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液压机荥控伺服的动力部分研究

作者: 来源: 日期:2019/4/4 16:51:33 人气:0

液压机是成型加工中应用最广泛的设备之一,在锻造,冲压,管、线、型材挤 压,粉末冶金,塑料及橡胶制品成型等领域中广泛使用,尤其在机械制造领域中, 液压机是三大类锻压设备之一。但是传统液压机存在着耗能高,噪声大,控制难度 大,液压系统复杂,成本高,加工精度低等缺陷。本文设计的直接伺服泵控式液压 机,采用可变速电机驱动定量油泵进行容积调速,可以完全克服传统液压机的缺点, 并具有节能,降噪,可靠性高,控制灵活和容易实现,加工精度高,自动化程度高, 能够实现柔性控制等优点。

为了将泵控伺服驱动技术应用到普通液压机中,并对其性能进行研究,本文主要 做了如下工作:

根据泵控伺服液压机的性能特点和要求,进行了泵控伺服液压机的液压系 统设计,既保留了传统液压机的优点,又同时具有一机多用、高精度加工、能够实 现柔性控制的性能。

对荥控伺服液压机的动力部分,包括控制器、电机和泵等,进行了数学建 模,仿真分析,建立了电机和泵的简化模型。

设计了一个拉深加工实例,建立了其各个工序压制过程液压系统的数学模 型和仿真模型,对各个工序进行了仿真研究,对整个拉深加工过程的位移响应进行 了仿真研究,对一个工作循环内能耗进行了仿真,并将其与普通压力机进行了比较。

进行了泵控伺服液压机动态性能研究实验,将实验结果与仿真结果、泵控 伺服液压机动态性能与阀控液压机动态性能进行了比较分析。

研究结果表明,随着控制器参数K值的增大,位移响应上升时间、峰值时间减 少,响应速度加快,稳态误差减少,控制精度提高,超调量加大,振荡次数加大, 系统的不稳定性加大;液压面积越大,运行位移越短,系统就越稳定;泵控伺服液 压机存在响应时间长和稳态误差的缺陷,稳态误差可以通过控制信号的补偿修正得 到消除,响应时间长,可以通过控制信号的提前输入消除;泵控伺服液压机与普通 液压机相比,在拉深加工的一个工作循环内要节约35. 32%的能量,总效率提高了 14.94%。

仿真曲线与实验曲线数据在响应时间方面的误差,最小为峰值时间0.72%,最 大为调整时间11.11%,上升时间的误差也只有4. 09%,可见在响应时间方面仿真数 据与实验数据误差很小。在超调量方面仿真误差是14. 28%,只有0.045mm/s,从曲 线的动态形式来看,仿真曲线和实验曲线基本相似,可见仿真结果能够基本反应液 压缸的运动过程,使用数学建模和matlab+simulink的液压系统仿真研究能够反应液 压机的基本性能,具有可靠性和准确性。泵控伺服液压机响应速度要慢于阀控 0.498s,超调量要小0.85mm/s,泵控伺服液压机的稳定性要高于阀控液压机

将泵控伺服驱动技术应用在普通液压机,这在液压机设计领域是一种新的技术 创新,在液压机的发展上将开辟一条新的技术发展之路。本文将电机、泵、液压系 统和加工工件结合在一起进行全面的数学建模和仿真,是液压系统仿真研究的新方 法,通过此仿真能够对泵控伺服液压机的性能进行全面深入的研究,在液压机没有 制造出来之前便可对其性能进行预测,找出缺陷,提出改进方法和措施。通过对泵 控伺服液压机全系统的仿真研究,并对泵控伺服液压机的动态性能进行实验研究, 得出了很多重要的结论与成果,为泵控伺服液压机的理论研究、设计制造和性能优 化提供了理论基础,对泵控伺服液压机的设计、性能优化等具有很重要的意义。


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