超大型数控剪板机液压系统压力响应及回程节能特性研究

摘要

液压系统是数控剪板机的动力系统，为剪切板材提供剪切力，其设计水准及可靠性对剪板机的最大剪切能力产生直接影响。针对国内外超大型数控剪板机液压系统的发展现状，本文开发了一套适用于大跨度、厚板材剪切的剪板机液压系统，并对所开发的液压系统的压力响应特性及蓄能器辅助刀架回程的节能特性开展了理论分析及实验研究，主要内容如下：
　　（1）自主设计了超大型数控剪板机液压系统，首次采用蓄能器外加回程缸的方式辅助刀架回程，具有显著的节能效果；通过对系统总压力损失进行验算分析表明，系统总压力损失为1.44MPa，所设计液压系统满足剪板机使用要求，为后续系统的理论分析奠定了基础。
　　（2）建立了插装式电磁溢流阀数学模型及Simulink仿真模型，并结合物理模型对仿真模型进行相关边界条件设置，研究了剪板机循环工作过程中系统压力及主阀阀芯位移的周期性变化情况，研究结果表明，系统建压耗时明显长于系统卸压耗时，同时系统启动卸荷时，压力脉冲较大；对比分析了插装式电磁溢流阀结构参数、输入流量和工作压力等对系统压力响应特性的影响。
　　（3）建立了蓄能器辅助刀架回程的理论模型，研究了蓄能器初始充气体积和液腔有效作用面积等对刀架回程节能特性的影响；研究表明，初始充气体积和液腔有效作用面积越大，回程响应越慢；通过对比分析两种刀架回程方式的能耗发现，采用蓄能器辅助回程的方式可以使系统能耗降低14.8％。
　　（4）搭建了剪板机液压实验系统，设计了系统压力响应特性实验方案，研究了插装式电磁溢流阀静态卸荷压力及压力响应特性。实验结果表明，随着输入流量的越大，卸荷压力有一定程度地增大，同时卸荷初期的压力脉冲也增大，实验数据反映出的规律与理论分析结果基本一致，从而验证了理论分析的正确性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 剪板机概述

1.3 国内外研究现状

1.4 课题主要研究内容

1.5 本章小结

第二章 剪板机液压系统设计

2.1 剪板机工况分析

2.2 剪板机液压系统方案设计

2.3 液压元件的选型计算

2.4 本章小结

第三章 剪板机液压系统压力响应特性理论研究

3.1 系统压力响应特性衡量指标

3.2 插装式电磁溢流阀数学模型

3.3 插装式电磁溢流阀仿真模型

3.4 仿真结果及影响因素研究

3.5 本章小结

第四章 剪板机液压系统回程节能特性理论研究

4.1 蓄能器的工作原理及分类

4.2 蓄能器辅助刀架回程数学模型

4.3 蓄能器辅助回程节能特性研究

4.4 回程工况能耗对比分析

4.5 本章小结

第五章 剪板机液压实验系统设计与实验研究

5.1 剪板机液压实验系统设计

5.2 实验方案设计

5.3 实验结果分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在校期间发表的学术论文

在校期间申请的发明专利

在校期间参与项目及获奖情况