快锻系统压力位移复合控制节能研究

针对锻造液压机普通电液比例阀控系统快锻工作过程中,系统定压输出、回程缸背压腔压力过大,系统传动效率低的问题,提出了一种基于压力位移复合的控制策略,在保证控制精度的前提下,同时进行了回程缸背压腔压力控制和泵口压力负载敏感控制。通过建立液压机压力位移复合控制的整体数学模型,对其节能机理进行了研究,并分析了影响其节能效果的两个重要因素--回程缸背压腔压力pb和泵口与工作腔压力差值Δp。实验结果表明,基于压力位移复合控制的液压机快锻系统加载时系统位置误差达到1.5mm,与传统的电液比例阀控系统相比,装机功率降低至传统电液比例阀控系统装机功率的52.3%,功耗也降低为普通比例阀控系统的49.2%。     

22MN快锻液压机快锻控制特性研究

快锻液压机由于动梁速度高,主控阀组必须进行频繁、快速的动作切换,且压机运动部分的惯性又相当大,所以往往引起剧烈的液压冲击和机械振动,严重影响压机的运行精度和使用寿命.该文在研究其快锻曲线的基础上,针对现有的快锻液压机控制系统控制方式,指出其弊端并提出采用正弦输入的闭环控制.并进行了较全面的建模研究,利用MATLAB/simulink工具箱进行仿真,仿真结果表明此种控制方式是可行的,效果明显优于开关控制 局部闭环控制.     

快锻液压机速度位置复合控制特性仿真研究

为提高快锻液压机的控制精度与响应速度，在传统锻压机四通道负载口独立控制与位置闭环控制原理的基础上，提出快锻液压机速度-位置复合控制策略。根据给定的目标位置和运行速度，结合锻压机实际工况，设计出期望的位移曲线，利用速度位置复合控制策略，实现锻压机活动横梁按照所设计的位移曲线运行，并在接近上下顶点时精确定位。分析了锻压机的四象限工作特性，建立了锻压机液压系统理论模型，并在此基础上，搭建了锻压机机液联合仿真模型，仿真研究结果表明：采用速度-位置复合控制系统，使锻压机的活动横梁能够无滞后地按照设计的位移曲线与速度曲线运行并实现了高精度定位，定位精度能够达到0.3 mm之内；随着加压工进行程的减少，定位精度逐渐提高。     

大型快锻液压机管道紧固件断裂原因分析

针对5 000 t大型快锻液压机主侧缸与集成块法兰连接双头螺柱、管道连接螺钉的断裂问题,进行原因分析。通过现场勘察、液压冲击影响机理分析、内在原因分析、外在原因分析、断口理论分析,确定了断裂原因,并提出改进措施,由此提高大型快锻液压机的安全性和可靠性。     

16MN快锻液压机控制系统研究

针对16MN快锻液压机组的特点,提出由计算机和PLC组成现场控制网络的锻造液压机组计算机控制系统体系结构。采用硬件软件化思想,由软件实现系统的各种控制、调节及监测功能。采用预测多模式模糊控制技术对快锻液压机大惯量运动部件进行平稳、无冲击振动和准确的位置控制。经过多台16MN快锻液压机的使用表明：该方法使控制系统的复杂程度大大降低,可靠性显著增强,压机锻造次数和精度也得到有效提高。     

快锻液压机远程监测与故障诊断系统构建

针对快速锻造液压机使用维护复杂、故障诊断困难等问题,构建了基于Web的远程监测与故障诊断系统对其进行维护。在分析系统总体架构的基础之上,详细介绍了系统功能的具体实现,并以20 MN快速锻造液压机为例,阐述了快锻液压机远程监测与故障诊断系统的工作流程以及相关技术。以Browser/Server三层模式为基础架构,充分利用网络技术收集和共享信息的优势,实现了实时监测、远程诊断、方法回馈等多项功能。该系统的实现很好地解决了快速锻造液压机设备故障的快速诊断问题,为设备的使用、维护与管理带来了方便。     

基于有限元的快锻液压机工作缸结构改进及优化

快锻液压机作为压力加工的重要设备,已经成为工业生产中必不可少的装备之一。液压机的工作缸的强度和刚度对于整机安全和产品质量起着决定性作用,该文综合运用ABAQUS有限元模拟软件,对12.5 MN双柱快锻液压机的工作缸的应力进行了有限元分析,依据数值模拟结果,对原设计方案提出改进措施,为双柱快锻液压机的设计提供了可靠的理论依据,具有一定的理论意义和实际应用价值。     

20 MN快锻液压机机架动力学分析

采用显式动力学分析程序LS-DYNA进行快锻液压机模拟仿真,得到了液压机机架在打击时的应力、应变分布情况.把液压机打击过程当作一个非线性、动态的碰撞问题来研究,得到了机架上的应力、变形均小于静力学分析的结果,为液压机的轻量化设计提供了理论依据.     

世界大吨位级别快锻液压机问世

由太重自行设计和研制的世界最大吨位级别的80MN双柱式快速自由锻造液压机成套设备,不久前在中钢邢台机械轧辊有限公司通过验收,     

80MN快锻液压机结构动态特性分析

针对高频次锻造工况下作业的80MN快锻液压机结构动态特性要求高等问题,基于ANSYS动力学分析的原理,并考虑到动力学分析需要占用的计算机资源大,简化了活动横梁装配,忽略了导向架,对活动横梁与立柱接触结合部x方向采用耦合连接,活动横梁底面覆盖一层目标单元,锻件顶面覆盖一层接触单元,形成接触对;活动横梁的初始速度设置为15 mm/s,加速度设置为537 mm/s^2,加速度的加载采用阶梯加载方式,同时考虑结构预紧力对结构分析的影响,建立了其结构动力学分析的有限元模型,进行了结构在动载荷作用下的动力学响应分析计算,获得了液压机结构的动应力分布规律和变形分布规律.研究结果表明,结构动态最大位移值约为最大静态位移值的2倍,结构在动态载荷下的应力也约为静态的2倍,发现了结构刚度薄弱环节,为在设计过程中更加合理地布置结构刚度,提供了理论依据.     

31.5MN快锻压机液压系统快锻回路仿真

31.5MN快锻压机设计锻造控制精度、锻造频次较高,但是压机滑块质量大,在工作时滑块的动作速度很快,控制阀块必须进行快速且频繁的切换,这些特点会造成压机的稳定性差、控制精度低。为了解决这些矛盾,本文从快锻压机的特性出发,建立了系统各部分的数学模型,用MATLAB/SimulinkL软件进行了仿真,验证了设计的系统达到了要求。     

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。     

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。     

快锻压机主泵供液系统仿真分析

快速锻造液压机是锻造生产的重要设备之一.结合实际应用,针对快锻压机工作时主泵变量出现瞬时压力突降造成主泵停止工作的现象,运用AMESim液压系统仿真技术,着重分析出现该现象的原因.结果 表明:提高持压阀响应速度、增加供液泵流量或增大主泵投泵间隔时间可以减小压力突降幅度,避免主泵因为进口压力过低而停止工作.为快锻压机液压...     

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%。     

泵直接传动式锻造液压机液压伺服控制系统研究

介绍泵直接传动的锻造液压机工作原理,对其控制机理、数学模型、控制策略进行了研究,并成功地应用于生产实践中。     

开式变量泵控快锻油压机系统能耗特性实验研究

针对传统自由锻造油压机泵控系统发热大以及功率回收率较低等问题,提出了开式变量泵控快锻油压机系统,并根据系统的能量流流动状态,进行了能耗建模分析。以0.6 MN泵控油压机实验平台为依托,进行了常锻工况和快锻工况下的能耗特性实验研究, 得出了常锻工况下的能耗分布规律。实验结果表明：常锻工况下的有用功占系统能耗的50%,其有用功所占比值随负载力的增大而提高;快锻工况下的有用功占系统能耗的40%以上,其有用功所占比值随锻造频率的增大而提高;开式变量泵控快锻油压机系统具有较大的节能优势。     

泵阀双源协同驱动非对称液压缸系统特性

阀控液压系统动态响应快、功率密度大,但存在较大节流损失,无法解决多执行器系统载荷差异带来的节流损失;泵控非对称液压缸系统消除了节流损失,但需进行流量补偿,同时泵控多执行器系统装机功率和成本过高。针对上述问题,提出一种泵阀双源协同驱动非对称液压缸系统,并将其应用于某大型液压挖掘机斗杆系统。首先在SimulationX中构建了机电液联合仿真模型,通过与斗杆空载试验结果对比,验证了模型的准确性,然后设计了系统控制策略,最后通过仿真分析了不同控制系统斗杆运行特性和能耗特性。仿真结果表明,与电液流量匹配控制系统相比,该系统改善了斗杆运行平稳性,同时降低系统能耗达63.3%,并具备能量回收的潜力。