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(xiàn)、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(lèi)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(jì)的直接伺服泵控式液壓機(jī),采用可變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(diǎn),并具有節(jié)能,降噪,可靠性高,控制靈活和容易實(shí)現(xiàn),加工精度高,自動(dòng)化程度高,能夠?qū)崿F(xiàn)

2、柔性控制等優(yōu)點(diǎn)。
　　 為了將泵控伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用到普通液壓機(jī)中,并對(duì)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(diǎn)和要求,進(jìn)行了泵控伺服液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì),既保留了傳統(tǒng)液壓機(jī)的優(yōu)點(diǎn),又同時(shí)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(duì)泵控伺服液壓機(jī)的動(dòng)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(jiǎn)化模型。
　　 (3)

3、設(shè)計(jì)了一個(gè)拉深加工實(shí)例,建立了其各個(gè)工序壓制過(guò)程液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型,對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行了仿真研究,對(duì)整個(gè)拉深加工過(guò)程的位移響應(yīng)進(jìn)行了仿真研究,對(duì)一個(gè)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(dòng)態(tài)性能研究實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果、泵控伺服液壓機(jī)動(dòng)態(tài)性能與閥控液壓機(jī)動(dòng)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(shí)間、峰值時(shí)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(shí)間長(zhǎng)和穩(wěn)態(tài)誤差的缺陷,穩(wěn)態(tài)誤差可以通過(guò)控制信號(hào)的補(bǔ)償修正得到消除,響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),可以通過(guò)控制信號(hào)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(gè)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(xiàn)與實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)數(shù)據(jù)在響應(yīng)時(shí)間方面的誤差,最小為峰

5、值時(shí)間0.72％,最大為調(diào)整時(shí)間11.11％,上升時(shí)間的誤差也只有4.09％,可見(jiàn)在響應(yīng)時(shí)間方面仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)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(xiàn)的動(dòng)態(tài)形式來(lái)看,仿真曲線(xiàn)和實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)基本相似,可見(jiàn)仿真結(jié)果能夠基本反應(yīng)液壓缸的運(yùn)動(dòng)過(guò)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(dòng)技術(shù)應(yīng)用在普通液壓機(jī),這在液壓機(jī)設(shè)計(jì)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(kāi)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(guò)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(méi)有制造出來(lái)之前便可對(duì)其性能進(jìn)行預(yù)測(cè),找出缺陷,提出改進(jìn)方法和措施。通過(guò)對(duì)泵控伺服液壓