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Diseño del sistema hidráulico y análisis dinámico de las características de la máquina dobladora.

Número Navegar:40     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2018-12-06      Origen:motorizado Su mensaje

  Resumen: La máquina dobladora es una máquina dobladora muy utilizada y desempeña un papel insustituible en el procesamiento de chapa metálica. El rendimiento del sistema hidráulico de la máquina dobladora afecta directamente sus condiciones de trabajo. En estoel papel, el estado de trabajo y el estado de carga de la máquina dobladora se analizan, y el sistema hidráulico de la máquina dobladora está diseñado sobre esta base. Al diseñar los parámetros del sistema hidráulico de la máquina dobladora, unSe establece el modelo de servo sistema de accionamiento hidráulico apropiado y se establece un modelo matemático. Sobre la base del modelo matemático, se analizan las características dinámicas del servo sistema hidráulico. Los resultados muestran que laEl diseño razonable del sistema servo hidráulico mejora el rendimiento de la máquina dobladora y la confiabilidad del giro de la bobina de aluminio, que puede proporcionar una guía teórica para el diseño del sistema hidráulico de gran caudal.sistema.

  1. Introducción

  La máquina dobladora es una máquina dobladora muy utilizada. Debido a su versatilidad, proceso simple y amplio rango de proceso, el conformado de doblado de chapa ha sido ampliamente utilizado en el procesamiento de chapa metálica [1]. La máquina dobladora hidráulica tiene una muy grande.ancho, y el método de transmisión mecánica tiene una eficiencia de transmisión relativamente baja. Por lo tanto, la transmisión hidráulica se utiliza generalmente. Con el fin de evitar la deformación del cuerpo durante el proceso de trabajo y para garantizarEl efecto de flexión de la placa, se utiliza generalmente. Dos cilindros hidráulicos están dispuestos en ambos extremos del fuselaje para impulsar sincrónicamente el movimiento del fuselaje. La estructura del fuselaje se muestra en la Figura 1.El sistema de sincronización hidráulica de la máquina dobladora 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 tantoasegurando la bajada del deslizador y el punzón cuando la máquina dobladora hidráulica está en funcionamiento. La superficie es paralela a la superficie superior de la mesa y la matriz.

Diseño del sistema hidráulico (1)

Figura 1 —— Estructura del cuerpo de la máquina dobladora

  Proceso de trabajo de la máquina 2.Bending

  El sistema de sincronización hidráulica de la máquina dobladora es el sistema central y la tecnología central de la máquina dobladora. La garantía de la precisión de flexión está garantizada por el movimiento sincrónico preciso de los cilindros hidráulicosDe la máquina dobladora para accionar los dos cilindros hidráulicos. Para mejorar la eficiencia de la producción y la calidad de doblado, la viga de la máquina dobladora y el troquel superior montados en su cara de extremo inferior deben moverse a diferentes niveles.Velocidades en cada golpe. La regla general de la curva de movimiento se muestra en la Fig. 2. Principales condiciones de funcionamiento del sistema de sincronización hidráulica de la máquina dobladora: avance rápido, presión inferior, presión del sistema hidráulico, presión hidráulicaSistema de descarga y retorno rápido.

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Figura 2 —— Desplazamiento del deslizador principal de la máquina dobladora - curva de tiempo

  El sistema hidráulico de la máquina dobladora es impulsado por dos cilindros hidráulicos instalados y el fuselaje. Con el fin de evitar la deformación por flexión de la viga del cuerpo de la máquina de flexión y garantizar la estabilidad y precisión durante elEn el proceso de doblado de la pieza, es necesario diseñar el circuito síncrono hidráulico de la máquina dobladora y evitar el bloqueo del dispositivo en caso de accidentes. Durante el funcionamiento de la máquina dobladora, la fuerza de reacción de la viga esGrande y la fuerza de inercia de su propia masa es grande. Si el trabajo se detiene repentinamente o la mesa se eleva, tendrá un gran impacto en el sistema hidráulico. Para reducir o eliminar el impacto, hay algunas maneras de lograrAmortiguación en el diseño del sistema hidráulico.

  En el sistema de servoaccionamiento hidráulico diseñado en este documento, el movimiento sincrónico de los dos cilindros hidráulicos se realiza mediante la función de seguimiento de la servoválvula, y el sensor de desplazamiento 3 y el sensor de desplazamiento 5Detecta el movimiento posicional de los dos cilindros hidráulicos, y los realiza el servoamplificador.

  La señal de error se compara y la señal de error comparada se devuelve a la servoválvula electrohidráulica 1. La servoválvula electrohidráulica 1 controla la apertura del puerto de la servoválvula de acuerdo con la señal de error de realimentación, de modo queEl 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 servo 1 tiene forma de O, que puede desempeñar unCierta función de bloqueo, y la realización de la función de amortiguación del sistema hidráulico se realiza mediante la válvula de mariposa 7. En resumen, el sistema de servoaccionamiento hidráulico se muestra en la Figura 3:

Diseño de sistema hidráulico (2)

 1: Servoválvula electrohidráulica 2: Válvula direccional 3,4: Sensor de desplazamiento 5,6: Cilindro hidráulico 7: Válvula reguladora 8: Válvula de alivio 9: Bomba hidráulica 10: Servoamplificador

Figura 3 —— Sistema hidráulico de dobladora

  3. Determinación de los parámetros del sistema hidráulico.

  3.1 Presión inicial del cilindro hidráulico.

  De acuerdo con el estado de movimiento de la máquina dobladora y los requisitos básicos del diseño de la máquina dobladora, 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 dobladora, la fuerza de carga máxima del cilindro hidráulico es FL = 160KN.

  La presión de carga P1 de la servoválvula es:

  P1 = 2/3 * Ps = 21Mpa

  La fuerza de carga en la servoválvula 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 dobladora se muestra en la Figura 4:

Diseño del sistema hidráulico (3)

Figura 4 —— Esquema de la estructura del cilindro hidráulico de la máquina dobladora

El área de trabajo del cilindro hidráulico es la misma que A1 = A2, que es más pequeña que el espacio de trabajo del cilindro hidráulico de doble salida. Cuando se cambia el sistema hidráulico en la dirección de movimiento, la diferencia de lael movimiento alternativo 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 servoválvula

  El flujo de carga de la servoválvula 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 servoválvula 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. De acuerdo con qL y Pv, la servoválvula con qn = 40L / min se puede encontrar en la curva de relación servoválvula-flujo. El QDY6La servoválvula electrohidráulica se selecciona del catálogo de productos.

  4. Análisis dinámico

  4.1 Función de transferencia y diagrama de bloques del 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 se puede utilizar para estudiar la influencia de la estructura o el parámetro del sistema.Cambios en el rendimiento del sistema.

  (1) El arte de ganancia del servoamplificador y del sensor de posición son Kd y Kf, respectivamente.

  (2) La función de transferencia de la servoválvula hidráulica es:

Diseño del sistema hidráulico (4)

Diseño de sistema hidráulico (5)

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

Diseño de 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 del cilindro hidráulico

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

Diseño de sistema hidráulico (7)

  Coeficiente de presión de flujo cero de la servoválvula:

Diseño de sistema hidráulico (8)

  Relación de amortiguación hidráulica:

Diseño del sistema hidráulico (9)

  La relación de amortiguación hidráulica se calcula que es pequeña y se puede tomar como 0.2.

  Coeficiente de cumplimiento dinámico:

Diseño de sistema hidráulico (10)

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

Diseño de sistema hidráulico (11)

  (4) De acuerdo con la función de transferencia parcial anterior, el diagrama de bloques del sistema del sistema se puede determinar como se muestra en la Figura 5:

Diseño de sistema hidráulico (12)

Figura 5 —— Diagrama de bloques del sistema del sistema servo hidráulico

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

Diseño del sistema hidráulico (13)

  La experiencia se puede ver, el sistema de ganancia de bucle abierto:

Diseño de sistema hidráulico (14)

  4.2 Análisis de respuesta de dominio de frecuencia

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

Diseño de sistema hidráulico (15)

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

Diseño de sistema hidráulico (16)

Figura 6: curva de respuesta en el dominio de la frecuencia del sistema hidráulico de la máquina dobladora

  4.3 Análisis de respuesta de dominio de tiempo

La entrada de la señal de paso representa la condición de operación más severa del sistema hidráulico de la prensa plegadora. Si el sistema hidráulico de la máquina dobladora puede cumplir los requisitos de trabajo bajo la acción de la señal de función escalonada,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 dobladora a la función escalonada. Se puede ver en la Figura 7 que aunque hay una ligeraOscilación durante el ascenso del sistema, el funcionamiento general es estable. El tiempo de proceso de transición tp < 1s puede cumplir los requisitos de seguimiento de sincronización.

Diseño de sistema hidráulico (17)

Figura 7 —— La respuesta del sistema hidráulico de la máquina dobladora a la función escalonada

  4.4 Análisis de errores

  A través del análisis de simulación del error del sistema hidráulico de la máquina dobladora, el error de estado estable y el error de posición ef causado por los factores no lineales en el proceso de trabajo de la servoválvula hidráulica,El error sistemático es:

  e = essr + essn + ef = 0.002m

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

  5. Conclusión

  Al diseñar racionalmente el sistema hidráulico de la máquina dobladora, se reducen el impacto y el fenómeno de vibración durante el funcionamiento de la máquina dobladora; La máquina dobladora funciona sin problemas, y la seguridad y fiabilidad deEl sistema está mejorado.

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