泵控伺服液壓機(jī)液壓系統(tǒng)研究.pdf

1、液壓機(jī)是成型加工中應(yīng)用最廣泛的設(shè)備之一,在鍛造,沖壓,管、線、型材擠壓,粉末冶金,塑料及橡膠制品成型等領(lǐng)域中廣泛使用,尤其在機(jī)械制造領(lǐng)域中,液壓機(jī)是三大類鍛壓設(shè)備之一。但是傳統(tǒng)液壓機(jī)存在著耗能高,噪聲大,控制難度大,液壓系統(tǒng)復(fù)雜,成本高,加工精度低等缺陷。本文設(shè)計的直接伺服泵控式液壓機(jī),采用可變速電機(jī)驅(qū)動定量油泵進(jìn)行容積調(diào)速,可以完全克服傳統(tǒng)液壓機(jī)的缺點,并具有節(jié)能,降噪,可靠性高,控制靈活和容易實現(xiàn),加工精度高,自動化程度高,能夠?qū)崿F(xiàn)

2、柔性控制等優(yōu)點。
　　 為了將泵控伺服驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用到普通液壓機(jī)中,并對其性能進(jìn)行研究,本文主要做了如下工作:
　　 (1)根據(jù)泵控伺服液壓機(jī)的性能特點和要求,進(jìn)行了泵控伺服液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計,既保留了傳統(tǒng)液壓機(jī)的優(yōu)點,又同時具有一機(jī)多用、高精度加工、能夠?qū)崿F(xiàn)柔性控制的性能。
　　 (2)對泵控伺服液壓機(jī)的動力部分,包括控制器、電機(jī)和泵等,進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,仿真分析,建立了電機(jī)和泵的簡化模型。
　　 (3)

3、設(shè)計了一個拉深加工實例,建立了其各個工序壓制過程液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型,對各個工序進(jìn)行了仿真研究,對整個拉深加工過程的位移響應(yīng)進(jìn)行了仿真研究,對一個工作循環(huán)內(nèi)能耗進(jìn)行了仿真,并將其與普通壓力機(jī)進(jìn)行了比較。
　　 (4)進(jìn)行了泵控伺服液壓機(jī)動態(tài)性能研究實驗,將實驗結(jié)果與仿真結(jié)果、泵控伺服液壓機(jī)動態(tài)性能與閥控液壓機(jī)動態(tài)性能進(jìn)行了比較分析。
　　 研究結(jié)果表明,隨著控制器參數(shù)K值的增大,位移響應(yīng)上升時間、峰值時間減少,響

4、應(yīng)速度加快,穩(wěn)態(tài)誤差減少,控制精度提高,超調(diào)量加大,振蕩次數(shù)加大,系統(tǒng)的不穩(wěn)定性加大；液壓面積越大,運(yùn)行位移越短,系統(tǒng)就越穩(wěn)定；泵控伺服液壓機(jī)存在響應(yīng)時間長和穩(wěn)態(tài)誤差的缺陷,穩(wěn)態(tài)誤差可以通過控制信號的補(bǔ)償修正得到消除,響應(yīng)時間長,可以通過控制信號的提前輸入消除；泵控伺服液壓機(jī)與普通液壓機(jī)相比,在拉深加工的一個工作循環(huán)內(nèi)要節(jié)約35.32％的能量,總效率提高了14.94％。
　　 仿真曲線與實驗曲線數(shù)據(jù)在響應(yīng)時間方面的誤差,最小為峰

5、值時間0.72％,最大為調(diào)整時間11.11％,上升時間的誤差也只有4.09％,可見在響應(yīng)時間方面仿真數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)誤差很小。在超調(diào)量方面仿真誤差是14.28％,只有0.045mm/s,從曲線的動態(tài)形式來看,仿真曲線和實驗曲線基本相似,可見仿真結(jié)果能夠基本反應(yīng)液壓缸的運(yùn)動過程,使用數(shù)學(xué)建模和matlab+simulink的液壓系統(tǒng)仿真研究能夠反應(yīng)液壓機(jī)的基本性能,具有可靠性和準(zhǔn)確性。泵控伺服液壓機(jī)響應(yīng)速度要慢于閥控0.498s,超調(diào)量要小

6、0.85mm/s,泵控伺服液壓機(jī)的穩(wěn)定性要高于閥控液壓機(jī)。
　　 將泵控伺服驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用在普通液壓機(jī),這在液壓機(jī)設(shè)計領(lǐng)域是一種新的技術(shù)創(chuàng)新,在液壓機(jī)的發(fā)展上將開辟一條新的技術(shù)發(fā)展之路。本文將電機(jī)、泵、液壓系統(tǒng)和加工工件結(jié)合在一起進(jìn)行全面的數(shù)學(xué)建模和仿真,是液壓系統(tǒng)仿真研究的新方法,通過此仿真能夠?qū)Ρ每厮欧簤簷C(jī)的性能進(jìn)行全面深入的研究,在液壓機(jī)沒有制造出來之前便可對其性能進(jìn)行預(yù)測,找出缺陷,提出改進(jìn)方法和措施。通過對泵控伺服液壓