混凝土泵液压系统建模与仿真研究

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发布时间：2021-09-17

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混凝土泵液压系统建模与仿真研究
刘会勇，李伟。，赵青。
(1．贵州大学机械工程与自动化学院，贵州贵阳550003；
2浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江杭州310027；3．贵州大学土木建筑工程学院，贵州贵阳550003)
摘要：根据流变学原理，混凝土在输送管道中的流动为“柱塞流”。采用AMESim建立混凝土泵开式液压系统仿真模
型，并进行仿真。结果表明，混凝土泵液压系统压力冲击主要出现在泵送开始时和泵送结束后换向阀换向时。在换向阀换
向之前降低进入主油缸油液流量，可以降低换向压力冲击。此外，根据液压系统压力和活塞位移之间的相关性，通过测量
液压系统压力和活塞位移，并对压力和位移变化曲线进行分析，可以计算混凝土泵实时排量。
关键词：混凝土泵；液压系统；AMESim；压力冲击；排量
中图分类号：TH321 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2010)21—099—3
Study on M odeling and Simulation of Concrete Pump Hydraulic System
LIU Huiyong ，LI Wei ，ZHAO Qing
(1．College of Mechanical Engineering and Automation，Guizhou University，Guiyang Guizhou 550003，China；
2 State Key Laboratory of Fluid Power Transmission and Control，Zhejiang University，Hangzhou Zhejiang 31~27，China；
3．College of Civil Engineering and Architecture，Guizhou University，Guiyang Guizhou 550003，China)
Abstract：Based on the principle of rheology，the flow of concrete in the transport pipeline is“plug flow”．The simulation model
of concrete pump open hydraulic system Was established by using AMESim，and the simulation Was carried out．The simulation result
indicates that the pressure shock of concrete pump hydraulic system occurs at the time of the beginning and the end of pumping while
chan~ng the direction of the switch valve．Th e pressure shock can be reduced through reducing the flow rate of oil which flows into the
master cylinder before changing the direction of the switch valve．The real—time discharge of the concrete pump can be calculated by
measuring and analyzing the hydraulic system pressure and the piston displacement on the base of the correlation between them．
Keywords：Concrete pump；Hydraulic system；AMESim；Pressure shock；Discharge
混凝土泵在泵送混凝土时，两个主油缸在压力油
的作用下交替动作，油管中液压油的压力和流向在换
向阀换向时发生变化，在液压系统中就会不可避免地
产生液压冲击和振动，将导致混凝土泵使用寿命
大大降低，严重时会发生“泵” 毁人亡的事故。因
此，对于混凝土泵液压系统，在设计时仅作静态分析
不能满足设计要求，同时还要进行动态分析，以了解
液压系统的动态性能和过渡品质。
AMESim是法国IMAGINE公司开发的高级工程
系统仿真建模环境，为液压、机械、控制等系统提供
了一个完善、优越的仿真环境及最灵活的解决方案，
可以建立复杂的多学科领域系统的数学模型，并在此
基础上进行仿真计算和分析。
作者在分析混凝土泵液压系统工作原理的基础
上，采用AMESim建立混凝土泵液压系统仿真模型，
进行动态仿真，分析混凝土泵液压系统动态特性。
1 混凝土泵液压系统工作原理
混凝土泵的工作方式是通过压力油推动主油缸活
塞，从而推动混凝土缸活塞来实现泵送混凝土的过
程。其工作原理如图1所示。
图