盾构推进液压系统同步协调控制仿真分析

设计了一种基于压力流量复合控制的盾构推进液压系统.采用AMESim和MATLAB仿真软件对推进液压系统同步协调控制进行了仿真比较分析.仿真结果表明采用主从式同步控制策略能够达到很好的同步效果,同步精度达到±1mm,为实际盾构同步推进提供了参考依据.     

盾构模拟试验平台液压推进系统设计

针对盾构模拟试验平台的功能要求设计了液压推进系统，对液压推进系统主要参数进行了设计计算，详细分析了液压推进系统的工作原理及其控制策略，并对推进系统进行了初步仿真分析。结果表明：设计的液压推进系统是可靠的，采用比例力和位置复合控制策略能够较好地实现对推进力和位移的控制。     

一种盾构推进系统模拟平台设计与研究

为了研究盾构液压推进系统控制特性,设计了一种盾构推进系统模拟平台。从机械结构、液压系统两方面详细分析了实验台的设计过程,并结合实验台控制特性的要求进行了实验分析。实验结果验证了设计方案的准确性和实验台控制性能的可靠性。     

土压平衡盾构推进电液控制系统仿真及试验研究

介绍了采用压力流量复合控制的土压平衡盾构模拟推进电液控制系统的工作原理,以土体线性粘弹性模型作为负载建立了比例溢流阀、比例调速阀和液压缸的数学模型,分别导出了比例溢流阀控制推进系统压力和比例调速阀控制推进系统速度的传递函数。采用常规PID控制对压力和速度控制系统的阶跃特性和稳定性进行仿真分析,验证其可行性。通过对盾构模拟推进试验结果分析可以看出该液压系统在模拟盾构推进试验中达到了预期的控制效果,为实际盾构推进液压系统的设计提供一定的参考依据。     

模拟盾构机推进液压系统泵站集成设计

推进液压系统是盾构液压系统的重要组成部分。本文针对盾构模拟试验平台,介绍了推进液压系统的结构设计特点及其工作原理,采用Pro／E三维软件对主油路阀块、分组阀块以及泵站进行了集成设计,提高了设计效率,保证了设计的准确性及加工的便利。     

双护盾推进液压系统的设计与研究

推进系统是盾构掘进机的一个关键部分,承担着整个盾构机械掘进的关键性任务,其工作特性直接关系到盾构工程施工的正确性、可靠性和安全性。参考单护盾推进液压系统原理图,并根据双护盾推进液压系统特点,设计了双护盾推进液压系统,并分析和研究了其工作原理及其特点。     

盾构掘进机推进系统非线性PID控制仿真分析

给出了采用压力流量复合控制的盾构掘进机推进液压系统工作模型,对其中的比例调速阀和比例溢流阀在AMESim环境下进行了模型构建,并完成了阀基本参数的优化设计.采用一种简化的动态土体粘弹性模型模拟盾构实际推进过程中的复杂负载工况.引入一种采用偏差修正参数的非线性PID控制器并在Matlab/Simulink环境下建模.为充分发挥各软件的优势,通过AMESim与Simulink接口界面,实现了液压控制系统的联合仿真.仿真结果表明,与常规PID控制相比,非线性PID对盾构推进液压系统的控制效果更佳.     

基于LabVIEW的盾构推进系统模糊PID控制

介绍了盾构推进液压系统的工作原理,并建立了推进液压缸的数学模型。利用LabVIEW提供的模糊逻辑工具箱设计了一种Fuzzy-PID控制算法。以LabVIEW为仿真平台,分别采用常规PID和模糊PID对系统进行了仿真分析,仿真结果表明该Fuzzy-PID控制器具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,有较好的动、静控制精度。     

基于FluidSIM-H的剪板机液压系统设计及控制

利用FluidSIM-H软件对液压剪板机的油路及PLC控制进行了设计和仿真,并在PLC控制的液压实验台上进行了模拟实验。通过仿真和实验,验证了所设计系统的可行性。采用这种方法可让设计人员预先了解回路的动态特性,从而正确地估计回路实际运行时的工作状态,为系统的设计、分析、研究及优化方案提供支持。     

挖掘机多泵液压系统仿真与实验研究

以设计的挖掘机多泵液压系统实验平台为研究对象,利用AMESim软件建立其液压系统仿真模型,以动臂举升和回转两种动作为切入点进行仿真与实验研究。结果表明:仿真结果无论从曲线变化趋势还是其相应的数值大小都非常接近实验结果,能够基本反映两种动作的真实运动特点,验证了所建立系统仿真模型的准确性,即液压仿真可以作为研究实际液压系统动态特性的手段。并且,该多泵液压系统能耗降低可达20.24%,节能效果明显。仿真与实验结合的方式对挖掘机液压系统设计与调试方面的研究具有重要的意义。     

数控机床永磁直线电动机磁悬浮运行机制研究

为实现数控机床永磁直线同步电动机的磁悬浮运行,须对电动机的电磁推力和悬浮力进行实时控制。电磁推力和悬浮力的计算是数控机床磁悬浮永磁直线同步电动机设计及控制的基础。根据数控机床永磁直线同步电动机的磁悬浮运行机制,推导出电动机的电磁推力和悬浮力与电流之间关系的数学模型。并用Ansoft对电磁推力和悬浮力进行有限元分析,将解析计算结果与Ansoft的计算结果进行比较,验证了数学模型的有效性与正确性,为数控机床永磁直线同步电动机磁悬浮控制系统的分析与设计提供依据。     

盾构推进液压系统的PLC控制

介绍了盾构推进液压系统的工作原理.研制了以可编程控制器(PLC)为核心的盾构推进液压控制系统.对控制系统的硬件结构、软件组成、控制方式和控制策略等作了详细介绍,实现了对推进液压系统的运动控制,达到了预定的控制要求.     

提高大型高精立式机床精度保持性的新型转台技术研究

针对国内生产的高速、高精大型立式机床以及车铣复合机床等高档数控机床迫切需要提高精度保持性的重大需求,开发一种能提高大型高精立式机床精度保持性的数控回转工作台。该回转工作台采用一套精密推力向心组合圆锥滚子轴承,取消了传统结构中的主轴及其复杂的轴承支承系统。推力向心组合圆锥滚子轴承的底圈和上圈都安装在同一个轴台上,实现了上圈、底圈与轴台无间隙的紧配合,消除了轴承所有套圈和它们配合件之间的间隙,并能实现过盈配合,很大程度上提高了机床的精度保持性。     

用于直接驱动机床主轴的大推力圆筒型永磁直线电机的研究

根据机床主轴进给性能指标的要求,计算圆筒型永磁直线电机的主要尺寸参数,然后通过有限元分析对电机的输出性能进行优化。最后设计基于各相独立电流环控制的控制方案,完成机床主轴直线电机进给系统的总体设计。设计的大推力圆筒型永磁直线电机能实现机床主轴的直接进给驱动,具有效率高,精度高,动态响应快等优点。     

高速精密轧辊磨头液体止推轴承油膜性能的数值分析

高速精密轧辊磨头止推轴承的性能是影响轧辊磨床加工稳定性和精度的重要因素。Roynolds方程是滑动轴承油膜压力计算的基础,文中基于有限差分法,对Roynolds方程进行量纲一化处理,并借助MATLAB软件强大的符号运算、数值计算及图形可视化处理功能,进行编程计算,求解了高速精密轧辊磨头止推轴承油膜的完整二维流动Roynolds方程。求解结果表明:液体静压止推轴承具有很高的承载能力和较高的油膜刚性,保证了磨头主轴的旋转精度和运动精度。研究结果对于高速轧辊磨床的整体设计具有一定的参考价值。     

气动盘式自动钻孔机的设计

摘为了提高加工效率、改善工作环境,设计开发出一型气动盘式自动钻孔机。该专机采用模块化设计,具有自动转位、夹紧装置和自动钻孔功能,易于操作。本文给出了该机的原理和整体结构,介绍了钻孔模块部分。并以推力气缸为例,详细说明了整机气动回路的工作原理及其动作顺序。     

Dynamic electromechanical coupling resulting from the air-gap fluctuation of the linear motor in machine tools

This paper investigates a dynamic electromechanical coupling resulting from the air-gap fluctuation of the linear motor in machine tools. The modes of the mechanical vibration are analyzed firstly in the linear motor feed system. Then the influence of mechanical vibration on the air-gap fluctuation is researched. Based on the Maxwell's equation and energy method, the analytical expression of the motor thrust is established considering the air-gap fluctuation. Then we discuss the effects of air-gap fluctuation on the motor thrust. At last, the dynamic electromechanical coupling caused by the air-gap fluctuation is theoretically analyzed and verified by experiments. The results show that the mechanical vibration can affect the characteristics of the motor thrust conversely causing the fluctuation of the motor air-gap. The air-gap fluctuation can produce new thrust harmonics. These new thrust harmonics excite mechanical system again, and then the electromechanical coupling loop is formed, leading to a worse dynamic precision of the feed system. In addition, the couplings will aggravate with the increase of velocity and load.     

挤压成型HA160-1-1铝黄铜止推轴承座的性能研究

采用Gleeble-1500热力学模拟试验机,在不同的温度和变形速率下对HA160-1-1铝黄铜合金挤压实验显示,挤压态样品的合金组织分布均匀,表明通过挤压成型的HA160-1-1铝黄铜止推轴承座可获得良好的硬度和耐磨性.     

Servo design of a vertical axis drive using dual linear motors for high speed electric discharge machining

This paper proposes a synchronous control scheme for a linear servo system applied to the vertical axis drive of a die-sinking electric discharge machine (EDM) tool. The investigated vertical axis drive is constructed with dual parallel linear motors, which are arranged to jointly drive the feed axis for improvement of the overall thrust and structural stiffness. A pneumatic cylinder is employed to compensate the gravitational effect of the feed axis with its electrode and holder. A mechanical coupling is designed to firmly bridge the two linear motors and carry the feed axis. Therefore, synchronous control for the motors is critical for not only position accuracy, but also machine safety. Moreover, by controlling the thrust outputs and positions of the motors to be as equal as possible, the potential “pull and drag” effect between the motors can be reduced and loads can also be equally shared. The proposed “position/thrust hybrid synchronous control” scheme is applied to the EDM to achieve high-speed, accurate machining, and the experimental results show that the synchronization error between the two parallel motors and the positioning accuracy are both satisfactory when operated under high-speed conditions.     

Development of a precision machine to perform and study orthogonal micro-cutting

This article presents a laboratory machine designed to perform orthogonal micro-cutting experiments. The machine allows an accurate control of the various cutting parameters and a direct comparison of micro- and macrocutting tool-material data bases. Research with the machine will focus on validating the application of macrocutting data to at least a range of microcutting applications and to define the limits beyond which such applications are no longer possible. The paper describes the machine and its design specifications and provides the validation of the performances claimed. The machine can cut in a reproducible manner with depths of cut as low as 1 μm, at speeds in the range 50–1000 mm/s, while measuring the cutting and thrust forces. The variability in nominal depth of cut is equal or better than 1 μm. Application examples illustrate the influence of lubrication and lead additions on the cutting process and demonstrate that the machine is indeed suitable for the application for which it was designed.