径锻机四锤头液压伺服系统的同步特性研究

摘要

径锻机四锤头液压伺服系统的同步特性是径向锻造技术中富有挑战的难题之一，也是实践中需要解决的问题之一。锤头液压伺服系统是提高锻造液压缸同步特性和锻件产品质量的关键设备，开展四锤头液压伺服系统的同步特性研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文针对某径锻机高频次、高精度的要求，运用理论分析和数值计算相结合的研究方法，对一级先导缸定位系统同步误差的影响因素和二级作用力输出缸位置控制系统的动态特性进行了深入研究。
　　本研究分为四个部分：第一章，阐述了径锻机四锤头液压伺服系统的同步特性研究的背景和意义；概述了国内外关于同步运动、液压同步系统、液压同步系统的分类和控制策略、径锻机液压同步控制系统等方面的研究现状和存在问题。第二章，分别介绍了径锻机四锤头液压伺服系统的结构组成、工作原理、主要工作参数；并概述了液压系统动态特性以及动态特性的主流研究方法、仿真环境；针对系统中引人注目的关键元件二通插装式方向阀、二通插装式压力阀进行选型，并采用AMESim进行仿真建模，分析了元件关键参数对其性能的影响，并将仿真结果与产品样本试验结果进行对比，确定了最优结构参数，为径锻机四锤头液压伺服系统的同步特性研究奠定了基础。第三章，在建立阀控对称缸数学模型的基础上，采用PID闭环控制加主从控制方式搭建2＃和3＃锤头一级先导缸电液位置同步控制系统仿真模型，讨论了影响一级先导缸精密定位和高动态响应的因素。并对原系统进行优化补偿，对比分析优化前后的同步误差。揭示了泄漏、油液中混入气体、油液介质温升以及管道配置对一级先导缸电液位置同步控制系统同步误差的影响规律。第四章，基于DPM模型对锻造液压缸内流域液固两相流的冲蚀磨损进行数值计算，对比分析了改进前后锻造液压缸的流场仿真结果，捕获了发生材料失重和损坏现象的具体位置，提出了一种可拆卸式抗冲蚀磨损锻造液压缸新结构。搭建了2＃和3＃锤头液压同步伺服系统AMESim仿真模型，分析了一个压制循环中，空载条件下单个锤头液压伺服系统一级先导缸和二级作用力输出缸位置关系的动态变化过程；揭示了锤头重力负载对锤头液压同步伺服系统动态特性的影响规律。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外关于径锻机液压同步控制研究现状

1.3 论文主要内容

第2章 径锻机四锤头液压同步系统设计及关键元件仿真建模

2.1 径锻机四锤头液压伺服系统的主要参数

2.2 径锻机四锤头液压伺服系统的组成及工作原理

2.3 径锻机锤头液压伺服系统的建模方法

2.4 径锻机锤头液压伺服系统关键元件建模

2.5 本章小结

第3章 径锻机锤头液压伺服系统一级先导缸的最优位置控制

3.1 伺服阀控制一级先导缸数学模型的建立

3.2 一级先导缸电液位置同步控制系统仿真与优化

3.3 一级先导缸定位系统同步误差的影响因素分析

3.4 管道配置对一级先导缸定位系统同步特性的影响

3.5 本章小结

第4章 径锻机四锤头液压伺服系统二级作用力输出缸同步特性研究

4.1 基于DPM的锻造液压缸液固两相流冲蚀磨损

4.2 单个锤头液压伺服系统二级作用力输出缸位置控制研究

4.3 锤头液压同步伺服系统二级作用力输出缸同步特性分析

4.4 本章小结

总结与展望

1 总结

2 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表及录用学术论文

附录B 科研项目与实践