轮式压路机液压系统毕业设计Word文件下载.docx
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正弦振动
Abstract
Thesystemofhydraulicvibrationsystemforcrystallizerwasintroducedinthedesign,Tocontrolthesinusoidalvibrationofthecylinder,thesinusoidalsignalisinputintotheservovalvebythecomputer.Inthedesign,theworkingconditionsisanalysed,andtherequirementsofthesystemunderthisconditionsisalsoanalysed.Forthedesignofthehydraulicsystem,thepump,servovalves,hydrauliccylindersandothermajorcomponentsoftheSelectionaredetailedcalculatedandchecked.
Inthedesignofthepumpingstation,thecorearecalculationofthepump,storagetankofthedesignandselection,therelationsamongeachotherareimpacted,atthesametime,ThehydraulicsystemsarealsoimpactedbyexternalfactorssuchastheworkingenvironmentandtemperatureTheimpactoftheseeffectsonthesystemisverygreat,ifthisfactorisnottakenintoconsideration,Therewillbedirectimpactontheperformancesofthesystem.
Thevariousparametersofthesystemiscalculatedaccordingtothecontentsoftheconditions,andwecancalculatethedisplacementvibrationcurveofthehydrauliccylinderofthesystem.Accordingtovibrationcurveequation,wecanworkoutthemostflowofthesystem,Anddeterminetheworkingconditionsaccordingtotheresultsofthewholesystem.
Thecalculationofthepump-drivenpowerofthesystemistheaverageofthepowerrequiredinthevibrationofthesystemundertheworkingconditions.Andthesinevibrationequationcanbecalculated.
Themostcomponentsareselectedthroughthecalculationoftherelevantparameters,basedonasampleoftheproductsselection,tomeetthesystemrequirements.
Keywords:
Crystallizer;
Hydraulicservosystem;
Excitingvibration;
Sinusoidalvibration
目录
前言1
1系统设计方案确定2
1.1伺服系统设计要求2
1.2控制方案2
1.3主要技术参数2
1.4系统工作情况分析3
2设计计算3
2.1系统振动3
2.2液压缸设计计算4
2.2.1油缸的设计原则4
2.2.2油缸的选型4
2.2.3油缸参数计算5
2.3泵的选择计算6
2.3.1泵的选择计算原则6
2.3.2系统流量计算6
2.3.3流量计算6
2.3.4泵的参数计算7
2.4液压泵的驱动功率及电机的选择7
2.4.1驱动功率计算7
2.4.2电动机的选择8
2.5阀的选择计算8
2.5.1伺服阀的选取8
2.5.2液控单向阀的选取9
2.5.3电磁换向阀的选取9
3辅助元件的选择计算10
3.1管路10
3.1.1壁厚的计算10
3.1.2内径计算11
3.1.3软管12
3.1.4管接头12
3.2油箱的设计计算12
3.2.1油箱设计原则12
3.2.2油箱参数设计计算13
3.2.3油箱容量的计算13
3.2.4油箱内工作介质体积估算14
3.3系统发热功率计算14
3.3.1液压泵的功率损失14
3.3.2阀的损失功率14
3.3.3管路以及其它功率损失15
3.3.4系统总的功率损失15
4溢流阀的选取15
4.1溢流阀的作用15
5过滤器的选择16
5.1过滤器的配置16
5.2压油过滤器16
5.3回油过滤器16
6循环冷却系统的设计计算17
6.1各个参数计算17
6.2动力源螺杆泵的选取17
6.3驱动电机的选择18
6.4循环过滤器的选择18
6.5热交换器的选择18
6.5.1计算散热面积18
6.5.2冷却水量的计算19
6.6加热器19
6.8压力表的选择20
7液压工作介质的选取20
8控制阀阀块的设计20
结束语22
参考文献23
致谢24
前言
随着高效连铸技术在冶金工业生产中的快速发展和应用,结晶器的振动技术便成了连铸生产过程中的关键技术之一,结晶器的振动参数,直接影响连铸坯的质量。
目前国内还主要以凸轮机构驱动为主,这种方式存在一系列的不足,例如:
结晶器振动频率,幅度,波形等不可调等现象。
而国外大多采用液压伺服振动方式,振动的参数可根据钢种,拉速等工艺条件而进行改变。
与传统的直流式电机或交流电机驱动的偏心凸轮的结晶器激振系统相比,电液伺服驱动的连铸结晶器激振系统具有能实现非正弦振动,可明显改善结晶器保护渣的润滑,有效地减少铸坯与结晶器之间的摩擦力,从而减少铸坯振痕,提高铸坯质量和金属的收得率。
因此,开发可靠性好、控制精度高和响应速度快的电液伺服控制系统具有重要的现实意义。
结晶器电液伺服控制系统主要由电液伺服阀、伺服油缸、液压泵站等几部分组成。
结晶器是通过阀控缸液压动力元件驱动振动机构实现其往复振动,将液压缸的位置通过位移传感器反馈到比较端与指令信号比较,得到误差信号,然后通过运算放大器放大后驱动电液伺服阀构成闭环控制系统。
利用计算机可非常方便地产生各种指令波形,通过模糊PID控制可以使系统输出跟踪指令信号从而获得所需要的振动规律。
伺服控制器内有两路独立的伺服放大器和将这两路独立的伺服放大器关联在一起的同步控制回路。
每路伺服放大器控制1台伺服缸,它将指令电压信号转换成电流信号经输出端驱动电液伺服阀来使液压缸移动,装在活塞杆上的位移传感器的反馈信号在反馈端输入后与指令信号进行比较,形成位置系统的闭环控制。
每1路都设有开环增益调整、反馈增益调整、零位调整和输入与反馈相位调整,并有电流表显示通过伺服阀的电流状态。
同步控制回路是对两台伺服缸出现不同步时的一种补偿,同步控制的原理是对两个单独的反馈信号进行比较,两缸同步,则比较后的差值为零,差值不为零时,这个差值以相反的极性分别送入两个回路各自的输入信号加法点,使“快缸降速,慢缸升速”,进行同步调节。
1系统设计方案确定
1.1伺服系统设计要求
结晶器做正弦振动,采用双缸同步驱动方式,并且要求每个振动缸控制伺服阀一备一用,能在线切换。
根据设计要求,液压伺服激振系统为双缸同步振动过程。
系统主要由电液伺服阀,液压缸,液压泵站等几部分组成。
双缸同步振动由两个两个电液伺服阀由电信号精准控制,可以实现两个油缸的同步激振运动,设计要求每个振动缸控制伺服阀都有一个备用阀,两个备用阀经液控单向阀连接到系统,可以随时进行在线切换。
1.2控制方案
工作中指令信号同时给两个伺服阀,伺服阀通过电信号控制两个液压缸进行振动,输入流量输出位移,同时将位移误差进行反馈控制阀芯处于工作状态,液压油经由单向分流阀同时供给两个伺服阀,经阀芯开口进入液压缸驱动其运动,计算机将传感器采集的数据进行比对,校正后在将调节后的信号送入伺服阀,控制双缸的正弦振动。
1.3主要技术参数
(1)液压系统最大工作压力:
;
(2)结晶器作正弦振动,最大振幅:
,振动频率范围:
(3)结晶器静态重量为:
(4)采用双缸同步振动方式,要求每个振动缸控制伺服阀一备一用,能在线切换。
1.4系统工作情况分析
系统在伺服阀控制下做正弦振动,液压缸活塞杆的伸出和回缩过程符合正弦振动曲线,根据最大振幅和振动频率可以得出系统的振动方程。
图系统正弦振动曲线
2设计计算
2.1系统振动
系统最高工作压力:
正弦振动振幅:
振动频率:
结晶器静态重量:
列出系统正弦振动方程:
振动位移方程:
代入数据得出:
由
可求出液压缸活塞杆的速度公式
其中:
为液压缸活塞的位移
为液压缸的振动角频率,
液压缸的最大速度
给定设计条件中系统最大工作压力为
,即在工作中不能超出所给定的系统最大工作压力,选取系统的工作压力为
设计要求系统最大输出力
,由于双缸同步,每个液压缸负载
2.2液压缸设计计算
2.2.1油缸的设计原则
根据主机的动力分析和运动计算,确定液压缸的主要性能参数和尺寸。
液压缸的推力,伸出回缩的速度,作用时
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