新型下料机液压系统动态特性仿真.pdf

2012年9月
机床与液压
Sep.2012
第40卷第17期
MACHINE TOOL HYDRAULICS
Vol 40 No. 17
DOI:10.3969/ d. issn.1001-3881.2012.17.033
新型下料机液压系统动态恃性仿真
张立军,王兰2,赵永瑞',相恒富
(1.中国石油大学(华东)机电工程学院,山东东營257061;2.中石油技术开发公司,北京100028)
摘要:为了实现变速周向低应力下料过程中可靠夹紧、送进棒料,设计了相应的液压系统。采用新的建模方法一一功
率键合图法,建立了新型下料机液压系统的动态数学模型,并用 Matlab软件对其进行了动态特性仿真研究。结果表明:管
道直径、溢流阀液阻等参数对液压系统中送进缸活塞杆速度和进口压力的影响显著,需合理配置。
关键词:下料;功率键合图;动态特性;数字仿真
中图分类号:TP391.9文献标识码;A文章编号:1001-3891(2012)17-112-3
Simulation on Dynamical Characteristics of Hydraulic System of a New Type
Cropping Machine
ZHANG Lijun, WANG Lan, ZHAO Yongrui, XIANG Hengfu
257061, China; 2. China Petroleum Technology & Development Corporation, Beiing 100028,Ciy/t
1. College of Mechanical and lectronic Engineering, China University of Petroleum, Dongying Shandor
Abstract To reliably clamp and feed-in bar in the course of the precise cropping with variable speed circumferential low-stress
the corresponding hydraulic system of the cropping machine was designed in detail. A dynamic mathematical model of hydraulic system
of the cropping machine was developed by means of a new method-power bond graph, and the digital simulation of the system dy
namical character was made by using Matlab software. The results show that the diameter of the pipe and fluid resistance of overflow
valve have remarkable influences on the speed of piston rod and entrance pressure of the feed-in cylinder.
Keywords: Cropping; Power bond graph; Dynamical character; Digital simulation
为了实现高效、高质量精密下料,课题组人员提棒料,然后送进缸将棒料悬臂送人下料模具中进行低
出了变速周向低应力精密下料法叫。这种方法能用较应力下料。下料机夹紧送进棒料动作的控制主要由液
小的外力控制在棒料V型槽尖端快速萌生裂纹(损压系统来实现,所以液压系统性能的好坏对整个下料
伤),然后采用变频调速和周向弯曲连续加载,实现机的动作协调和精密下料是至关重要的。
棒料断面上同一半径处各断裂点受力均匀,使V型
该下料机液压夹紧送进系统如图1所示。
槽尖端周向裂纹扩展速度同步,提高下料断面质量和
送进
夹紧
效率。该下料系统主要由传动装置、下料模具、液压
8
夹紧送进系统、微调装置和机身等五大部分组成。液
压夹紧送进系统作为下料机的重要组成部分,其动态
性能直接影响着下料断面质量和效率。因此,作者采
H1N1% JC2
6
用功率键合图技术1与 Matlab“对液压系统的稳定
1、4一滥流
2一二位二通电磁阅
性和某些重要参数对系统动态特性的影响规律进行研
3一二位四通电磁阀
5一减压阌
究
Hir2
位四通电磁阏
7一送进缸
1新型下料机液压系统构成
8一夹紧缸
新型下料机的液压夹紧送进系统的作用是保证下
11
压力继电器
10一液控单向
料过程中棒料一端固定,另一端加载可变力。其中夹
t1~单向阀
2一定量柱蹇泵
紧装置限制棒料的径向窜动、扭转以及轴向扭转;而
送进装置限制棒料的轴向窜动,并能自动调整棒料的
力臂大小,进而改变力矩。下料时首先用夹紧缸夹紧
图1新型下料机液压系统原理图
收稿日期:2011-08-29
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51105382);山东省自然科学基金资助项目(ZR201ED39);青岛经济技术开发
区重点科技发展计划项目(2011-2-50)
作者简介:张立军(1977-),男,副教授,主要从事金属棒料的精密下料研究。E-mail:zi1977628@sohu.com