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摘 要：一种用于滚动轴承装配的专用压装机，其采用冷压方式将轴承压装到工件上。根据液压系统原理图建立AMESim模型，对其进行参数设定和仿真，最后对设定的参数进行改进优化。
关键词：轴承压装机；液压系统；AMESim；动态响应
1 轴承压装的工艺过程
滚动轴承压装由轴承压装机完成，其基本工艺过程为：工作人员将工件定位，设备启动，液压缸下行，延迟设定的时间后，液压缸上行，压装结束。根据滚动轴承压装的工艺过程，进行运动学分析，确定工艺装备的技术参数。
2 滚动轴承压装力计算
滚动轴承压装前，首先应根据轴承及与之配合的工件材料、配合尺寸，计算轴承的最小压入力。选择某工程用深沟球轴承61834，将其外圈压装到轴承座上作为研究对象进行力学分析，根据压入力计算公式得出压入力F=3713 N。
3液压系统AMESim仿真
AMESim提供了系统工程设计一个完整的平台，在此基础上工程技术人员可以建立复杂的机电液系统模型。本文假设轴承压装过程为线性弹性变化，然后采用AMESim软件进行仿真分析。
3.1 液压系统AMESim建模
对压装机的液压系统图建立AMESim模型，模型如图1所示。
图1 液压系统AMESim模型
3.2 液压系统AMESim参数设定
电机转速为1000r/min；恒流量液压泵的排量为20mL/r，转速为1000r/min；比例伺服阀最大流量15 L/min；液控单向阀最大流量15 L/min；调定溢流阀压力7MPa；弹簧最大刚度为177000N/m；轴承压装位移22mm；液压缸内径60mm，活塞杆直径35 mm。
3.3 AMESim仿真结果分析
参数设置后运行仿真模型得出液压缸输出压力、轴承所需压装力与时间的关系曲线，如图2所示。
图2 液压缸输出压力与轴承所需压装力
图3 Bode图
由圖2可以得出，输入信号采用正弦信号，液压缸输出压力较为平缓；在轴承压装位移达到22mm之后，液压缸最终调定输出压力为轴承所需压装力的3.8倍（液压缸最大输出压力为轴承所需压装力的5倍），即各项参数设定符合设备压装要求。
在AMESim中选择线性分析模型，设置仿真时间0.4s，设置输入信号为控制量，活塞位移为观测量，起始频率1 Hz，终止频率1000 Hz，进行仿真，得出频率响应的Bode图，如图3所示。从Bode图中可以得出：相角裕度γ﹥0，幅值裕度Kg﹥0dB，并且两者都有一定的裕度，即判定该液压系统稳定。
4 结 论
本文简要介绍了轴承压装机的工作过程，根据轴承及其配合工件的材料和尺寸计算所需最小压装力，假定该压装过程为线性弹性变化，对轴承压装机的液压动力系统采用AMESim軟件进行动态响应仿真分析，得出系统压装力、压装位移的变化曲线及系统频率响应Bode图，曲线较准确地反应了轴承压装机实际工作过程，为后续液压系统设计优化及参数设定提供了理论支撑，对提高轴承压装机的精度具有较大的意义。
参考文献：
[1] 宋志安. MATLAB/Simulink机电系统建模与仿真[M]. 北京： 国防工业出版社，2015.
[2]梁全，苏齐莹. 液压系统AMESIM计算机仿真指南[M]. 北京： 机械工业出版社，2014.
[3]郑凯峰，陈思忠.比例阀控制非对称液压缸系统的非线性建模与仿真[J].液压与气动，2013（4） ：25 - 28.
[4] 付永领，祈晓野. AMESim系统建模和仿真—从入门到精通[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.
关键词：轴承压装机；液压系统；AMESim；动态响应
1 轴承压装的工艺过程
滚动轴承压装由轴承压装机完成，其基本工艺过程为：工作人员将工件定位，设备启动，液压缸下行，延迟设定的时间后，液压缸上行，压装结束。根据滚动轴承压装的工艺过程，进行运动学分析，确定工艺装备的技术参数。
2 滚动轴承压装力计算
滚动轴承压装前，首先应根据轴承及与之配合的工件材料、配合尺寸，计算轴承的最小压入力。选择某工程用深沟球轴承61834，将其外圈压装到轴承座上作为研究对象进行力学分析，根据压入力计算公式得出压入力F=3713 N。
3液压系统AMESim仿真
AMESim提供了系统工程设计一个完整的平台，在此基础上工程技术人员可以建立复杂的机电液系统模型。本文假设轴承压装过程为线性弹性变化，然后采用AMESim软件进行仿真分析。
3.1 液压系统AMESim建模
对压装机的液压系统图建立AMESim模型，模型如图1所示。
图1 液压系统AMESim模型
3.2 液压系统AMESim参数设定
电机转速为1000r/min；恒流量液压泵的排量为20mL/r，转速为1000r/min；比例伺服阀最大流量15 L/min；液控单向阀最大流量15 L/min；调定溢流阀压力7MPa；弹簧最大刚度为177000N/m；轴承压装位移22mm；液压缸内径60mm，活塞杆直径35 mm。
3.3 AMESim仿真结果分析
参数设置后运行仿真模型得出液压缸输出压力、轴承所需压装力与时间的关系曲线，如图2所示。
图2 液压缸输出压力与轴承所需压装力
图3 Bode图
由圖2可以得出，输入信号采用正弦信号，液压缸输出压力较为平缓；在轴承压装位移达到22mm之后，液压缸最终调定输出压力为轴承所需压装力的3.8倍（液压缸最大输出压力为轴承所需压装力的5倍），即各项参数设定符合设备压装要求。
在AMESim中选择线性分析模型，设置仿真时间0.4s，设置输入信号为控制量，活塞位移为观测量，起始频率1 Hz，终止频率1000 Hz，进行仿真，得出频率响应的Bode图，如图3所示。从Bode图中可以得出：相角裕度γ﹥0，幅值裕度Kg﹥0dB，并且两者都有一定的裕度，即判定该液压系统稳定。
4 结 论
本文简要介绍了轴承压装机的工作过程，根据轴承及其配合工件的材料和尺寸计算所需最小压装力，假定该压装过程为线性弹性变化，对轴承压装机的液压动力系统采用AMESim軟件进行动态响应仿真分析，得出系统压装力、压装位移的变化曲线及系统频率响应Bode图，曲线较准确地反应了轴承压装机实际工作过程，为后续液压系统设计优化及参数设定提供了理论支撑，对提高轴承压装机的精度具有较大的意义。
参考文献：
[1] 宋志安. MATLAB/Simulink机电系统建模与仿真[M]. 北京： 国防工业出版社，2015.
[2]梁全，苏齐莹. 液压系统AMESIM计算机仿真指南[M]. 北京： 机械工业出版社，2014.
[3]郑凯峰，陈思忠.比例阀控制非对称液压缸系统的非线性建模与仿真[J].液压与气动，2013（4） ：25 - 28.
[4] 付永领，祈晓野. AMESim系统建模和仿真—从入门到精通[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006.