Návrh hydraulického systému a analýza dynamických charakteristik ohýbačky

Abstrakt: Ohýbačka je široce používaná ohýbačka a hraje nezastupitelnou roli při zpracování plechů.Výkon hydraulického systému ohýbačky přímo ovlivňuje její pracovní stav.V tomhle papíru, je analyzován pracovní stav a zátěžový stav ohýbačky a na tomto základě je navržen hydraulický systém ohýbačky.Návrhem parametrů hydraulického systému ohýbačky, an je vytvořen vhodný model servosystému hydraulického pohonu a je vytvořen matematický model.Na základě matematického modelu jsou analyzovány dynamické charakteristiky hydraulického servosystému.Výsledky ukazují, že rozumná konstrukce hydraulického servosystému zlepšuje výkon ohýbacího stroje a zlepšuje spolehlivost otáčení hliníkové cívky, což může poskytnout teoretické vodítko pro návrh velkoprůtokové hydrauliky Systém.

1. Úvod

Ohýbačka je široce používaná ohýbačka.Pro svou všestrannost, jednoduchý proces a široký rozsah procesů bylo tváření ohýbáním plechu široce používáno při zpracování plechu [1].Hydraulická ohýbačka má velmi velký šířka a způsob mechanického přenosu má relativně nízkou účinnost přenosu.Proto se obecně používá hydraulický převod.Aby se zabránilo deformaci těla během pracovního procesu a zajistilo se obecně se používá ohybový efekt desky.Na obou koncích trupu jsou umístěny dva hydraulické válce, které synchronně řídí pohyb trupu.Struktura trupu je znázorněna na obrázku 1. The hydraulický synchronizační systém ohýbačky se používá k udržení přesně synchronizovaných dvou hydraulických válců nebo jeden z hydraulických válců může synchronně sledovat pohyb druhého hydraulického válce, čímž zajištění spouštění jezdce a razníku při provozu hydraulické ohýbačky.Plocha je rovnoběžná s horní plochou stolu a matrice.

Obrázek 1——Struktura těla ohýbačky

2. Pracovní proces ohýbačky

Hydraulický synchronizační systém ohýbačky je základním systémem a základní technologií ohýbačky.Garanci přesnosti ohýbání zajišťuje přesný synchronní pohyb hydraulických válců ohýbacího stroje pro pohon dvou hydraulických válců.Aby se zlepšila efektivita výroby a kvalita ohýbání, měly by se nosník ohýbacího stroje a horní lisovník namontovaný na jeho spodním čele pohybovat různě rychlosti v každém zdvihu.Obecné pravidlo pohybové křivky je znázorněno na obr. 2. Hlavní provozní podmínky hydraulického synchronizačního systému ohýbačky: rychlý posun vpřed, spodní lis, tlak hydraulického systému, hydraulické vyložení systému a rychlý návrat.

Obrázek 2——Posun hlavního jezdce ohýbačky - časová křivka

Hydraulický systém ohýbačky je poháněn dvěma instalovanými hydraulickými válci a trupem.Aby se zabránilo ohybové deformaci nosníku těla ohýbačky a zajistila se stabilita a přesnost během ohýbání procesu ohýbání obrobku, je nutné navrhnout hydraulický synchronní okruh ohýbačky a vyhnout se uzamykacímu zařízení pro nehody.Při provozu ohýbačky je reakční síla nosníku velký a setrvačná síla jeho vlastní hmoty je velká.Pokud se práce náhle zastaví nebo se stůl zvedne, bude to mít velký dopad na hydraulický systém.Za účelem snížení nebo odstranění dopadu existuje několik způsobů, jak toho dosáhnout tlumení v konstrukci hydraulického systému.

V servosystému hydraulického pohonu navrženém v tomto článku je synchronní pohyb dvou hydraulických válců realizován funkcí sledování servoventilu a snímače 3 a snímače 5 výchylky. detekovat polohový pohyb dvou hydraulických válců a jsou prováděny servozesilovačem.

Chybový signál je porovnán a porovnaný chybový signál je vrácen zpět do elektrohydraulického servoventilu 1. Elektrohydraulický servoventil 1 řídí otevření portu servoventilu podle chybového signálu zpětné vazby, takže výstupní průtok hydraulického oleje je stejný jako u reverzního ventilu 2, čímž se řídí synchronní pohyb dvou hydraulických válců.Střední funkce zpětného ventilu 2 a servoventilu 1 má tvar O, který může hrát určitá blokovací funkce a realizace funkce nárazníku hydraulického systému je realizována škrticí klapkou 7. Souhrnně je servosystém hydraulického pohonu znázorněn na obrázku 3:

1: Elektrohydraulický servoventil 2: Směrový ventil 3,4: Snímač zdvihu 5,6: Hydraulický válec 7: Škrticí ventil 8: Pojistný ventil 9: Hydraulické čerpadlo 10: Servozesilovač

Obrázek 3——Hydraulický systém ohýbačky

3. Stanovení parametrů hydraulického systému

3.1 Počáteční tlak hydraulického válce

Podle pohybového stavu ohýbačky a základních požadavků na konstrukci ohýbačky se volí hydraulický tlak hydraulického čerpadla hydraulického systému Ps=30Mpa.

3.2 Parametry hydraulického válce

(1) Parametry hydraulického válce

Při pracovním procesu ohýbačky je maximální zatěžovací síla hydraulického válce FL = 160KN.

Zatěžovací tlak P1 servoventilu je:

P1 = 2/3*Ps = 21 MPa

Zatěžovací síla na servoventil je:

FL = P1*Ap = 2/3*Ps*Ap

Účinná plocha hydraulického válce je:

Ap = 2/3* FL/ Ps = 0,0089 m2

(2) Konstrukční schematický diagram hydraulického válce ohýbačky je znázorněn na obrázku 4:

Obrázek 4——Schéma konstrukce hydraulického válce ohýbačky

Pracovní plocha hydraulického válce je stejná jako A1=A2, která je menší než pracovní prostor dvouvýtokového hydraulického válce.Při změně hydraulického systému ve směru pohybu se rozdíl mezi vratný pohyb je malý, rychlostní charakteristika je symetrická a symetrický hydraulický tlak je splněn.Sportovní vlastnosti válce.

3.3 Určete specifikace servoventilu

Zátěžový průtok servoventilu je určen maximální rychlostí:

qL = AP*Vmax = 26,7 l/min

AP——účinná plocha hydraulického válce;

Vmax——maximální rychlost hydraulického válce.

V tomto bodě je pokles tlaku servoventilu:

Pv = Ps – Plmax = Ps - FL/ AP =12Mpa

Vezmeme-li v úvahu únik a další faktory, průtok zátěže qL se zvýší o 20 %, přičemž qL = 32 l/min.Podle qL a Pv lze servoventil s qn =40L/min zjistit z křivky závislosti průtoku servoventilu.QDY6 elektrohydraulický servoventil je vybrán z katalogu produktů.

4. Dynamická analýza

4.1 Přenosová funkce a systémové blokové schéma každé součásti

Při dynamické analýze je třeba nejprve stanovit přenosovou funkci systému.Může nejen charakterizovat dynamické charakteristiky systému, ale může být také použit ke studiu vlivu struktury nebo parametru systému změny výkonu systému.

(1) Umění zisku servozesilovače a snímače polohy jsou Kd a Kf.

(2) Přenosová funkce hydraulického servoventilu je:

(3) S ohledem na vlastnosti symetrického válce je přenosová funkce navrženého hydraulického válce:

Z charakteristik symetrického válce lze vypočítat celkový řídicí objem hydraulického válce jako:

Vt ≈AP*S = 7,12*10-3m3

S——účinný zdvih hydraulického válce

Vezměte efektivní objemový modul pružnosti kapaliny βe=1000MPa, pak hydraulickou vlastní frekvenci:

Nulový průtokový tlakový koeficient servoventilu:

Hydraulický poměr tlumení:

Hydraulický poměr tlumení je vypočítán jako malý a lze jej brát jako 0,2.

Dynamický koeficient poddajnosti:

Potom je přenosová funkce hydraulického válce a zatížení:

(4) Podle výše uvedené funkce částečného přenosu lze určit systémové blokové schéma systému, jak je znázorněno na obrázku 5:

Obrázek 5——Blokové schéma systému hydraulického servosystému

Podle blokového schématu systému lze přenosovou funkci systému s otevřenou smyčkou určit jako:

Zkušenosti lze vidět, zisk systému v otevřené smyčce:

4.2 Analýza odezvy ve frekvenční oblasti

Aby mohl navržený hydraulický systém ohýbačky pracovat stabilně a spolehlivě, musí být ponechána rezerva stability.Obrázek 6 je křivka frekvenční odezvy hydraulického systému ohýbačky.Je to vidět z frekvenční charakteristika odezvy hydraulického systému ohýbačky: rezerva stability fázového úhlu γ=87°, velká rezerva stability, splňující požadavky na stabilitu;Frekvence přechodu mezi kruhy:

Pro hydraulický servosystém typu I s malým tlumením lze uvažovat, že šířka pásma v uzavřené smyčce f-3dB je přibližně rovna fc.Je vidět, že rychlost odezvy odpovídá jeho systémovým požadavkům.

Obrázek 6—— Křivka odezvy frekvenční oblasti hydraulického systému ohýbačky

4.3 Analýza odezvy v časové oblasti

Vstup krokového signálu představuje nejtěžší provozní stav hydraulického systému ohraňovacího lisu.Pokud hydraulický systém ohýbacího stroje může splnit pracovní požadavky při působení signálu funkce kroku, to znamená, že navržený hydraulický systém může splňovat provozní požadavky.Obrázek 7 je stav odezvy hydraulického systému ohýbačky na krokovou funkci.Z obrázku 7 je vidět, že i když je nepatrná oscilací během stoupání soustavy je celkový provoz stabilní.Doba procesu přechodu tp<1s může splňovat požadavky na sledování synchronizace.

Obrázek 7——Reakce hydraulického systému ohýbačky na krokovou funkci

4.4 Analýza chyb

Prostřednictvím simulační analýzy chyby essr hydraulického systému ohýbačky, ustálené chyby essn a polohové chyby ef způsobené nelineárními faktory v pracovním procesu hydraulického servoventilu, systematická chyba je:

e = essr + essn + ef = 0,002 m

Chyba je relativně malá a plně odpovídá požadavkům na přesnost řídicího systému.

5. Závěr

Racionálním navržením hydraulického systému ohýbačky se sníží jev nárazů a vibrací při provozu ohýbačky;ohýbačka funguje hladce a bezpečnost a spolehlivost systém je vylepšen.