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Diseño del sistema hidráulico y análisis de características dinámicas de la máquina de flexión

Vistas:173     Autor:Editor del sitio     Hora de publicación: 2018-12-06      Origen:Sitio Preguntar

Resumen: La máquina de flexión es una ampliamente utilizada máquina de doblado y juega un papel insustituible en el procesamiento de chapa. El rendimiento del sistema hidráulico de la máquina de flexión afecta directamente su condición de trabajo. En esto Se analiza el papel, el estado de trabajo y la condición de carga de la máquina de flexión, y el sistema hidráulico de la máquina de flexión está diseñado sobre esta base. Diseñando los parámetros del sistema hidráulico de la máquina de flexión, un Se establece un modelo de sistema de servo de accionamiento hidráulico apropiado y se establece un modelo matemático. Basado en el modelo matemático, se analizan las características dinámicas del servo sistema hidráulico. Los resultados muestran que el El diseño razonable del servo sistema hidráulico mejora el rendimiento de la máquina de flexión y mejora la confiabilidad del giro de la bobina de aluminio, que puede proporcionar orientación teórica para el diseño del gran flujo hidráulico sistema.


1. Introducción

La máquina de doblar es una máquina de flexión ampliamente utilizada. Debido a su versatilidad, proceso simple y amplio rango de procesos, la formación de flexiones de hoja se ha utilizado ampliamente en el procesamiento de chapa [1]. La máquina de flexión hidráulica tiene una Ancho, y el método de transmisión mecánica tiene una eficiencia de transmisión relativamente baja. Por lo tanto, la transmisión hidráulica se usa generalmente. Para evitar la deformación del cuerpo durante el proceso de trabajo y garantizar El efecto de flexión de la placa, generalmente se usa. Se organizan dos cilindros hidráulicos en ambos extremos del fuselaje para impulsar sincrónicamente el movimiento del fuselaje. La estructura del fuselaje se muestra en la Figura 1. el El sistema de sincronización hidráulica de la máquina de flexión se utiliza para mantener los dos cilindros hidráulicos sincronizados con precisión o uno de los cilindros hidráulicos puede seguir sincrónicamente el movimiento del otro cilindro hidráulico, por lo tanto, Asegurar la disminución del control deslizante y el golpe cuando la máquina de flexión hidráulica está en funcionamiento. La superficie es paralela a la superficie superior de la tabla y al dado.

Diseño del sistema hidráulico (1)

Figura 1— - Estructura del cuerpo de la máquina de fiebre

2. Proceso de trabajo de la máquina de consumo

El sistema de sincronización hidráulica de la máquina de flexión es el sistema central y la tecnología central de la máquina de flexión. La garantía de la precisión de flexión está garantizada por el movimiento sincrónico preciso de los cilindros hidráulicos de la máquina de flexión para conducir los dos cilindros hidráulicos. Para mejorar la eficiencia de producción y la calidad de la flexión, el haz de la máquina de flexión y la matriz superior montada en su cara del extremo inferior debe moverse en diferentes velocidades en cada carrera. La regla general de la curva de movimiento se muestra en la Fig. 2. Condiciones de funcionamiento principales del sistema de sincronización hidráulica de la máquina de flexión: avance rápido, prensa inferior, presión del sistema hidráulico, hidráulico hidráulico Descarga del sistema y retorno rápido.

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Figura 2— - Desemplacamiento del control deslizante principal de la máquina de flexión - Curva de tiempo

El sistema hidráulico de la máquina de flexión es impulsado por dos cilindros hidráulicos instalados y el fuselaje. Para evitar la deformación de flexión del haz corporal de la máquina de flexión y garantizar la estabilidad y la precisión durante el Proceso de flexión de la pieza de trabajo, es necesario diseñar el circuito sincrónico hidráulico de la máquina de flexión y evitar el dispositivo de bloqueo para accidentes. Durante la operación de la máquina de flexión, la fuerza de reacción del haz es grande y la fuerza de inercia de su propia masa es grande. Si el trabajo se detiene repentinamente o la mesa aumenta, tendrá un gran impacto en el sistema hidráulico. Para reducir o eliminar el impacto, hay algunas formas de lograr Buffering en el diseño del sistema hidráulico.


En el servo sistema de accionamiento hidráulico diseñado en este documento, el movimiento sincrónico de los dos cilindros hidráulicos se realiza mediante la función de seguimiento de la válvula de servomotor, y el sensor de desplazamiento 3 y el sensor de desplazamiento 5 Detectar el movimiento posicional de los dos cilindros hidráulicos y el servo amplificador realiza el realizado.


La señal de error se compara, y la señal de error comparada se vuelve a regresar a la válvula de servo electrohidráulica 1. La servo válvula electrohidráulica 1 controla la abertura del puerto de la válvula de servo de acuerdo con la señal de error de retroalimentación, de modo que el que es que el que el servo-hidráulico controla El flujo de aceite hidráulico de salida es el mismo que el de la válvula de inversión 2, controlando así el movimiento sincrónico de dos cilindros hidráulicos. La función mediana de la válvula de inversión 2 y la válvula de servo 1 tiene forma de O, que puede jugar un Cierta función de bloqueo, y la realización de la función de tampón del sistema hidráulico se realiza por la válvula del acelerador 7. En resumen, el servo sistema de accionamiento hidráulico se muestra en la Figura 3:

Diseño del sistema hidráulico (2)

1: Válvula de servo electro-hidráulica 2: Válvula direccional 3,4: Sensor de desplazamiento 5,6: Cilindro hidráulico 7: Válvula de acelerador 8: Válvula de alivio 9: Bomba hidráulica 10: Servomplificador

Figura 3— - Sistema hidráulico de la máquina de fiebre

3. Determinación de los parámetros del sistema hidráulico

3.1 Presión inicial del cilindro hidráulico

Según el estado de movimiento de la máquina de flexión y los requisitos básicos del diseño de la máquina de flexión, la presión hidráulica de la bomba hidráulica del sistema hidráulico se selecciona como PS = 30MPA.

3.2 Parámetros del cilindro hidráulico

(1) Parámetros del cilindro hidráulico

Durante el proceso de trabajo de la máquina de flexión, la fuerza de carga máxima del cilindro hidráulico es FL = 160KN.

La presión de carga P1 de la válvula de servo es:

P1 = 2/3*PS = 21MPA

La fuerza de carga en la válvula de servo es:

Fl = P1*AP = 2/3*PS*AP

El área efectiva del cilindro hidráulico es:

AP = 2/3* FL/ PS = 0.0089M2

(2) El diagrama esquemático estructural del cilindro hidráulico de la máquina de flexión se muestra en la Figura 4:

Diseño del sistema hidráulico (3)

Figura 4— - Bendición de la estructura de la estructura del cilindro hidráulico

El área de trabajo del cilindro hidráulico es el mismo que A1 = A2, que es más pequeño que el espacio de trabajo del cilindro hidráulico de doble salida. Cuando el sistema hidráulico se cambia en la dirección móvil, la diferencia de la El movimiento recíproco es pequeño, la característica de velocidad es simétrica y se cumple la presión hidráulica simétrica. Las características deportivas del cilindro.

3.3 Determinar las especificaciones de la válvula de servo

El flujo de carga de la válvula de servo está determinado por la velocidad máxima:

ql = ap*vmax = 26.7l/min

AP— - El área efectiva del cilindro hidráulico;

VMAX— - La velocidad máxima del cilindro hidráulico.

En este punto, la caída de presión de la válvula de servo es:

PV = PS - PLMAX = PS - FL/ AP = 12MPA

Teniendo en cuenta la fuga y otros factores, la velocidad de flujo de carga QL se amplifica en un 20%, tomando Ql = 32L/min. Según QL y PV, la válvula servo con Qn = 40L/min se puede encontrar en la curva de relación de flujo de válvula de servo. El QDY6 La válvula de servo electrohidráulica se selecciona del catálogo del producto.


4. Análisis dinámico

4.1 Función de transferencia y diagrama de bloque de sistema de cada componente

En el análisis dinámico, la función de transferencia del sistema debe establecerse primero. No solo puede caracterizar las características dinámicas del sistema, sino que también puede usarse para estudiar la influencia de la estructura del sistema o el parámetro Cambios en el rendimiento del sistema.

(1) El arte ganador del servo amplificador y el sensor de posición son KD y KF, respectivamente.

(2) La función de transferencia de la válvula de servo hidráulica es:

Diseño del sistema hidráulico (4)

Diseño del sistema hidráulico (5)

(3) En vista de las características del cilindro simétrico, la función de transferencia del cilindro hidráulico diseñado es:

Diseño del sistema hidráulico (6)

A partir de las características del cilindro simétrico, el volumen de control total del cilindro hidráulico se puede calcular como:

VT ≈ap*s = 7.12*10-3m3

S— - Carrera efectiva de cilindro hidráulico

Tome el módulo elástico de volumen efectivo del βe líquido = 1000MPA, luego la frecuencia natural hidráulica:

Diseño del sistema hidráulico (7)

Coeficiente de presión de flujo cero de la válvula de servo:

Diseño del sistema hidráulico (8)

Relación de amortiguación hidráulica:

Diseño del sistema hidráulico (9)

La relación de amortiguación hidráulica se calcula para ser pequeña y puede tomarse como 0.2.

Coeficiente de cumplimiento dinámico:

Diseño del sistema hidráulico (10)

Entonces la función de transferencia del cilindro hidráulico y la carga es:

Diseño del sistema hidráulico (11)

(4) Según la función de transferencia parcial anterior, el diagrama de bloque del sistema del sistema se puede determinar como se muestra en la Figura 5:

Diseño del sistema hidráulico (12)

Figura 5— - Diagrama de bloque de sistema de sistema de servo hidráulico

De acuerdo con el diagrama de bloques del sistema, la función de transferencia de bucle abierto del sistema se puede determinar como:

Diseño del sistema hidráulico (13)

Se puede ver la experiencia, la ganancia de bucle abierto del sistema:

Diseño del sistema hidráulico (14)

4.2 Análisis de respuesta al dominio de frecuencia

Para que el sistema hidráulico de la máquina de flexión diseñada funcione de manera estable y confiable, se debe dejar un margen de estabilidad. La Figura 6 es la curva de respuesta de frecuencia del sistema hidráulico de la máquina de flexión. Se puede ver desde el Respuesta característica de frecuencia del sistema hidráulico de la máquina de flexión: el margen de estabilidad del ángulo de fase γ = 87 °, un gran margen de estabilidad, que cumple con los requisitos de estabilidad; Frecuencia de cruce de anillo:

Diseño del sistema hidráulico (15)

Para un sistema de servo hidráulico tipo I con una pequeña amortiguación, se puede considerar que el ancho de banda de circuito cerrado F-3DB es aproximadamente igual a FC. Se puede ver que la velocidad de respuesta cumple con los requisitos de su sistema.

Diseño del sistema hidráulico (16)

Figura 6— - curva de respuesta de dominio de frecuencia del sistema hidráulico de la máquina de la máquina

4.3 Análisis de respuesta al dominio de tiempo

La entrada de la señal de paso representa la condición de funcionamiento más severa del sistema hidráulico de frenos de prensa. Si el sistema hidráulico de la máquina de flexión puede cumplir con los requisitos de trabajo bajo la acción de la señal de la función de paso, significa que el sistema hidráulico diseñado puede cumplir con los requisitos de trabajo. La Figura 7 es el estado de respuesta del sistema hidráulico de la máquina de flexión a la función de paso. Se puede ver en la Figura 7 que, aunque hay un ligero Oscilación Durante el ascenso del sistema, la operación general es estable. El tiempo del proceso de transición TP <1 puede cumplir con los requisitos de seguimiento de sincronización.

Diseño del sistema hidráulico (17)

Figura 7— - La respuesta del sistema hidráulico de la máquina de flexión a la función de paso

4.4 Análisis de errores

A través del análisis de simulación del error ESSR del sistema hidráulico de la máquina de flexión, el error de estado estable y el error de posición EF causado por los factores no lineales en el proceso de trabajo de la servo válvula hidráulica, El error sistemático es:

E = ESSR + ESSN + EF = 0.002M

El error es relativamente pequeño y cumple completamente con los requisitos de precisión del sistema de control.


5. Conclusión

Al diseñar racionalmente el sistema hidráulico de la máquina de flexión, se reducen el fenómeno de impacto y vibración durante la operación de la máquina de flexión; la máquina de flexión se opera sin problemas y la seguridad y confiabilidad de El sistema se mejoran.

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