双臂锚杆钻车行走液压系统仿真分析

王晨升，苏 芳，张占东

（山西大同大学机电工程学院,山西大同 037003）

0 引言

安全支护是矿井顺利生产的保障，选用有效的支护机械至关重要[1]。考虑井下作业安全性，大多类型锚杆钻车均采用液压传动系统[2]，液压传动系统的性能决定了整车的作业能力，考虑到试验和样机成本，在设计阶段需要对整车液压系统进行仿真，以考查其性能参数。AMESim软件广泛应用于各种装备液压系统的设计仿真阶段，取得良好效果[3-4]。应用该软件对双臂锚杆钻车液压系统进行建模和仿真分析。

1 双臂锚杆钻车

双臂锚杆钻车主要用于煤巷及半煤岩巷道掘进工作面支护作业，整车模型如图1所示。

双臂锚杆钻车能完成巷道内不同高度、不同角度锚杆锚索孔、炮眼孔、探测（探水、探瓦斯）孔的机械化作业施工。双臂锚杆钻车的应用大大缩短支护作业时间，提高支护效率和支护质量。

2 基于AMESim行走液压系统建模及仿真分析

双臂锚杆车的行走机构由三联齿轮泵的2个前泵（63泵）分别向2个液压马达供油，通过2个单联换向阀控制行走马达的正、反转，实现钻车的行走，行走液压系统设计参数如表1所示。

基于AMESim建立锚杆车行走工况如图2所示仿真模型。

设置仿真时间为10 s，步长0.01 s，马达输入转速为0.12 r/min。锚杆车行走工况下液压泵泵口压力如图3所示。液压泵泵口压力在仿真开始后压力快速增加，峰值达22.5 MPa，0.7 s后稳定在20 MPa，响应较快，工作正常。

图1 双臂锚杆钻车模型

表1 行走液压系统设计参数

图2 行走液压系统模型

图3 泵口压力

液压泵泵口流量如图4所示。液压泵在仿真开始时流量最大达到90 L/min，系统工作1 s后流量稳定在11.8 L/min，泵口最大流量未超过系统最大流量，工作正常。

行走马达口的压力如图5所示。设置行走速度为0.12 r/min，液压马达工作压力0.8 s后稳定为4 MPa，马达口压力开始时有一定脉动，最高压力达到6.8 MPa，未超过马达额定压力，工作正常。

液压马达流量如图6所示。液压马达工作时的流量稳定在9 L/min，仿真开始时流量为1 L/min，仿真开始后跃升至9 L/min，马达工作正常。

3 结论

机械化程度的提升是矿井生产实现智能化的前提，基于AMESim完成了双臂锚杆钻车行走液压系统的建模及仿真分析，结果显示系统压力在开始阶段有一定波动，这是由液压阀引起的，液压泵和行走马达均能快速响应，并稳定在合理范围内正常工作。

图4 泵口流量

图5 马达口压力

图6 马达口流量