(1.山东科技大学 机械电子工程学院，山东 青岛 266590；2.山东博科生物产业有限公司，山东 济南 250000)
摘要：主要提出线缆拖挂单轨吊夹紧制动机构，绘制制动机构三维模型，介绍其液压系统及工作原理。运用AMESIM软件对液压系统进行仿真，得到弹簧、夹紧缸的主要变化曲线进而分析液压系统可行性。
关键词：夹紧制动；液压仿真；AMESIM
1引言
针对煤矿井下线缆的拖挂与管理，传统的做法是用工字钢焊接成简单的架子，悬挂巷道顶部，用铁丝将电缆捆绑在架子上，通过人工或绞车拖运电缆。由此产生的问题：（1）工人劳动强度与工作时间增强；（2）电气设备在移动中可能会发生漏电破损情况造成一些瓦斯爆炸事故。
2提出楔形夹紧制动装置
本文提出一套夹紧制动机构，三维图如下图1所示，液压原理图如下图2所示。
图2 液压原理图
工作过程：操作换向阀8手柄使左位工作并保持左位工作状态不动。此时前后保持夹紧制动状态，操作遥控器使电磁换向阀7左位工作，液压油进入推拉缸活塞腔和前部楔形夹紧装置夹紧缸，解除前部夹紧，推拉缸缸体在液压力作用下推动前部承缆小车左移一个步距。操作遥控器使换向阀右位工作，解除后部夹紧，前部处于夹紧固定，在液压力作用下活塞杆拉动后部承缆小车左移一个步距，完成前移操作。
3液压仿真
3.1主要技术参数
根据参考文献[1]褚言军得到关键部件技术参数：
表1 主要技术参数
1-泵 2-溢流阀 3-电磁阀 4-换向阀 5-液压缸 6-左夹紧缸 7-左弹簧 8-右夹紧缸9-右弹簧
10-液压源 11-输入常量 12-信号输入
13-质量块14-传感器
图3 AMESIM模型图
（2）设置各个元件参数：
其中泵的速度为1000rev/min，排量为100cc/rev。
（3）仿真
设置运行参数，开始时间为0秒，终止时间为10秒，打印间隔为0.1秒，设置单次运行，二位四通的控制信号为一条直线，设置为固定不变的，三位四通的波形信号为两个变化节点，3秒时，信号值点从-40回到0,当7秒时，信号值从0到40，三位四通控制信号变化曲线如图4所示，得到溢流阀变化曲线、液压推拉缸活塞位移的变化曲线、液压缸端口1的压力变化曲线，左夹紧缸端口1的压力变化曲线以及左右夹紧缸活塞杆位移、速度的变化曲线和两个弹簧的变化曲线图如图5~9所示。
图7 右夹紧缸活塞杆位移与速度变化曲线
分析仿真图解，安全溢流阀的端口2压力是随着系统流量是逐步增大到32兆帕，然后保持稳定不变。推拉缸的活塞位移在进油之后便一直呈加速度增长，在4~7秒保持稳定，7秒之后，三位四通阀左移，活塞杆腔进液，活塞开始回城，位移开始呈下降趋势，完全符合设计要求，液压缸与左夹紧缸端口1的压力变化曲线也能较好的解释，以推拉缸端口1为例，0~3秒活塞腔进油，压力不断增大，3~7秒，电磁阀回中位，不进液，开始卸荷，7~10秒，电磁阀左位得电，活塞杆腔进液，活塞腔残余的液压油在活塞杆作用下，压力增强。
图9 右弹簧压缩量位移速度变化曲线
左右弹簧的变化曲线也是遵循顺序动作，以左弹簧为例，0~3秒时间内弹簧位移随着活塞杆移动而被逐步拉伸，弹簧蓄能，3~7秒内，弹簧迅速回缩，达到制动状态，然后保持制动状态不变，此后的7~10秒内，右弹簧重复左弹簧动作，先被拉伸后回缩制动，这里由于采样时间较短，图解中只显示被拉伸状态。
5 结论
通过AMESIM软件对夹紧制动系统进行建模，设置执行机构与阀等参数，得到制动曲线图，分析其数据得到验证液压系统的准确性。
参考文献：
[1]褚言军. 煤矿井下单轨吊制动系统的设计及性能研究[D]. 青岛: 山东科技大学, 2011.
[2]宋志安.MATLAB/Simulink与机电系统建模与仿真[M].北京:国防工业出版社,2011.7.
论文作者:姜飞1 房运涛1吕会贤1刘建文1王红1张艳2
论文发表刊物:《科技中国》2016年6期
论文发表时间:2016/10/17
标签：弹簧论文; 活塞杆论文; 曲线论文; 位移论文; 液压论文; 推拉论文; 活塞论文; 《科技中国》2016年6期论文;