之一，主要是在生產(chǎn)過程中通過夾持和固定鋼軌，配合磨頭進行磨削焊瘤工作，有效潤滑輪軌界面和科學(xué)打磨鋼軌斷面。鋼軌打磨是線路養(yǎng)護維修的重要手段，對提高鋼軌光滑性、降低鋼軌損耗具有重要作用。國外研制起步較早，技術(shù)成熟，典型設(shè)備有瑞士 Gaas80/580 鋼軌焊接機和法國 GEISMAR 公司 MAS150 型鋼軌精磨機。MAS150 型鋼軌精磨機是集液壓、電氣、風(fēng)壓控制為一體的自動化設(shè)備，通過固化在設(shè)備中的控制板上的控制程序來實現(xiàn)整個鋼軌焊接接頭打磨過程自動化。我國研究起步較晚，水平相對落后，國產(chǎn)鋼軌粗磨機的加工精度、速度、能耗等與國際先進水平都有較大的差距。目前我國鋼軌粗磨機主要依賴進口，不僅價格昂貴、供貨周期長，而且也使我國鋼軌生產(chǎn)技術(shù)受制于人。因此自主研發(fā)鋼軌粗磨機對我國交通運輸?shù)陌l(fā)展有重要意義。
1 鋼軌粗磨機液壓系統(tǒng)設(shè)計
鋼軌粗磨機的主要任務(wù)是在指定位置將鋼軌焊縫上的焊瘤通過磨削方式消除以達到規(guī)定要求，其液壓系統(tǒng)主要負責(zé)車體行走、鋼軌夾持、上磨頭橫梁提升俯仰運動等功能。
2 鋼軌粗磨機液壓控制系統(tǒng)仿真分析
在液壓系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)上，利用 AMESim 軟件建立液壓系統(tǒng)仿真模型，針對鋼軌粗磨機快速性、平穩(wěn)性的要求，分別對行走系統(tǒng)和提升俯仰系統(tǒng)的控制性能進行仿真分析。
2.1 行走系統(tǒng)仿真分析
為提高工作效率，要求粗磨機行走系統(tǒng)在行走過程中能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)加減速。在 AMESim中建立走行車液壓回路和雙泵供油回路模型，由于機床行走起停的沖擊很大，故采用液壓蓄能及節(jié)流閥的防沖擊方式。用蓄能器和節(jié)流閥來吸收加速沖擊，用蓄能器和單向閥來吸收減速沖擊。當(dāng)沖擊較小時用蓄能器來緩沖，當(dāng)沖擊較大時用單向閥補油，系統(tǒng)設(shè)計有效改善了大慣性系統(tǒng)起停的沖擊性能。
2.2 提升俯仰系統(tǒng)仿真分析
提升俯仰系統(tǒng)的運動通過在橫梁左右兩側(cè)的液壓缸實現(xiàn)，為保證運動平穩(wěn)性，要求左右兩側(cè)的液壓缸運動具有一致性，防止左右提升系統(tǒng)受載不均，產(chǎn)生偏載現(xiàn)象，影響提升俯仰系統(tǒng)的可靠性。
為驗證橫梁工作時的快速性和平穩(wěn)性，通過向電業(yè)換向閥發(fā)送迅速變化的輸入信號，通過已建立的液壓系統(tǒng)仿真模型得到橫梁下降仿真過程左右兩側(cè)液壓桿下降位移，如圖9 所示，可以看出兩側(cè)液壓桿下降位移基本一致，能夠滿足實際工作需求。
3 結(jié)論
(1)完成鋼軌粗磨機液壓系統(tǒng)設(shè)計，采用多泵供油與蓄能器相結(jié)合方式實現(xiàn)節(jié)能設(shè)計。
(2)采用比例換向閥系統(tǒng)實現(xiàn)行走系統(tǒng)的各工況需求，提高了工作效率。
(3)采用同步閥使系統(tǒng)簡單、維護方便、使用可靠、精度易保證，并采取終端同步誤差消除措施，實現(xiàn)橫梁提升俯仰系統(tǒng)的平穩(wěn)。
(4)仿真結(jié)果以及實驗結(jié)果表明，通過對各液壓子系統(tǒng)回路的合理設(shè)計，改善了液壓系統(tǒng)的控制性能，提高了液壓系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)鋼軌粗磨機的快速、穩(wěn)定控制。
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