混凝土泵换向顺序的控制方式

混凝土泵的主液压缸回路的设计通常采用闭式回路或开式回路两种形式。闭式回路是由一个双向变量柱塞泵来控制换向和推送液压缸组成回路,和一个由恒压泵和蓄能器组成的分配阀液压缸的驱动回路(即闭式双泵双系统);开式回路是变量泵加恒压泵组成的开式双泵双系统或变量泵同时为缸、阀液压缸供油的一泵双系统。本文就一泵双系统中缸、阀换向的顺序控制方式作简要评述。     

变速异步电动机比例恒压泵电液动力源特性研究

电液动力源是为液压系统提供动力的单元,其能量效率决定整个系统的能效。针对现有变排量电液比例压力流量复合控制动力源,非工作周期电动机仍以额定转速运转,产生较大能耗;变转速异步电动机驱动定量泵动力源,难以直接控制压力的问题,提出采用变转速交流异步电动机驱动比例恒压泵构造新的电液压力流量复合控制动力源,通过改变斜盘摆角实现无节流损失压力连续控制,改变泵转速实现泵输出流量连续控制。进一步针对异步电动机变转速驱动动态响应慢的问题,提出在主回路增设液压蓄能器,并将其高压油液分别引入液压泵吸油口和出油口,辅助驱动液压泵加速起动和制动的解决方案。研究中,构建了基于上述原理的电液动力源试验测试系统,对其压力控制特性、流量控制特性、压力流量复合控制特性及功率控制特性进行研究,结果表明,随负载压力变化流量控制精度误差不超0.5%,采用蓄能器辅助驱动、辅助制动可使变频电动机起、停时间分别由1 s和1.2 s减小到0.2 s和0.5 s;在保压工况、非工作周期压力卸荷工况、恒压工况,通过降低电动机转速,较恒定电动机转速驱动,降低能耗20%以上。     

400kJ全液压模锻锤的液压系统设计

根据全液压模锻锤结构形式及其工况的要求,设计了一种用于400kJ全液压模锻锤的液压系统。其主功能主要包括泵站供油回路、打击回程回路、寸动对模控制回路、安全保护回路、冷却过滤回路等。为满足打击时系统大流量的需求,采用14个轴向柱塞泵联合供油;为实现上锤头快速下行,打击回路采用插装阀差动连接控制液压缸,锤身上跳则依靠与上锤头相连的长连杆带动联通缸柱塞来实现;工作缸的下腔直接与蓄能器连接,既能在打击时吸收多余的能量防止液压冲击,又能在回程时实现锤头快速回程,减少闷模时间,延长模具寿命。     

三自由度并联驱动转台液压系统的研制

针对三自由度转台液压系统为中压流量液压系统的特点，确定了恒压变量泵加大型蓄能器联合供油的系统配置方案；依此分析了研制过程中的特点及注意事项。该系统采用电液比例方向阀来控制液压缸的升沉及速度。为了防止液压缸因自重而下滑采用DC型平衡阀，用以保持液压的负载。从实际情况来看，研制的液压系统的性能指标满足转台运动的压力负载和流量负载要求。     

非对称泵直驱液压挖掘机斗杆特性研究

与阀控系统相比,泵控闭式系统具有无节流损失、驱动与动势能回收一体化的优点,是电液控制技术的发展方向,但对于目前广泛应用的单出杆液压缸,采用传统的进出口流量对称型液压泵,需要附加复杂的流量补偿回路平衡液压缸的面积差,在负载方向改变时会产生压力和速度突变,影响系统运行品质。为解决这些问题,提出一种能够匹配单出杆液压缸面积差的非对称泵闭式系统方案,在对称型轴向柱塞泵的基础上,将原配流窗口由2个修改为3个,其中与原泵出油口连通的窗口不变,连通单出杆液压缸的无杆腔。将原吸油窗口修改为2个,其中1个窗口与单出杆液压缸的有杆腔连通;第3个配流窗口为补偿窗口,与蓄能器或液压油箱连通。建立系统试验台,测试验证该新型系统方案的有效性,进一步将新回路原理用于控制液压挖掘机的斗杆,并对采用新方案后斗杆的运行和能效特性进行联合研究。研究表明,与传统对称泵控系统相比较,新系统具有良好的控制特性,可消除负载方向改变造成的速度波动,同时也显著降低了系统能耗。     

带式输送机盘式制动系统控制特性的数值模拟研究

为研究带式输送机盘式制动系统的控制特性,建立了盘式制动系统的AMEsim仿真模型,并进行了仿真分析,研究了液压缸进口压力和位移随时间的变化规律,突然停电时节流阀不同开度、蓄能器不同充气压力对制动性能的影响,正常制动时的正压力与速度变化规律,以及采用开环和闭环控制时的速度控制特性。结果表明采用开环控制时系统虽然稳定,但响应速度较慢,稳态误差较大。要获得较理想的控制效果,就要采用闭环控制策略。     

闭式泵控液气储能重载举升机构特性研究

采用变转速泵控缸闭式系统的重载举升机构,在超越负载工况下,若不采用制动电阻或能量回收装置,系统将由于电机不能支撑反向负载而失控。但制动电阻消耗电机的发电能量,降低系统能效,增加系统散热负担。针对上述问题,提出一种基于液气储能的重载举升机构闭式泵控三腔液压缸系统,并将其应用于液压挖掘机动臂。液压泵与三腔液压缸的无杆腔和有杆腔连接,控制动臂运行;配重腔与蓄能器连接平衡挖掘机执行机构的重量,直接回收利用执行机构的势能。研究中,首先确定三腔液压缸和蓄能器的参数,然后设计系统的控制策略,最后构建闭式泵控三腔液压缸的挖掘机动臂试验系统,验证系统的可行性。试验结果表明,合理设置蓄能器的压力,不仅可以实现动臂势能的直接回收利用,而且可以使电机始终处于电动状态,提高系统的可控性和能量效率,与负载敏感控制的三腔液压缸系统相比,液压泵输出能量降低27.2%。     

蓄能器的用途

1.作辅助动力源 工程机械在运行过程中会产生很大的能量损失,利用蓄能器可实现系统节能,减小能量损失,提高传动效率。蓄能器的作用如下。 (1)在制动过程中,泵/马达呈泵的工况向蓄能器供油,使其回收制动能量,形成制动力矩,制动力矩的大小可通过改变泵/马达的排量进行控制。     

起重机械液压回转制动能量回收系统设计

提出一种起重机回转制动的能量回收系统,该系统由液压回路和控制回路组成,采用多种液压阀体组成的液压调节器,回收回转马达制动时的能量,并以液压能的形式储存在蓄能器中。当蓄能器释放能量时,蓄能器中液压油驱动变量马达和电动机经过分动箱的动力分配后带动主泵对工作负载做功,并且流经变量马达的液压油可进入其他执行机构,实现了液压油流量的再生,减少了能量回收转换环节,提高了能量回收效率,高效地运转了发动机,降低了油耗。     

高效节能的功率敏感泵

功率敏感泵的输出压力和流量可随负载变化,从而可使液压系统的效率大幅度提高。功率敏感泵的工作原理如图1所示。 负载敏感阀Ls与系统中可调节流阀组成调节器,限压阀Pc控制泵出口的绝对压力。 1． 压力适应过程。当负载压力PL发生变化时,节流阀的可变节流口面积A不变,节流阀两端压差由Ls阀调定,也近似不变,泵出口压力Pd随PL变化,同时泵的输出流量不变。 2． 流量适应过程。当改变节流阀节流口面积A时,泵出口压力发生变化,Ls阀阀芯移动,引起变量活塞移动,从而使泵的输出流量变化。 在实际工况下,泵的输出流量和压力与负载相…     

PRINCIPLE TO CLOSED LOOP CONTROL DIFFERENTIAL CYLINDER WITH DOUBLE SPEED VARIABLE PUMPS AND SINGLE LOOP CONTROL SIGNAL

To control the position of differential cylinder closed loop without using any throttle elements, a new idea that two speed variable pumps are used to compensate the non-symmetric flow of differential cylinder is carried out. According to the leaking property of the system, a speed offset principle is also proposed to eliminate the cavitation and tension caused by the leakage and condensation of oil, which makes the system be in the same state as a valve controlled circuit. This principle is explained theoretically and experimentally. Further the relationship that the pressures in cylinder chambers change with load and leakage, and the relationship between biasing speed and pre-load pressures in cylinder chambers are established. The research has proved that the new system has similar technique features as those of controlled with servo valves, but due to the elimination of all the throttle lose the efficiency of system can be improved greatly.     

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。     

一种大型液压升降机构的节流调速及节能回路设计与研究

在对传统大型升降机构的液压节流回路进行分析的基础上,研究开发出一种大型液压升降机构的节流调速及节能回路,分别对该回路中节流调速回路及节能回路的特性进行分析,最终确定复合液压缸及调速阀的作用,可实现在负载变化的条件下,升降机构匀速下降,且其下降速度取决于调速阀阀口的过流面积,从而降低了升降机构对机构整体框架的冲击;通过复合液压缸与蓄能器的综合作用,实现了液压系统的节能。对液压系统进行实验验证,证明该液压系统下降速度平稳,符合液压升降机构工况实际应用需要。     

Water-Assisted Injection Molding System Based on Water Hydraulic Proportional Control Technique

Water-assisted injection molding(WAIM), an innovative process to mold plastic parts with hollow sections, is characterized with intermittent, periodic process and large pressure and flow rate variation. Energy savings and injection pressure control can not be attained based on conventional valve control system. Moreover, the injection water can not be supplied directly by water hydraulic proportional control system. Poor efficiency and control performance are presented by current trial systems, which pressurize injection water by compressed air. In this paper, a novel water hydraulic system is developed applying an accumulator for energy saving. And a new differential pressure control method is proposed by using pressure cylinder and water hydraulic proportional pressure relief valve for back pressure control. Aiming at design of linear controller for injection water pressure regulation, a linear load model is approximately built through computational fluid dynamics(CFD) simulation on two-phase flow cavity filling process with variable temperature and viscosity, and a linear model of pressure control system is built with the load model and linearization of water hydraulic components. According to the simulation, model based feedback is brought forward to compensate the pressure decrease during accumulator discharge and eliminate the derivative element of the system. Meanwhile, the steady-state error can be reduced and the capacity of resisting disturbance can be enhanced, by closed-loop control of load pressure with integral compensation. Through the developed experimental system in the State Key Lab of Fluid Power Transmission and Control, Zhejiang University, China, the static characteristic of the water hydraulic proportional relief valve was tested and output pressure control of the system in Acrylonitrile Butadiene Styrene(ABS) parts molding experiments was also studied. The experiment results show that the dead band and hysteresis of the water hydraulic proportional pressure relief valve are large, but the control precision and linearity can be improved with feed-forward compensation. With the experimental results of injection water pressure control, the applicability of this WAIM system and the effect of its linear controller are verified. The novel proposed process of WAIM pressure control and study on characteristics of control system contribute to the application of water hydraulic proportional control and WAIM technology.     

基于能量调节的电液变转速控制系统中能量调节器的分析与设计

能量调节器是基于能量调节的电液变转速控制系统的关键部分,它的能量调节效果直接关系到系统控制性能的好坏。能量调节器的结构虽然并不复杂,但是它包括蓄能器、比例节流阀、溢流阀这样的强非线性元件,增加了分析和设计的难度。推导出能量调节器的数学模型并对其进行静态特性分析,将数学模型进行线性化得到能量调节器的传递函数,通过传递函数分析蓄能器容量、预充压力以及比例节流阀特性对能量调节器工作性能的影响。静动态分析的结果得出能量调节器的设计关键是确定蓄能器的容量和预充压力。以执行对象液压缸为例,推导出能量调节器的设计原则,并进行仿真和试验,包括蓄能器不同容量、不同预充压力下的仿真分析,以及节流控制系统、节流#变转速复合控制系统和基于能量调节的电液变转速控制系统的对比试验。结果表明,能量调节器的设计原则正确可行,为基于能量调节的电液变转速控制系统的应用奠定了基础。     

无阀液压系统在注塑机中的节能分析

针对注塑机在国内外塑料制品行业的广泛应用,分析了无阀液压系统在注塑机中的节能应用。无阀液压系统也叫直驱式液压系统,即用调速电机直接驱动液压泵,实现对液压系统的控制。这是一种全局性的新型液压调速方式,采用变频器、异步电机、定量泵/变量泵的形式,省去复杂的变排量机构,通过改变电机的供电频率来调节电机转速,从而实现液压系统的流量调节,进而实现对液压系统的控制。其最重要的特点就是使用交流调速电机代替传统的伺服阀,集成了液压系统和交流调速系统的优点,更加环保、省油。     

IMPROVE THE KINETIC PERFORMANCE OF THE PUMP CONTROLLED CLAMPING UNIT IN PLASTIC INJECTION MOLDING MACHINE WITH ADAPTIVE CONTROL STRATEGY

The kinetic characteristics of the clamping unit of plastic injection molding machine that is controlled by close loop with newly developed double speed variable pump unit are investigated. Considering the wide variation of the cylinder equivalent mass caused by the transmission ratio of clamping unit and the severe instantaneous impact force acted on the cylinder during the mold closing and opening process, an adaptive control principle of parameter and structure is proposed to improve its kinetic performance. The adaptive correlation between the acceleration feedback gain and the variable mass is derived. The pressure differential feedback is introduced to improve the dynamic performance in the case of small inertia and heavy impact load. The adaptation of sum pressure to load is used to reduce the energy loss of the system. The research results are verified by the simulation and experiment. The investigation method and the conclusions are also suitable for the differential cylinder system controlled by the traditional servo pump unit.     

伺服电动机定量液压泵驱动的注塑机电液控制系统分析

对采用伺服电动机、定量液压泵闭环驱动的注塑机电液控制系统进行了研究,分析了泵输出流量控制原理、泵控差动缸回路原理。针对当采用恒定总压力预压紧时,电动机存在较大制动能耗的问题,提出负载适应的总压力曲线设定方法,获得了较好的效果。     

注塑机节能技术初探

分析了注塑机成型技术的工艺特点和传统定量泵注塑机液压系统能量损失大的原因。电液比例技术能够改变液压回路中的压力、流量,而变频技术根据各个不同工艺阶段的压力需求自动改变运行频率,利用这两方面的优势,达到节能增效目的。通过与传统注塑机液压系统,指出利用电液比例技术和变频技术,可以使节能型注塑机液压系统降低不必要的溢流损失和节流损失,故其应用将会越来越广泛。     

核心器件冗余的低能耗电液伺服纠偏控制技术

针对带钢生产线广泛应用的对中(对边)纠偏电液伺服系统,现有技术能源利用效率低、易发热,核心器件伺服阀和偏差检测传感器容易发生故障,造成生产中断的不足,提出采用双伺服阀主从控制、光电传感器和电容传感器组合检测带钢偏差、两套光电传感器组合的硬件冗余检测原理,减少纠偏系统发生故障的概率,降低因纠偏设备故障,引起生产中断造成的损失。提出用变转速驱动的定量泵,配合蓄能器按压力控制方式工作,改善系统的能量效率。研究中,制定串联和并联两种偏差传感器冗余的检测原理,试验测试光电检测和电容检测两种纠偏方式的动态特性和控制精度,对比在变转速和恒定转速驱动液压泵两种方式下,纠偏过程的能量消耗情况和动态响应特性,测试连续扰动下系统的纠偏过程,研究表明,采用新的控制方案,可以在降低系统能耗70%的基础上,满足纠偏过程动静态特性的要求,达到预期目标。