新型液压驱动往复泵泵阀运动规律的仿真研究

收稿日期:2010－09－05修回日期:2010－11－01第28卷第10期计算机仿真2011年10月文章编号:1006－9348(2011)10－0411－04新型液压驱动往复泵泵阀运动规律的仿真研究翁武钊1，吴万荣1，2，周现奇1(1．中南大学机电工程学院，湖南长沙410083;2．长沙科达建筑机械制造股份有限公司，湖南长沙410014)摘要:在矿山机械作业过程的中，研究能否及时用水泵对机械装置进行清洗问题，传统式机械水泵存在压力波动大、难以实现高冲次以及动力源不稳定等缺点，难以满足矿山机械的作业要求。为提高矿山机械的工作效率和系统稳定性，提出一种采用液压冲击机构驱动的往复式水泵，用以取代传统式机械水泵。在建立新型往复泵数学模型的过程中，考虑液体的可压缩性和阀的动力特性，采用流体力学和理论力学的基本理论建立了液压驱动往复式水泵的数学模型。运用Matlab进行数值仿真，得出水泵液缸内液体压力、阀芯的升程与阀芯速度随时间的变化规律，提高了机械工作效率。经仿真证明，新型往复水泵能够满足设计优化性能要求，为设计提供参考。关键词:往复式水泵;液压冲击机构;数学模型;数值仿真中图分类号:TH321文献标识码:ASimulationofLawofValveMotionofNewHydraulic－DriveReciprocatingPumpWENGWu－zhao1，WUWan－rong1，2，ZHOUXian－qi1(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineeringofCentralSouthUniversity，ChangshaHunan410083，China;2．ChangshaKEDAConstructionMachineryManufacturingCo．，LTD，ChangshaHunan410014，China)ABSTRACT:Intheprocessofminingmachineryoperations，whetherusesthepumptocleanmechanicaldevicesplayesasignificantpartinimprovingtheefficiencyofminingmachinery．Theexistenceoflargepressurefluctuations，unstablepowersource，lowfrequencyofstrokeandothershortcomingsinthetraditionalmechanicalpumpswashardtomeettherequirementsofminingmachinery．Basedontheaboveissues，thispaperpresentedanewtypeofhydrau-lic－drivenreciprocatingpump．Drivingmodewashydraulicimpactmachine，whichcanachievethereciprocatingmotionofpump．Intheprocessofestablishingthemathematicalmodelofreciprocatingpump，comprehensiveconsid-erationofthecompressibilityofliquidandthevalvedynamiccharacteristicsofthevalve，amathematicalmodelofhy-draulic－drivenreciprocatingpumpwasbuilt．UsingMatlab/Simulinkfornumericalsimulation，theresultsofsimu-linkshowthechanginglawofliquidpressureinthehydrauliccylinderofpump，theliftandthevalvespoolspeedchangewithtime．Thecomputersimulationshowsthatthenewreciprocatingpumpscanmeetthedesignrequirementsverywell．Thefeasibilityofmethodisproved．KEYWORDS:Reciprocatingpump;Hydraulicimpactmachine;Mathematicalmodel;Numericalsimulation1引言在矿山作业过程中，需要经常对机械装置进行清洗，但存在的问题是，目前使用的往复水泵一般都是采用曲柄连杆传动的高压柱塞结构，压力波动大，但相对于离心泵排量小，只能采取高冲次(300～400次/min)，因