带轮数控旋压机床电液比例系统的动态特性仿真与实验研究

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1、华南理工大学硕士学位论文带轮数控旋压机床电液比例系统的动态特性仿真与实验研究姓名：李小龙申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：夏琴香20080601摘要皮带轮旋压技术的发展使皮带轮向高精度、节能、节材、无污染的方向发展。由于皮带轮旋压机所需的驱动力比较大，因此多采用液压来驱动。但由于液压系统存在如死区、泄漏、阻尼系数的时变性以及负载干扰的存在，系统呈现出不确定特性和非线性特性，使得由液压系统驱动的位置精度难以达到一个比较高的水平。随着电液比例控制技术的发展，比例阀采用了位移反馈、压力反馈、流量反馈等校正手段，使阀的动态精度、

2、动态响应和稳定性得到极大的提高，进而大大提高了液压驱动的位置精度。本论文的研究课题来源于华南理工大学机械与汽车工程学院夏琴香教授所主持的2006年广东省教育部产学研合作项目(2006D90304021)“钣制带轮近净成形工艺和数控旋压设备研究及生产线的组建”。本论文主要研究并设计出适合皮带轮旋压的电液比例控制液压系统，对液压系统进行动态特性仿真，以及对电液比例控制液压系统的位置控制进行实验研究。主要研究内容为：首先，简要阐述了皮带轮旋压成形技术的原理及特点，以及国内外皮带轮旋压机床的发展现状。以国内外研究文献为基础，简要阐述了电液比例控制

3、系统的基本概念及其发展历程，重点介绍了电液比例控制技术及控制策略在锻压设备中的应用情况。其次，根据皮带轮旋压工艺要求，设计出适合皮带轮旋压的电液比例控制液压系统。较为详细地介绍了该液压系统的动作原理和特点，以及详细介绍了电液比例方向阀、可变容量柱塞泵、电机、液压缸和光栅尺等液压主要元件的设计计算过程。然后根据机床液压原理图，建立了基于AMESim环境的液压仿真模型。对无负载和有负载两种情况下液压缸的位置精度分别进行了仿真模拟，并对仿真结果进行了系统的分析，该仿真结果对实验研究提供了强有力的理论支持。再次，根据皮带轮旋压工艺的特殊性，对电液

4、比例控制系统进行优化研究。主要针对电液比例控制系统的响应速度和流量控制两个方面进行了理论探索与仿真研究。最后，对机床的液压系统进行调试，使液压系统的各项动作符合设计要求。通过实验标定出电液比例方向阀输入电压值与液压缸实际运动速度一一对应的曲线，从而建立电压值与速度的关系曲线，方便今后实验与生产中对液压缸运动速度的调节和控制。关键词：带轮旋压；电液比例控制；AMESim；液压仿真ABSTRACTWiththedeVelopmentofbelt—pulleyspinningtechnology；belt-pulleyisdeVelopedto

5、hi曲precision，ene唱y-saving，mat谢a1-saVing，nopollution．HydraulicsyStemismainlyusedasthedrivensVst锄ofbelt．pulleyspirulingmachinebecausethatmacllineneedslargedrivingforce．WhereaS，duet0thedef．ectsofdeadzone，leal(age，time-V耐ationofdanlpingcoe街cientandloaddistuI．btionandsoon，inde

6、tenninacyandnon-1ine撕ty’exsitint11ehydraulicsystem，thepositionprecision嘶venbythehydraulicsystemislow．Inrecentyears，withthedevelopmentofEHPCT(electro-hydraulicproponionalcontroltechnology)，thedynamicprecision，dynamicresponseandstalbilityofproportionalValVeareimproVedgreatl

7、ybecauseofadoptingthecollrIoctionmethodsofdisplac锄ent，pressureandnowf．eedbacksandsoon．Thepositionprecisionwhichisd打venbyhydraulicsyStemisimproved酉eatly．ThereseaLrchsubiectofthispapercomes仔omthe2006GuangdongprovinceandEducationD印抓mentcooperativeproject(2006D90304021)”Thene

8、t-shapefomlingtechnoloSⅣofthebeltpulleyandtheresearchofCNCspinningmachineandthebuildingofproduct