针对滚动轴承疲劳寿命试验机的液压控制系统分析

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1、2014年l1月机床与液压NOV．2014第42卷第22期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．22．032滚动轴承疲劳寿命试验机的液压控制系统分析张宏友(大连海洋大学应用技术学院，辽宁大连l16300)摘要：对ABLT-5A型滚动轴承寿命试验机的液压加载控制系统进行了改进，并针对控制系统进行数学建模及MATLAB仿真分析，以提高滚动轴承寿命试验机的控制性能。关键词：滚动轴承寿命试验机；液压比例控制；MATLAB仿真中图分类号：TH871．3文献标识码：A文章编号：1001

2、—3881(2014)22—101—3AnalysisoftheHydraulicControlSystemoftheRollingBearingFatigueLireTestingMachineZHANGHongyou(VocationalandTechnologyCollegeofDalianOceanUniversity，DalianLiaoning116300，China)Abstract：ThehydraulicloadingcontrolsystemoftheABLT-5Arollingbearinglifetestingmachinewasimprove

3、d．Themathe—matiealmodelofthecontrolsystemwascreated．Furthermore，simulationanalysiswasappliedbyMATLABsoftware，inordertopro—motethecontrolsystemqualityoftherollingbearinglifetestingmachine．Keywords：Rollingbearinglifetestingmachine；Hydraulicproportionalcontrol；MATLABsimulation滚动轴承疲劳寿命试验机是检

4、测轴承疲劳寿命时间处于中位不工作状态，因此调节平稳、精度及可的主要设备。而对其进行强化加载的方式也多种多靠性高，并且当比例换向阀发生故障时，系统无法进样，针对目前的杠杆砝码加载、弹簧加载、静压力行加载动作，比例减压阀不减压，这些结果都可能造加载方式中存在的载荷不稳定、加载范围小、精度成加载油缸一直处于最大加载状态，严重时甚至损害低等问题，一般可采用液压比例自动加载。而液压被试轴承，而比例溢流阀发生故障时无法建立工作压比例加载目前在滚动轴承寿命试验机中已有应用，力，即油缸无加载力输出，因此发生故障时安全性优不过对于其控制系统理论的分析较少。为此，在液于前两者。压比例及伺

5、服系统在滚动轴承寿命试验机工程应用表13种调节方式的比较的基础上，对液压比例加载系统的控制理论进行初步的探讨。1液压加载控制系统设计轴承强化寿命试验的液压加载控制方式主要有机液伺服系统、电液伺服系统、气液伺服系统3种方式，而其中电液伺服控制相对于机液、气液具有控制精度高、液压元件响应速度快、抗负载刚度大等优点，并且电传感器多样化，针对模拟轴承转动过程中对ABLT-5A滚动轴承寿命试验机进行改造，设工况的复杂性及设备空间结构所限造成的信号提取困计的滚动轴承寿命试验机液压加载系统如图1所示。难，易于采集更多的物理量。在确定电控控制方式所设计轴承寿命试验机的加载系统应同时保

6、证多套轴后，对于压力调节需要保证加载力连续可调、加载平承的轴向及径向加载工况，可根据具体试验要求来设稳准确、控制方便等特性，所以可采用按输入的电信计多个轴向及径向加载液压缸及相应控制支路。在图号连续地、按比例地控制液压系统的液流方向，流量1中，仅设计单套轴向及径向加载油缸，如试验轴承和压力由比例阀进行调节。而比例阀又包含比例换较多，可参照图1并联多套加载油缸及比例溢流阀控向、比例减压、比例溢流3种结构，3种阀的特点比制系统。较如表1所示，考虑到比例溢流阀可在恒力加载中长收稿日期：2013—09—30基金项目：辽宁省教育厅科学研究一般项目(12013282)作者简介：张

7、宏友(1961一)，硕士研究生，教授，研究方向为液压与气动控制。E—mail：scxyzy@126．eom。·102·机床与液压第42卷定的压力进行比较得到偏差信号，经过控制器后调节进入液压缸的流量，进而精确得到所需要加载值。以下来分别建立电液比例控制系统中各个环节的数学模型。2．1．1主控器环节在控制器中，采用不同的控制策略可以形成不同的控制器，所以控制器的输入输出方式不尽相同，但是总能表示成以下的形式¨：Uc(5)oc(s)(1)式中：U=U—Uf；U为指令信号；U表示反馈信号；Uc为控制信号。2．1．2比例放大环节系统中通过比例溢流阀中的放大器