混凝土泵液压系统仿真与分析

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发布时间：2021-09-17

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混凝土泵液压系统仿真与分析
王胜。梁涛年
(1．陕西广播电视大学，陕西西安710068；2．西安电子科技大学。陕西西安710055)
摘要：以混凝土泵液压系统作为研究对象，分析了混凝土泵液压系统的动态特性，用功率键
合图法，建立主泵送液压系统的键合图模型，从而利用键合图模型建立起液压系统的动态数学
方程组。再利用Matlab／Simulink仿真工具包建立起主泵送系统的仿真模型，并进行仿真得出
仿真结果。为混凝土泵液压系统设计、参数分析提供参考依据。
关键词：混凝土泵；液压系统；功率键合图；动态数学方程组
中图分类号：TH137；TP391．9 文献标志码：B 文章编号：1671-5276(2011)O1-0116-O3
Hydraulic System Simulation and Analysis of Concrete Pump
WANG Sheng ．LIANG Tao—nian‘
(1．Shaanxi Radio and TV University，Xi’an 710068，China；2．Xi’an Univ．of Arch．&Tech．，Xi’an 710055，China)
Abstract：This paper uses the hydraulic system of concrete pump as the object of s1udy analyzes its dynamic characteristics and U。
ses modeling method of the power bond graphs to establish the power bond graphs model of main hydraulic system of pump，on this
base transforms the power bond graphs model into the dynamic math model and then combines the dynamic equation of hydraulic
system with the Simulink toolbox of engineering software MATLAB．The dynamic equations of the main hydraulic system are trans’
formed into the simulator of Simulink．By this way，the computer simulation model of main hydraulic system of concrete pump is es。
tablished，and then runs the simulator．The proper simulation result is obtained by adjusting the part parameter of hydraulic system
continuously．Accordingly，the available basis is provided for the system design and parameter analysis．
Key words：concrete pump；hydraulic system ；power bond graphs；dynamic math group
0 引言
混凝土泵是一种在施工现场将符合泵送条件的混凝
土通过水平或垂直铺设的管道连续地输送到浇注点的混
凝土输送机械，是现有混凝土输送设备中最理想的一种设
备。而液压系统及其液压系统的动态特性是影响整个系
统正常工作的主要因素，因此对其动态特性的仿真与研
究，对了解系统的特性以及改进系统的工作性能将有很主
要的意义。本文通过对HBT6013-90S混凝土泵主泵送
液压系统进行仿真研究从而得出对液压系统的设计和参
数优化提供了有益的借鉴。
1 混凝土泵主泵送液压系统及功率
键合图
1．1 HB60I3 OS液压系统
图1为混凝土泵液压系统原理图。其主泵送系统的
工作原理是：油泵1O输出的压力油经两位四通中位泄荷
电磁换向阀31进入主油缸30．1的有杆腔，推动其活塞左
移，两主油缸的无杆腔通过油管相连通，主油缸30．1的活
塞左移时，推动油缸30．2的活塞右移。从而推动混凝土
缸中的活塞右移，向输送管道泵送混凝土。当混凝土缸中
的活塞运动到极限位置时，即接近开关感应处时，接近开
关发出信号，通过电磁铁Yv2，YV3使换向阀动作，两油
缸换向，完成一个工作循环。
1．2 主泵送系统功率键合图 ‘
功率键合图(power bond graphs)简称键合图是一种信
号流图，它表示系统中的功率流程，即功率的流向、汇集、分
配和能量的转换等。功率键合图是美国加利福尼亚大学的
D．C．Karnopp，密执根大学的R．C．Roserborg，瑞士学者J．
U．Thoma等在20世纪60年代末和70年代初发展起来的
一种动力学方法。由于这种方法简明易懂、层次清楚，可以
直接从液压系统原理图画出键合图模型，即使对于比较复
杂的系统这一过程也可以有条不紊的进行，因而在机械、液
压、电气、气动等传动系统中有着广泛的应用。因此，它是
工程上进行动态系统仿真时建模的有效工具。图2为混凝
土泵主泵送系统的功率键合图模型。在建立功率键合图模
型时，由于两个行程是对称的，因此在这儿只考虑一个行程
的主泵送系统的功率键合图模型。通过键合图模型可以建
立起一组适合于计算机求解的动态状态方程。