AMESim仿真技术在换管机液压系统中应用.pdf

山西冶金 Total138 2 SHANXIMETALLURGY No．4，2012 文章编号：1672—1152(2012)04—0040-04 AMESim仿真技术在换管机液压系统中的应用★ 程 慧 ，卫东东z， 李 超z，原思聪z (1．西安重装铜川煤矿机械有限公司， 陕西 铜川 727000； 2．西安建筑科技大学 机电学院， 陕西 西安 710055) 摘 要：提出一种新型液压地下换管机，介绍其结构组成，分析其液压系统工作原理。运用液压 ／机械仿真软件 AMESim对给进 ／回拖机构液压系统进行建模与仿真，分析了影响液压系统动态特性的主要参数，得 出液压系 统的动态特性曲线。对后续全自动液压地下换管机物理样机的改进试制具有理论依据和参考价值。 关键词：地下换管机 液压系统 AMESim 建模与仿真 中图分类号：TH137；TP391．9 文献标识码：A 收稿 日期：2012-06-27 液压地下换管机是一种应用非开挖技术实施地 下管线工程的关键施工设备。这种技术是利用岩土 导向、定向钻进等手段在地表不挖槽的情况下，铺 设、跟换或修复各种地下管线的施工新技术 ，特别适 用于穿越公路、铁路、建筑物、河流、商业区、各类保 护区等需要非开挖施工的作业区域[。 图1为西安建筑科技大学研制的HG一80T型液 压换管机虚拟样机三维模型。其结构主要包括给进 ／ 回拉机构、回转机构和夹持，拧卸机构等。给进 ／回 1一夹持 ／拧卸机构；2一机体；3一回转机构；4一给进 ／回拉机构 拉机构主要提供给进回程中对钻杆的推力，以及回 图1 液压换管机结构组成 拉新管过程中的拉力。回转机构即液压换管机动力 真高级建模环境”，是法国IMAGINE公司于 1995 头提供上 ／卸钻杆所需的转矩和转速；夹持 ／拧卸机 年推出的基于键合图的液压 ／机械建模、仿真及动 构用以提供装载和卸载钻杆所需要的夹紧力和拧卸 力学仿真分析软件。它是基于直观的图形界面的建 力；夹持 ／拧卸机构与换管机回转机构配合完成钻 模平台，使用图标符号代表系统中的各个元件，仿真 杆的装载卸载钻杆动作。对于该液压换管机的液压 时系统模拟可以显示在该平台中。在表示元件方面， 系统的设计及仿真，传统方法多是依靠设计者本身 对于液压元件采用基于工程领域的标准 ISO符合； 的知识和经验进行系统设计 ，然后对物理样机进行 对于控制系统，则采用图表符号；对于没有标准符合 实验和改进，设计效率低、生产成本高。随着计算机 的，则可以自定义系统图形符号。AMESim软件采用 仿真技术的迅速发展，在系统设计中使用计算机对 的建模方法相比传统的功率键合图的建模方法其优 实际系统进行建模仿真，在制造物理样机之前，在计 势在于系统模型更能直观地反应系统的工作原理， 算机上进行仿真实验，并及时修改，可以大大缩短设 用AMESim建立的系统模型与系统工作原理图几乎 计周期，降低设计成本。 一 样。为满足复杂多样的建模需求，AMESim开发有 1 AMESim软件简介 丰富的元件库，主要由标准库和附加库组成。标准库 AMESim (AdvancedModelingEnvironmentfor 由包括机械和控制两大类；附加库包括压液、液阻、 Simulationsofengineeringsystems)表示 “工程系统仿 气动、热量、热液等十二大类。AMESim的最大优势