液压铆钉机的动态仿真分析

  目前我国铁路车辆修理作业中广泛使用的风铆设备，存在冲击功小、铆钉成型时间长、铆接工艺性差等缺点。特别是由于高噪声(高达110-120分贝)对人体危害极大。现场工人急切希望更换这种落后设备。为此，我们研制了一种新型铆接机设备—PHR-1型液压铆钉机。该机具有冲击力大、冲击功高、铆钉成型时间短、铆接工艺性好、噪声低、体积小、重量轻、使用灵活方便等优点。批量生产将取代目前广泛应用的高噪音、低冲击力的风动铆钉机。

    在铆钉机结构参数设计阶段，本文应用计算机技术，根据确定的模拟物理模型，按键合图技术画出的系统键图，推导出了反应系统动态特征的状态方程，并进行计算机数字仿真。这样在设计阶段即可预测该机的动态性能，从而大大提高设计效率和保证设计质量。

1.液压铆钉机结构简介

    该设备由主机部分和液压系统两大部分组成。主机部分的结构原理图见图1。在主机体内装有冲击活塞5和控制筒装阀2及蓄能器N₂。冲击头制成与现用风铆机相同的结构，以实现互换。

    液压系统部分是铆钉机的能源和控制系统。包含一个标准的液压泵站和手动控制换向阀。其液压系统原理图如图2所示。

2.铆钉机的动态仿真分析

    液压铆钉机的动态仿真是以键合图方法，建立起模拟系统的数学模型，再用龙格一库塔法求出表示系统动态的状态方程，通过计算机进行数字仿真。

(1)系统的功率键合图

由图2所示之液压系统原理图。可得出其数模图，如图3所示。

在忽略了泵的泄漏、活塞前腔的液感、背压力、滑阀液动力及活塞前腔与蓄能器之间的液阻等因素后，可得出功率键合图，如图4所示。

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