基于AMESim的軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)仿真分析

1、    基于amesim的軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)仿真分析    鄭輝+劉樹駿+孫超+袁國(guó)騰+李量摘 要：一種用于滾動(dòng)軸承裝配的專用壓裝機(jī)，其采用冷壓方式將軸承壓裝到工件上。根據(jù)液壓系統(tǒng)原理圖建立amesim模型，對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和仿真，最后對(duì)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。關(guān)鍵詞：軸承壓裝機(jī)；液壓系統(tǒng)；amesim；動(dòng)態(tài)響應(yīng)1 軸承壓裝的工藝過程滾動(dòng)軸承壓裝由軸承壓裝機(jī)完成，其基本工藝過程為：工作人員將工件定位，設(shè)備啟動(dòng)，液壓缸下行，延遲設(shè)定的時(shí)間后，液壓缸上行，壓裝結(jié)束。根據(jù)滾動(dòng)軸承壓裝的工藝過程，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，確定工藝裝備的技術(shù)參數(shù)。2 滾動(dòng)軸承壓裝力計(jì)算滾動(dòng)

2、軸承壓裝前，首先應(yīng)根據(jù)軸承及與之配合的工件材料、配合尺寸，計(jì)算軸承的最小壓入力。選擇某工程用深溝球軸承61834，將其外圈壓裝到軸承座上作為研究對(duì)象進(jìn)行力學(xué)分析，根據(jù)壓入力計(jì)算公式得出壓入力f=3713 n。3液壓系統(tǒng)amesim仿真amesim提供了系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)一個(gè)完整的平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上工程技術(shù)人員可以建立復(fù)雜的機(jī)電液系統(tǒng)模型。本文假設(shè)軸承壓裝過程為線性彈性變化，然后采用amesim軟件進(jìn)行仿真分析。3.1 液壓系統(tǒng)amesim建模對(duì)壓裝機(jī)的液壓系統(tǒng)圖建立amesim模型，模型如圖1所示。圖1 液壓系統(tǒng)amesim模型3.2 液壓系統(tǒng)amesim參數(shù)設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min；恒流量液

3、壓泵的排量為20ml/r，轉(zhuǎn)速為1000r/min；比例伺服閥最大流量15 l/min；液控單向閥最大流量15 l/min；調(diào)定溢流閥壓力7mpa；彈簧最大剛度為177000n/m；軸承壓裝位移22mm；液壓缸內(nèi)徑60mm，活塞桿直徑35 mm。3.3 amesim仿真結(jié)果分析參數(shù)設(shè)置后運(yùn)行仿真模型得出液壓缸輸出壓力、軸承所需壓裝力與時(shí)間的關(guān)系曲線，如圖2所示。圖2 液壓缸輸出壓力與軸承所需壓裝力圖3 bode圖由圖2可以得出，輸入信號(hào)采用正弦信號(hào)，液壓缸輸出壓力較為平緩；在軸承壓裝位移達(dá)到22mm之后，液壓缸最終調(diào)定輸出壓力為軸承所需壓裝力的3.8倍（液壓缸最大輸出壓力為軸承所需壓裝力的5倍

4、），即各項(xiàng)參數(shù)設(shè)定符合設(shè)備壓裝要求。在amesim中選擇線性分析模型，設(shè)置仿真時(shí)間0.4s，設(shè)置輸入信號(hào)為控制量，活塞位移為觀測(cè)量，起始頻率1 hz，終止頻率1000 hz，進(jìn)行仿真，得出頻率響應(yīng)的bode圖，如圖3所示。從bode圖中可以得出：相角裕度0，幅值裕度kg0db，并且兩者都有一定的裕度，即判定該液壓系統(tǒng)穩(wěn)定。4 結(jié) 論本文簡(jiǎn)要介紹了軸承壓裝機(jī)的工作過程，根據(jù)軸承及其配合工件的材料和尺寸計(jì)算所需最小壓裝力，假定該壓裝過程為線性彈性變化，對(duì)軸承壓裝機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)采用amesim軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真分析，得出系統(tǒng)壓裝力、壓裝位移的變化曲線及系統(tǒng)頻率響應(yīng)bode圖，曲線較準(zhǔn)確地反應(yīng)了軸承壓裝機(jī)實(shí)際工作過程，為后續(xù)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化及參數(shù)設(shè)定提供了理論支撐，對(duì)提高軸承壓裝機(jī)的精度具有較大的意義。參考文獻(xiàn)：1 宋志安. matlab/simulink機(jī)電系統(tǒng)建模與仿真m. 北京： 國(guó)防工業(yè)出版社，2015.2梁全，蘇齊瑩. 液壓系統(tǒng)amesim計(jì)算機(jī)仿真指南m. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2014.3鄭凱峰，陳思忠.比例閥控制非對(duì)稱液壓缸系統(tǒng)的非線性建模與仿真j.液壓與氣動(dòng)，2013（4） ：