50MN锻造水压机进水阀及电液控制系统仿真研究

论文摘要

伴随重大成套装备技术的发展,大型及特大型锻件的锻造能力已成为限制重大装备制造业水平的一个主要瓶颈。为满足不断发展的大型、特大型装备对大型锻造零件的需求,就需要对锻造设备提出更加严格的要求。要求锻造吨位更大、锻造精度更高、自动化水平更强。水压机作为目前我国大型锻造设备的重要组成部分,在很多大型装备领域仍发挥着重要的作用。相对于现已成熟的液压控制技术,传统的水压传动方式在控制精度和自动化水平上已不能满足要求。本文对锻造水压机的本体结构、传动方式和操纵系统作了简单的介绍,并详细分析了传统水压机采用的提升式锥阀式水阀的工作原理。对操纵系统分配器不同形式的控制方式进行了对比分析。文中以50MN锻造水压机主分配器及其控制系统为研究对象,分别对其主缸进水阀和主分配器伺服控制系统进行了数学建模。并通过计算机仿真的方法,利用软件MATLAB/Simulink对进水阀和伺服控制系统的工作过程进行了动态仿真。利用仿真结果对该进水阀的控制腔压力特性和开启力特性进行了分析,同时获得了伺服控制系统的动、静态特性的输出曲线。利用从50MN锻造水压机工作现场采集的数据曲线,与仿真结果曲线进行对比分析,判断曲线差异产生原因和数学模型参数设定的合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 液压机国内外发展概述
• 1.2.1 液压机特点
• 1.2.2 液压机技术发展与现状
• 1.3 锻造液压机的发展趋势
• 1.3.1 公称压力
• 1.3.2 主机结构
• 1.3.3 传动方式
• 1.3.4 机械化及自动化水平
• 1.4 液压仿真技术发展与现状
• 1.5 课题研究的目的与意义
• 1.5.1 课题研究对象
• 1.5.2 课题研究目的及意义
• 1.5.3 课题研究的主要内容
• 第2章 50MN 锻造水压机
• 2.1 50MN 水压机本体结构
• 2.1.1 压机本体结构
• 2.1.2 50MN 水压机本体结构
• 2.2 50MN 水压机传动系统
• 2.2.1 50MN 水压机传动系统组成
• 2.2.2 水压机传动系统关键元件原理及功能概述
• 2.3 泵站系统原理
• 2.4 操纵系统及原理
• 2.4.1 50MN 水压机主分配器
• 2.4.2 操纵系统原理
• 2.4.3 主分配器动作图
• 2.4.4 操纵系统动作原理
• 2.5 本章小结
• 第3章 水压机进水阀特性研究
• 3.1 水阀的分类
• 3.2 进水阀
• 3.2.1 进水阀工作原理
• 3.2.2 卸压阀式锥阀开启动作分析
• 3.2.3 卸压阀的力学分析
• 3.2.4 阀芯漂浮及振动
• 3.2.5 进水阀和排水阀的结构差异
• 3.3 50MN 水压机主缸进水阀数学建模
• 3.4 进水阀仿真模型
• 3.5 进水阀特性仿真
• 3.5.1 控制腔压力及开启力
• 3.5.2 主缸压力对阀芯作用力的影响
• 3.5.3 提升式水阀流量特性
• 3.5.4 主阀芯浮动振荡仿真
• 3.6 本章小结
• 第4章 50MN 水压机电液伺服系统的建模与仿真研究
• 4.1 水压机随动系统
• 4.1.1 旋转滑阀液压随动系统
• 4.1.2 50MN 锻造水压机电液伺服系统
• 4.2 电液伺服控制系统元件参数选择
• 4.3 电液伺服控制系统建模
• 4.3.1 基本方程
• 4.3.2 仿真模型及仿真参数
• 4.4 电液伺服系统仿真研究
• 4.4.1 系统的阶跃响应
• 4.4.2 系统的正弦响应
• 4.4.3 系统压力特性
• 4.5 电液伺服系统驱动进水阀开启过程仿真
• 4.6 改变系统参数仿真实验
• 4.7 本章小结
• 第5章 50MN 水压机实验研究
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验方案
• 5.3 实验结果
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介