基于两级压力源的液压机快锻节能控制研究

针对传统电液比例阀控快锻液压机系统功率浪费严重的问题,采用四象限负载轨迹分析方法,对其快锻工况下能量分配及流动情况进行研究,得到不同执行器的负载特性,并以满足不同执行器的负载匹配为目标,同时兼顾快锻过程中的能量回收及再利用,提出一种基于两级压力源的新型液压机快锻节能系统。研究两级压力源的参数设计及匹配问题,给出两级压力源构成元件的模型和参数计算方法。采用功率键合图的建模方法,建立快锻液压机系统的数学模型,对两级压力源快锻液压机系统的功率流进行仿真分析;基于0.6 MN液压机试验台,对该快锻系统的控制和节能特性进行试验验证。结果表明,基于两级压力源的新型液压机快锻系统加载时控制精度达到1.5 mm,有用功提高至24.4%。与传统的电液比例阀控系统和采用蓄能器的液压机快锻系统相比,该系统不仅满足了不同执行器的负载匹配需求,而且具有能量存储和再利用的功能,大大降低了装机功率和节流损失,且实现了零溢流。     

基于变频调节的快锻液压系统节能与控制研究

针对快锻时不足5%的传动效率造成的液压传动系统高能耗问题,提出由变频直驱泵与蓄能器结合起来而构成的新型泵-蓄能器复合动力源系统,并以泵口压力为控制目标,通过模糊自整定压力闭环控制策略,实现低装机功率下动力源的无溢流稳压输出,也为锻造液压机电液比例控制系统提供了稳定的动力输入。为减少节流损失,压下时利用差动回路。建立了泵头单元的数学模型,给出了确定蓄能器工作参数的基本原则。实验研究表明,基于变频调节的快锻液压系统位置误差可达0.2mm,较电液比例阀控系统总能耗降低65.3%,传动效率提高13.4%。     

快锻液压机泵阀复合控制系统节能性研究

为了从快锻液压机的能量源头出发降低系统的溢流损失和压力损失,提出了一种快锻液压机泵阀复合控制系统,通过相关理论对泵阀复合控制系统的节能机理进行了定性分析,通过实验定量研究了泵阀复合控制系统的能耗。实验结果表明：快锻液压机泵阀复合控制系统的能量利用率达到了31.9%,与电液比例阀控系统相比提高了近5倍,同时泵阀复合控制系统的输入功率仅为电液比例控制系统的18.4%。研究结果对提高快锻液压机的能量利用率并降低系统能耗具有重要意义。     

基于AMESim的快锻液压机液压控制系统性能分析

主要介绍了快锻液压机液压控制系统的三种传动形式及其主要优缺点,重点介绍了正弦泵控液压系统和电液比例阀控系统的工作原理,并通过AMESim仿真软件建立两个系统的仿真模型;通过仿真结果对正弦泵控快锻系统和比例阀控快锻系统的传动效率以及锻造过程的稳定性、快速性进行了比较和分析,这对快锻液压机液压控制系统发展具有一定的指导意义。     

锻造液压机回程系统的改进研究

锻造液压机回程系统在整个压机液压系统中起着至关重要的作用。通过增加隔断阀或者去掉回程缸支撑阀后将回程缸排液阀改为比例阀这两种方法,对锻造液压机回程系统进行了改进,使得压机在回程时回程压力不受支撑压力的影响,从而降低了压机回程时的压力损失,提高了回程力,减少了系统因高压溢流而产生大量的热量,达到改善压机工作性能的目的。     

45MN快锻液压机缷压管道振动及噪声分析与消除措施

钛业分公司45 MN快锻液压机在回程时缷压管道有强烈的振动和噪声,该文对产生振动和噪声的原因进行分析,提出了把缷压管道与充液管道连通,以较小的改动降低缷压管道内液压油的流速,并进一步优化比例阀的开启曲线,达到消除回程时缷压管道振动和噪声的目的。     

应用进出油口独立控制原理改善泵控差动缸系统效率

针对新型双调速泵控制的差动缸电液伺服系统,特别是应用于注塑机锁模机构的情况进行了研究。在总压力和腔压力控制的基础上,进一步提出应用缸进口和出口独立控制的思想,使缸在运动过程中,背压保持较低的值,系统的压力始终与负载相适应,在满足系统动静态特性的同时,可充分发挥每台电动机的功率能力,同时降低了系统本身的能量消耗和液压泵的发热,减小电动机功率损失近20％,研究工作得到了仿真和试验验证。     

快速锻造液压机组蓄能器回程系统特性研究

针对快速锻造液压机组回程系统中蓄能器选用缺乏理论支持的问题,以10 MN快速锻造液压机组回程系统为例,运用AMESim软件分别对含气囊式蓄能器和含活塞式蓄能器的快速锻造液压机组回程系统进行仿真分析和试验研究。仿真结果表明：含活塞式蓄能器的快锻压机回程系统比含气囊式蓄能器的快锻压机回程系统的锻造频次高1.2倍;含气囊式蓄能器的快速锻造液压机组回程系统在回程缸回程时,其响应时间比含活塞式蓄能器回程系统的响应时间少20 ms,但在主机下压时,结束时间比含活塞式蓄能器回程系统响应时间滞后100 ms;含气囊式蓄能器的回程系统回程缸进口流量波动幅较大。在满足压机回程压力的前提下,通过不同初始充气压力、不同蓄能器容积对含活塞式蓄能器的快锻压机回程系统的试验,结果表明仿真与实测结果基本一致。     

转速可调泵直接闭环控制差动缸伺服系统静特性

提出了应用变速泵直接闭环控制差动缸位置的节能型电液伺服控制概念，通过对控制原理的研究，确定了用双变速泵复合控制差动缸速度的回路原理补偿差动缸不对称的流量。提出总压力的控制原理削除泵泄漏及油液压缩引起缸二腔的气蚀和张紧。导出了该系统的压力流量函数和压力增益函数。     

泵控缸位置伺服系统建模与特性分析

泵排量控制系统具有工作效率较高、结构紧凑的优点;而动态响应性是泵控系统的不足。该文建立了具有位移-力反馈变量机构的泵控非对称缸位置伺服系统的数学模型,运用MATLAB软件Simulink模块和Simscape模块,建立了系统时域仿真模型,取得了较好的仿真效果。通过仿真验证了电液比例阀子系统固有频率、变量缸子系统的固有频率和变量泵输入转速扰动等因素对泵控非对称缸系统动态响应性的影响,为系统设计和控制策略的改进奠定了的基础。     

起重机泵阀协同系统模式切换压力冲击研究

现有的起重机泵阀协同压力流量复合液压控制系统,降低了快速大流量时的系统能耗,提高了微动时流量的控制精度;但是该系统在快速模式和微动模式之间切换时,液压缸无杆腔内会产生流量和压力的剧烈波动,原因是电液比例泵和电液比例多路阀的控制不协调.为有效解决这一问题,建立一种泵阀协同压力复合液压控制系统的AMESim和Simulin...     

Displacement and dual-pressure compound control for fast forging hydraulic system

The poor energy efficiency is a big issue in the conventional electro-hydraulic proportional valve controlled fast forging system due to the huge throttling losses and overflow losses. Aimed to address this problem, a new compound control strategy of displacement and dual-pressure was proposed in this study. Firstly, the mathematic model of the main components was built, and the compound control strategy was designed depending on the different working conditions. Then, the overall control system was integrated for both downstroke stage and return-stroke stage. The proposed control strategy was tested and evaluated in a 0.6 MN fast forging press. Results indicated that the input energy was reduced by 50% and energy loss decreased dramatically while control performance was good. Results also show that control performance and energy saving are significantly affected by the variation of △p and p _b . Overall, the proposed new control strategy could be used for the fast forging press with high energy efficiency.     

盾构机推进液压系统设计与仿真分析

对盾构机推进液压系统做了详细的介绍,阐述了其系统组成及工作原理。该系统应用电液比例控制技术实现了推进力和位移的控制。通过对推进系统的仿真分析表明:采用电液比例泵和比例减压阀的控制策略,满足了系统的推进速度和压力要求。     

高压、超大流量液压系统卸压技术的应用

该文分别对节流、比例阀、三级组合逻辑阀卸压的技术进行了比较分析,提出了在高压、超大流量液压系统的油缸、管道、泵口等压力能集聚区采用基于PLC控制的小流量多点快速卸压技术,有效地解决了使用工况恶劣、油液易污染的情况下大型锻造液压机在回程换向时的液压冲击,缩短了换向时间,提高了工作频次。     

履带车辆无线遥控变量系统的设计

为实现车辆操控的方便性，以履带车辆纯机械液压变量系统为基础，提出一种新型无线遥控电液伺服变量控制系统。基于无线传输易被干扰出现乱码的情况，设计了无线遥控指令信号的生成方法，介绍了硬件电路和电液伺服系统的原理及组成。考虑到无人驾驶对液压系统响应的快速性要求，以提高电液伺服系统的响应速度，在AMESim中完成对液压伺服系统建模，分析了活塞和高频响比例伺服阀结构参数对电液伺服系统响应速度的影响，找到了提高响应快速性的几个重要影响因素，为无线遥控变量液压系统设计奠定了理论基础。实验证明方案可以实现无线遥控的功能。     

带流量前馈与工作腔压力反馈的电液负载敏感系统节能方法

基于流量前馈控制的电液负载敏感系统为容积节流复合调速系统,可将阀口全开以降低能量损失,但在超越工况下,系统速度特性会受阀口阻尼降低的影响,引发执行器超速下坠甚至安全事故等问题。据此,提出了适用于带阀后压力补偿的电液负载敏感系统的解决方法:将负载进油口容腔压力控制为一恒定值,并研制了相应的压力串级控制器。该控制器以速度反馈作为内环以提高系统抗负载干扰能力,并以带抗积分饱和补偿的PI 控制器作为外环以控制工作腔压力为一定值。基于2 t挖掘机不同负载工况下的试验结果表明:工作腔压力控制与传统手柄直接控制阀口的方法相比,可在降低比例阀阀口损失的同时保证执行器速度控制性能。     

自由锻造油压机常锻工况能耗特性

为分析大功率自由锻造油压机电液比例控制系统能量分布规律,以常锻工况为例,综合考虑操作工操作影响,研究了操作手柄控制方式及系统控制流程,建立了油压机电液比例控制系统的能耗计算模型和仿真模型,并通过20MN快锻油压机实测数据验证了仿真模型的正确性。基于仿真模型,对20MN自由锻造油压机电液比例控制系统的能耗分布规律进行了仿真,重点研究了油压机不同载荷和操作工操作速度对系统能耗的影响。锻造油压机常锻过程存在较大的速度变化,恒定的流量源不能匹配负载变化,导致20MN自由锻造油压机满载时能量利用率仅为14.3%。研究结果还表明,载荷越大、操作工操作越熟练,系统的能量利用率越高。