钢坯修磨机台车张力控制系统的仿真研究.pdf

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1、CAD／CAF／CAPP／CAM现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2013年第7期钢坯修磨机台车张力控制系统的仿真研究赵斌1’2(1中国煤炭科工集团太原研究院科技产业中心，太原030006；2太原理工大学机械电子研究所，太原030024)摘要：建立了钢坯修磨机钢丝绳张力控制系统，并且对阀控张紧液压缸伺服系统的所有液压元件和修磨机柔性负载系统进行了建模，通过MATLAB／SIMULINK仿真软件，主要分析了预紧力对钢丝绳受力的影响，并且对开环无反馈、力环反馈，以及位移反馈控制系

2、统的仿真结果进行了比较，得出了可靠的结论。关键词：钢丝绳；柔性负载；预紧力；张力控制；仿真中图分类号：THl37文献标志码：A文章编号：1671—-3133(2013)07—0053—06ResearchofsimulationonthetensioncontrolsystemofthecarinsteelbilletgrindingmachineZhaoBinl，2(1TaiyuanInstituteofChinaCoalTechnologyandEngineeringGroup，Taiyuan030006，Ch

3、ina；2InstituteofMechatroniesEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Designsteelwiretensioncontrolsystemofsteelbilletgrindingmachine，andestablishmathematicalmodelofeverycomponentinelectro—hydraulicproportionalvalvecontroldissymmet

4、ryhydrauliccylinderservosystemandtheloadwithlargeiner-tiaandflexibilitysystemofgrindingmachine．ThroughthemediumofMATLAB／SIMULINKsimulation．mostlyanalysespre-loadimpactofsteelwirestl'e88．Comparewiththeemulationresultofnon-feedback，forcefeedback，displacementfeed

5、back，therebye—ducereliableconclusion．Keywords：thesteelwirerope；flexibleload；pre·load；tensioncontrol；simulation0引言在钢坯修磨机中，被磨坯料通过液压马达驱动的台车所牵引，钢丝绳牵引的台车在水平导轨上进行物料的运送，台车负载惯性较大，且该传动链由于有钢丝绳的存在而具有较大的柔性。这些特性随着负载及钢丝绳张紧力的变化而变化，因此在起动、停止和换向的过程中冲击较大，过高的冲击力常导致牵引钢丝绳断丝，甚至完全断裂，

6、所以经常需要更换钢丝绳，增加了生产成本而且对修磨机的正常工作有很大的影响，不利于生产的进行且大大缩短了系统的寿命。因此需要对系统进行优化控制使系统运行尽可能平稳，缩短过渡时间，减少超调量，抑制系统振荡。本文设计了钢坯修磨机钢丝绳张力控制系统，此系统通过对液压缸的控制，进而对钢丝绳进行张力控制；并且建立了阀控张紧液压缸、张力控制伺服系统的动力学模型和数学模型；重点分析了预紧力对钢丝绳受力的影响，比较分析了开环无反馈与力环、位移反馈系统的仿真结果。1台车牵引系统的工作原理修磨机台车传动系统工作原理如图1所示。号笋萝紧液

7、压钙——————]，台车／镪丝绳图1修磨机台车传动系统工作原理台车的主要负载为装在台车上的被磨坯料和台车的自重，最大总重量为40t左右。工作中要求台车在任何位置都能够快速起停、正反向运动，起动、制动过程平稳无冲击。液压马达通过减速器将动力传递532013年第7期现代制造工程(M0d锄ManufacturingEngineering)给驱动滚筒，在钢丝绳的牵引下驱动滚筒带动台车在导轨上往复运动，由于台车的行程达到22m，因此对钢丝绳的弹性影响较大，如果采用普通开闭换向控制，将会引起很大的速度冲击。为了更好地减少台车运

8、动时的振荡，设计了张力控制系统。该系统在导轮位置设置张紧液压缸，通过控制张紧液压缸的液压力来控制钢丝绳的预紧力，以便减小钢丝绳的松弛量，降低钢丝绳受力伸长的影响。2系统建模修磨机台车牵引钢丝绳张力控制系统原理图如图2所示，图2中M。为仿真初始值。图2修磨机台车牵引钢丝绳张力控制系统原理图2．1阀控张紧液压缸系统的建模对于典型液压系统，其负载只考虑质量负载。以