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《变量泵-比例阀和蓄能器复合控制差动缸回路原理及应用(I)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第卷第期机械工程学报年月州变量泵、比例阀和蓄能器复合控制’差动缸回路原理及应用权龙李凤兰田惠琴闻政太原理工大学机械电子工程研究所太原。摘要提出用单台变速泵或伺服泵,结合蓄能器和旁通比例节流阀复合控制差动缸,改善注塑机能量效率的回路原理。液压泵仅在液压缸进给过程工作,蓄能器存储液压缸运动和制动过程的能量并用作液压缸回程的动力。比例节流阀控制液压缸回程的运动速度,通过新提出的流量校正原理,消除蓄能器内压力变化和负载对阀流量的影,。,响使液压缸的速度能够实时跟踪预定的轨迹同正反向都采用泵驱动的原理相比可消除回程中电动机制动产生的能耗。研究表明,新的回路原理可满足注塑机控制性能的要
2、求。关键词适应控制泵控系统注塑机锁模机构中图分类号提供动力,同时将液压缸运动的动能,转换为压力前言能存贮在高压蓄能器中,活塞杆收回时,蓄能器向系统提供能量。为了消除回程中电动机处于制动状,,,采用伺服泵或变速泵不经节流元件直接控态时消耗的能量在液压泵和油箱之间并联一比例制,节流阀,,,差动液压缸的运动是液压控制技术领域实现节这样在活塞杆收回时液压泵停止工作能、减小系统发热的有效途径之一,也是目前国内用。该回路原理既适用于比例节流阀控制缸的速度。已有研究成果初步解决了泵控差动,,外的研究热点变速泵也适用于传统伺服泵组成的系统并且只。,缸的技术难点。卜但研究也发现这些成果应用于
3、需要单方向工作的液压泵因本系统的应用对象为,。,,具体主机时并不能保证都获得最佳的效果如用注塑机存在较长的保压和冷却周期所以选用伺双变速泵驱动的差动缸回路来控制注塑机锁模机服电动机与定量泵组成的变速泵用作动力源,降低,,、。构尽管已从控制原理上进行了优化使系统的机电动机在冷却保压等工作周期的能耗械功率与负载完全,匹配但因处于制动状态的电动机仍存在较大的能量损失,系统消耗的能量仍然较大,所,以进一步的研究工作应是针对具体的应用卜对象,发展优化的回路原理,在满足系统动静态特,。基,性要求的同时使能耗降低到最小于这一思想针对注塑机中运动机构只工作在第一、二象限的特点,提出用单台变
4、量泵结合蓄能器和旁通比例阀复合控制差动缸运动的回路原理,不仅简化了系统,也使锁模机构每工作循环的能耗由原·降低为。图变速泵、蓄能器和比例阀复合控制差动缸原理回路原理研究方法及系统建模所提出的用变量泵、比例阀和蓄能器复合控制差动缸驱动注塑机锁模机构的回路原理如图所示。研究方法,,回路的特点是液压缸活塞杆伸出时液压泵,考虑到伺服电动机模型的复杂性和条件限制采用数字、物力环节混合仿真的研究方法,用真实的变速泵系统代替仿真中的数学模型。国家自然科学基金和浙江大学流体传动及控制国家重点实控制器的输一。,验室开放基金舰资助项目加收到初稿,出经转换后作为伺服电动机的输入信号控制收到修改稿
5、机械工程学报第卷第期伺服电动机的转速,用变速泵的实际转速作为输入模过程作用在液压缸上的等效负载力。信号计算泵的流量。为了模拟变速泵的实际运行状,,态用比例溢流阀对变速泵进行加载加载信号取测试一一一一计算一。自仿真中液压泵出口的压力值整个系统的控制及郁书娜靡袂心乏之测试一。—一仿真原理如图所示一计算州」日科日图仪,一液压缸位置锁模过程液压缸等效负载力比例阀的模型比例阀的模型包括描述其运动特性的方程和流量计算公式两部分组成,因流量较大,采用先导型,,图泵控注塑机锁模机构数字、物理混合仿真原理结构它们的运动特性本身就是一个复杂的非线性电液控制系统,如果完全采用理论模型,会使运液压
6、泵输出流量为,,算工作量非常大研究表明其动态特性可以用包外“,一称气含阀心运动速度和位移饱和特性的二阶振荡环节很式中咋液压泵的排量—准确地描述场泵的外泄漏系数十—泞咐心武锁模机构数学模型少夕锁模机构是液压缸驱动的负载,对缸运动的影、。通过阀的流量与阀的开口度阀口的几何形状响因素有锁模力和变化的传动比根据锁模机构的,,和阀口前后压差有关当阀的面积增益为常数时运动过程及动力学关系可导出锁模力和传动比的。,,反可计算公式为简化仅给出负载作用与液压缸的等犷‘月肠肛、、效关系—二—液压缸的数学模型,叹一叭十液压缸的力平衡方程节一戈十凡人几残‘一产液压缸部分的摩擦力可用下面的方程近似描
7、述,、一,么一哪一,十户“‘‘一’··入“、。一、七孺少」青几了妞、一分邺,编蝙式中为液压缸驱动的包含锁模机构在内的等效人卜卜偏,,一质量其值与锁模机构运动过程的传动比有关二几戈户夕,凡卜是一个随液压缸位置变化的量凡为锁模机构对液。,最大静摩擦力,式中月压缸的等效作用力它只在建立锁模力和开模的很—,,内乓区分动静态摩擦的临界速度短时间内存在相当于脉冲力作用在液压缸上合编—,,粘性摩擦因数模时这一力的方向与液压缸运动方向相反液压—缸,开模时,库仑摩擦力工作在第一象限这一力的方向与缸的—运动方向,与压力有关的摩擦因数一
