基于ADAMS的电力液压盘式制动器仿真研究.pdf

兔象WT. xuetie.con
第6期(总第193期)
机械工程与自动化
2015年12月
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION
文章编号:1672-6413(2015)06-0080-02
基于 ADAMS的电力液压盘式制动器仿真研究
姜朝俊,田树涛,孔样虎2
(1.山东省天安矿业有服公司,山东济宁272000;2.山东科大机电科技股份有限公司,山东济宁272000
摘要:以电力液压盘式制动器为研究对象,利用 ADAMS软件进行建模仿真,优化分析获得制动器所需要
的制动力矩和间腺。仿真数据与试验数据对比表明: ADAMS軟件的分析结果和试验数据基本吻合,为制动
器的设计和计算提供了可靠的方法和依据,节省了研发费用并縮短了开发周期。
关键词: ADAMS;电力液压盘式制动器;动力学分析;仿真
中图分类号:TP391.7
文献标识码:A
0引言
料属性的修改等。整个模型中共有7个刚体、一个弹簣、9
电力液压盘式制动器是煤矿、治金、港口码头等行个旋转副、2个平行副和1个施加力(弹簧工作载荷)。
业常用的一种常闭结构制动装置,其主要由电力液压
饺点7
推动器、制动弹簧、制动闸瓦、一套或者多套连杆机构
放原杠杆板
较点5点49
等组成。杠杆比是电力液压盘式制动器非常重要的结
电」「周动拉杆校点3
构参数,它是施加在制动盘上的正压力与电力液压制
液
制劇
动器推力的比值,一般都是手动计算系统杠杆比,然后
压了防
做样机进行试验,该方法计算复杂,制样周期长,开发
动
匆。)
费用高。本文提出了一种应用动力学分析软件
器
点间
动湖较点9
ADAMS对制动器杠杅比进行分析的方法,并对制动
瓦瓦
器杠杆比进行优化,比较理论分析和试验的数据用以
组组纽
检验理论分析的正确性。
铰点1铰点2
电力液压盘式制动器分析模型
(a)制动器外形
(b)制动器结构简图
1.1制动器参数
图1制动器外形及结构简图
KDUB500-2060电力液压盘式制动器参数见表1.3分析工况
1,制动器外形及结构简图如图1所示,并以铰点1与
制动器分为开闸和闭闻工况,开阐是由推动器、制
铰点2的连线为X轴,饺点1与铰点2的中点为Y轴动弹簧和平面铰点组组成杠杆系,简单分析推动器和
建立坐标系
制动弹簧的杠杆比,即可求得推动器克服的最大弹簧
表1KDUB500-2060电力液压盘式制动器参数
力。闭闸工况是系统在制动弹簧力的作用下,将弹簧
额定網动力矩制动盘径制动理论盘径摩擦」摩擦副数闸瓦正压力
力增比后传递到制动闻瓦上,通过和制动盘的配合产
N·m
mm
mm
因数「量(个)
N
生制动力,进而对系统进行制动,根据弹簧最小工作载
500
400
2875
荷和最大工作载荷以及工作行程即可设计制动弹簧,
构建虚拟样机模型
这也是制动器的核心技术。与闭闸工况相比,开闸工
在建模分析过程当中,不需要将所有的动作以及况较简单,所以本文主要分析闭闸工况。
零部件都考虑进去,而应根据具体的仿真目的和需要1.4计算制动力矩
合理地忽略删减不必要的部分,以达到仿真目的的同
根据 ADAMS软件特性,分析出制动器闸瓦的正
时尽可能地简化模型。本模型的基本假设如下:①忽压力,再根据公式M=NFRx(其中,M为制动力矩,
略所有铰接点的摩擦力;②忽略所有零部件的重力作为摩擦副数量,F为正压力,R为制动理论半径,为
用(系统重量轻,对系统分析基本没有影响);③各零部摩擦因数)计算得出制动力矩。
件为刚体,即不会产生任何变形。本文采用 ADAMS
2制动器杠杆比优化和仿真
本身自带的构建模型功能构建制动器模型,对模型的
在制动器分析中,最重要的就是分析制动器系统
各零部件进行物理信息的定义,包括构件名称的修改、材
的杠杆比,杠杆比越大,产生的正压力也越大,相应地
收稿日期:2015-09-14;修订日期:2015-11-02
作者简介:姜朝俊(1968-),男,山东附谷人,工程师,本科,现从事煤矿机电设计工作。
学魚兔ww.XILCIIL.D.com
2015年第6期
姜朝俊,等:甚于 ADAMS的电力液压盘式制动器仿真研究
81
制动力矩也越大,但开间间隙会变小,所以要在开闻间点坐标的数值与制动力矩和开闻间隙之间的关系。分
隙和制动力矩之间寻求最优组合。开闸间隙一般为析结果如图2、图3和图4所示。
1mm~2mm,优化制动器杠杆比,实现最大制动力矩
表2设计变量对正压力的敏感度
2.1制动器制动力矩分析
设计変量设计点位置初始值(mm)敏悠度(N/mn)
在弹簧处施加弹簧最小工作载荷850N,在闸瓦「DW.1
铰点1_X
23
处设置正压力测力弹簧,仿真设置如下:结東时间为
DV 2
铰点1_Y
4s,步骤为200。将数值代入M=NFRx计算得M
铰点2_X
2060
铰点2_Y
2.2优化设计变量
DV 5
铰点3_X
125
由于制动器饺点较多,一般我们会通过 ADAMS L-DV-6
铰点3_Y
610
软件的优化设计变量功能将每个铰点X、Y(坐标参考Dv.7
铰点4_X
52
图1)方向的数值参数化,找出对系统正压力敏感的几
DV 8
铰点4_Y
650
个铰点坐标,单独计算每个设计变量对正压力的敏感
V_9
铰点5_X
52
DV_10
铰点5_Y
650
45
度。计算得到的制动器铰点设计变量对正压力的敏感
DV_11
铰点6_X
度如表2所示。
DV_12
由表2可以看出:设计变量DV_6、DV_11、DV
铰点6_Y
718
DV 13
较点7、Xx
6的敏感度最高,也就是说铰点3_Y、铰点6X、铰点
铰点7_Y
Y的位置变化对制动器系统的正压力影响最大。
Dv_15
铰点8X
2.3优化设计杠杆比
DV 16
铰点8Y
120
由表2分析得知:铰点3_Y方向坐标、铰点6_X
DV 17
饺点9_X
100
方向坐标、铰点8_Y方向坐标对制动力矩影响最大,
DV_18
铰点9_Y
215
115
设它们的数值分别用a、c、b表示。在 ADAMS中,将
在满足开间间隙1mm~2mm的条件下,通过模
较点坐标的数值浮动范围控制在士10%,分析每个铰拟优化,得到最大正压力时a、b、c的数值,如表3所示。
-三?
4500
制动力矩
4000
1.5
1.0
く开间1.0厘
ン2500
?
m2000
10开-0低100
0