基於AMESim的鋼軌粗磨機液壓系統設計論文

　　鋼軌粗磨機是鋼軌生產自動化重要裝置之一，主要是在生產過程中透過夾持和固定鋼軌，配合磨頭進行磨削焊瘤工作，有效潤滑輪軌介面和科學打磨鋼軌斷面。鋼軌打磨是線路養護維修的重要手段，對提高鋼軌光滑性、降低鋼軌損耗具有重要作用。國外研製起步較早，技術成熟，典型裝置有瑞士 Gaas80/580 鋼軌焊接機和法國 GEISMAR 公司 MAS150 型鋼軌精磨機。MAS150 型鋼軌精磨機是集液壓、電氣、風壓控制為一體的自動化裝置，透過固化在裝置中的控制板上的控制程式來實現整個鋼軌焊接接頭打磨過程自動化。我國研究起步較晚，水平相對落後，國產鋼軌粗磨機的加工精度、速度、能耗等與國際先進水平都有較大的差距。目前我國鋼軌粗磨機主要依賴進口，不僅價格昂貴、供貨週期長，而且也使我國鋼軌生產技術受制於人。因此自主研發鋼軌粗磨機對我國交通運輸的發展有重要意義。

　　1 鋼軌粗磨機液壓系統設計

　　鋼軌粗磨機的主要任務是在指定位置將鋼軌焊縫上的焊瘤透過磨削方式消除以達到規定要求，其液壓系統主要負責車體行走、鋼軌夾持、上磨頭橫樑提升俯仰運動等功能。

　　2 鋼軌粗磨機液壓控制系統模擬分析

　　在液壓系統設計基礎上，利用 AMESim 軟體建立液壓系統模擬模型，針對鋼軌粗磨機快速性、平穩性的要求，分別對行走系統和提升俯仰系統的控制性能進行模擬分析。

　　2.1 行走系統模擬分析

　　為提高工作效率，要求粗磨機行走系統在行走過程中能夠實現平穩加減速。在 AMESim中建立走行車液壓回路和雙泵供油迴路模型，由於機床行走起停的衝擊很大，故採用液壓蓄能及節流閥的防衝擊方式。用蓄能器和節流閥來吸收加速衝擊，用蓄能器和單向閥來吸收減速衝擊。當衝擊較小時用蓄能器來緩衝，當衝擊較大時用單向閥補油，系統設計有效改善了大慣性系統起停的衝擊性能。

　　2.2 提升俯仰系統模擬分析

　　提升俯仰系統的運動透過在橫樑左右兩側的液壓缸實現，為保證運動平穩性，要求左右兩側的液壓缸運動具有一致性，防止左右提升系統受載不均，產生偏載現象，影響提升俯仰系統的可靠性。

　　為驗證橫樑工作時的快速性和平穩性，透過向電業換向閥傳送迅速變化的輸入訊號，透過已建立的'液壓系統模擬模型得到橫樑下降模擬過程左右兩側液壓桿下降位移，如圖9 所示，可以看出兩側液壓桿下降位移基本一致，能夠滿足實際工作需求。

　　3 結論

　　(1)完成鋼軌粗磨機液壓系統設計，採用多泵供油與蓄能器相結合方式實現節能設計。

　　(2)採用比例換向閥系統實現行走系統的各工況需求，提高了工作效率。

　　(3)採用同步閥使系統簡單、維護方便、使用可靠、精度易保證，並採取終端同步誤差消除措施，實現橫樑提升俯仰系統的平穩。

　　(4)模擬結果以及實驗結果表明，透過對各液壓子系統迴路的合理設計，改善了液壓系統的控制性能，提高了液壓系統的可靠性，實現鋼軌粗磨機的快速、穩定控制。