液压机同步平衡控制系统的仿真研究

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1、万方数据现代制造工程2009年第2期CAD／CAE／CAPP／CAM运用AMESim／Simulink的液压机同步平衡控制系统的仿真研究+涂江涛L2，黄明辉1，刘忠伟1(1中南大学机电工程学院，长沙410083；275407部队，湛江524000)摘要：对液压机活动横梁偏载不平衡的动力学模型进行分析，运用AMESim仿真平台搭建一种溢流补偿型同步平衡摔制系统的动力学模犁，通过仿真分析了控制参数、加载速度、摩擦阻力和传感器精度对『司步精度和调节时问的影响。验证了这种I司步平衡控制系统和采用的有关液压元件能满足Y

2、32-315T试验测试性专用压机的设计要求。关键词：同步平衡；AMESim软件；液压机；仿真研究中图分类号：TG315．4文献标识码：A文章编号：1671—3133(2009)02—0036—04SimulationresearchofasynchronousbalancingsystemforhydraulicpressbasedonAMESim／SimulinkTUJiang—ta01’2，HUANGMing-hui‘，LIUZhong-weil(1CollegeofMechanicalandElectr

3、icalEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，CHN；2No．75407PLAUnit，Zhanjiang524000，Guangdong，CHN)Abstract：Thestressmodelofthemovingcrossbeamisanalysisedwhenthehydraulicpressisimbalance．Setupthemodelofthedynamicmodelofaoverf]owcompensationbalance—syn

4、chronouscontrolsystemwithAMESim．TheSimulationanalysistheinfec·tiononsynchronismaccuracyandadjustingtimeofcontrollingparameters，theloadingvelocity，thefrictionalresistance，thepreei-sionofsensorsaswellat]theflowratesoftheoilininfusionandoverflow．Thesimulationr

5、esultalsoverifiesthehigIIaccuracyinsynchronismoftheexperimenthydraulicpressusingthebalance-synchronouscontrolsystem．Keywords：synchronousbalancing；AMESim；hydraulicpress；simulationresearch同步控制一直是液压行业的一个重要课题，它在巨型液压机的运动中显得尤为突出。模锻件各部位几何形状、温度等方面的差别导致其变形抗力的合力偏离液压机

6、的中心，并且主工作缸的泄漏、摩擦、阻力、制造精度、油液中含气量及结构的弹性变形也能导致设备的不同步动作，从而产生偏心力矩，使活动横梁发生倾斜。部分力矩将传递给液压机框架，导致液压机各构件的受力情况恶化，立柱的附加弯曲力矩明显增加，有可能导致总应力超过允许值而发生事故。同时，巨型模锻液压机上模锻件的水平尺寸一般较大，活动横梁发生倾斜后，上、下模不能准确压合，必然使模锻件不能达到要求的变形量，满足不了精度要求。液压同步平衡，本质上是一种液压位置保持系·国家973重点基础研究发展计划资助项目(2005CB72410

7、2)36统，主要有封闭型、节流型和补偿型i种T作方式，目前最先进的方案是采用具有溢流控制的补偿型同步平衡系统，具有控制精度高、补偿时间短和能量损耗小的特点。Y32-315T试验测试性模拟样机为三梁四柱式结构。其同步平衡控制系统工作原理如图1所示。该样机是在活动横梁和下横梁的四个角上各设置一个活塞式液压缸(同步平衡缸)，缸体固定在液压机的下横梁上，活塞杆与液压机的活动横梁铰性连接。各对角线上一角的液压缸的上腔和另一角的液压缸的下腔用管道相连通，形成封闭系统。每组液压缸控制两对角液压缸活塞位移之差。其设计要求同步

8、控制精度应达到0．040mm／m，调节时间小于3s。原理图1中的方向阀控制补、溢流油液的方向和通万方数据CAD／CAE／CAPP／CAM现代制造工程2009年第2期图1同步平衡系统工作原理图断；比例流量阀l、比例流量阀2分别控制补油流量和溢流流量。偏心载衙时，如活动横梁受到顺时针方向的偏心力矩，并发生倾斜，则对角液压缸活塞位移产生偏差，达到某一规定值时，通过控制器产生控制方向阀和比例流量阀的电压量，