4MN油压机液压系统改造.pdf

2 0 1 2年 5月 第4 0卷 第 1 0期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAULI CS Ma v 2 01 2 Vo 1 ． 4 0 No ．1 0 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 1 0 ． 0 5 2 4 M N油压机液压 系统改造 李远慧，李远涵 武汉科技大学 机械 自动化 学院，湖北武汉 4 3 0 0 8 1 摘要油压机上的原有液压系统存在系统复杂、元件在市场上购买不到等问题。针对这些问题，采用标准元件对油压 机的液压系统进行了重新设计。改进后的新系统相对简单，能够完成油压机所要求的功能，且运行 良好。 关键词标准化；液压系统；改造 中图分类号 T H1 3 7 ． 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 1 0 1 6 21 某企业 的 4 M N油 压机是 使用 了 2 0多年 的老 旧 设备。原设备经过长期使用，需进行整体大修。设备 的机械结构 比较简单 ，设备 的液压 系统故 障率高 。为 此 ，作者根据原设备的使用 工况进行 了液压系统 的改 进 。 1 原设备存在的问题 首先，原有系统较为复杂 ，设计使用的阀块就分 为 3 个 ，且 3个阀块的安装是采用的3个阀块叠加的 方式 。并且原系统 中没有设 置适 当的压力检测点 。一 旦系统出现故障，不利于故障点的查找和故障原因的 分析 。 其 次 ，由于使用时 间长 ，系统 中元件 内部 的磨损 已经很大，控制阀中的密封已经严重老化，无法继续 使用下去，必须进行更换。但是原系统采用的都是国 产老式液压元件，这些元件 目前的市场 占有率很低， 如果设备再出现故障时 ，要在市场上购买同型号的元 件存在一定的困难。 第三 ，系统中使用的关键元件之一充液阀是 原设备生产厂家根据设备需要 自行设计生产的特殊元 件 ，已经无法在市场上购买到。 因此 ，设备系统的现状使 得直接进行元件更换 以 延长设备使用寿命这一整改措施的实施存在很 大的困 难 。 2液压系统改进 原液压系统 的工作原理 图如图 1 所示 。系统要完 成的主要功能是油缸活塞快速下降 快进 ；油缸 活塞慢速下降 工进 ，即开始压制工件；油缸活塞 停止动作 ，处 于压制工件 的保压状态 ；油缸活塞快速 上升 。根据该油压机压制工件的工 序要求 ，对液压系 统进行 了重新设 计 ，新 系 统 的液压 原理 图如 图 2所 示 卜一吸油 过滤 器 2 一 电机 3 一 泵 4 、1 6 一 电磁 换 向 阀 5 、1 I 、1 7 一 节流 阀 6、1 4 一 溢流 阀 7 一 压 力表 开关 8 一 压 力表 9 _ 一电液换向阀 l o - - 液控 单 向阀 1 2 、1 卜 单 向 阀 1 s 一顺序 阀 1 油缸 1 充液 阀 2 O 一截 止 阀 2 1 一 充 液罐 图 1 改造前的系统原理图 l 一 吸油过 滤 器 2 一 电机 卜泵 4 _ -电磁溢 流 阀 卜 压力 表 开 关 6 - -压力 表 7 _ 电液 换 向阀 8 _ _ 双 向液控 单 向 阀 9 _ _ 双 向单 向 节 流 阀 l o _ _电磁 换 向 阀 1 1 -- 节 流 阀 l 2 一 测压 接 头 l 3 一 油缸 1 4 m 充液 阀 1 er ．．- -- 截止 阀 l 6 一 充液 罐 图2 改造后的系统原理图 下转第 1 4 9页 收稿 日期 2 0 1 1 0 5 0 4 作者简介李远慧 1 9 7 5 一 ，女 ，硕士，讲 师，主要研究 方向为机 一电 一液 一体化 系统设计与 仿真、智 能控制。 E ma i l l i y u a n hu i wu s t ．e d u ．c n。 第 1 0期 邢峰 等模糊 P I D控制仿真与实验研究 1 4 9 图 3 实验平 台 利用激振器给板件施加持续的激励信号，在线调 整控制参数 ，对板件 的振动进行主动控制 ，压 电传感 器可以测量到控制前后振动的典型时域波形如图4所 不 。 图4 控制前后的振动时域波形 从实验结果可 以看 出控制前板件振动的 幅值在 0 ． 2 2左右 ，施加 控制 后 振动 幅值 减 小到 0 ． 1 6左 右 ， 对板件施加控制时 的振动 幅值较未施加控制时减小 了 约3 0 ％，板件振动明显减弱。证 明所建立 的控制系 统，对于时变 、不确定的持续激振，仍然可以达到很 好的控制效果 。 4 结束语 建立了模糊控制规则和仿真模型，并搭建实验平 台进行了主动控制实验研究。从仿真和实验结果可以 看出模糊 自适应整定 P I D控制具有较好的动态响应 特性和稳态特性，同步精度高；并且有较好的抗干扰 性能 ，当工况发生变 化时 ，此方 法有较 好 的鲁 棒性 ， 适用 于非线性 、时变 的不确定复杂系统 。 参考文献 【 1 】章卫国， 杨向忠． 模糊控制理论与应用[ M] ． 西安 西北 工业大学 出版社 ， 1 9 9 9 ． 【 2 】韦巍． 智能控制技术[ M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 4 ． 【 3 】 张恩勤， 施颂椒． 一类基于 P I D控制的新型模糊控制方 法[ J ] ． 上海交通大学学报， 2 0 0 0 ， 3 4 5 6 3 0 6 3 4 ． 【 4 】Z H A N G Y o u p i n g ， I O A N N O U P e t r o s ． A N e w L i n e a r A d a p t i v e C o n t r o l l e r D e s i g n ， A n a l y s i s a n d P e rf o r m a n c e [ J ] ． I E E E T r a n s ． O n A u t o C o n t r o l ， 2 0 0 0， 4 5 5 8 8 39 7 ． 【 5 】赵长安． 控制系统设计手册 上 [ M] ． 北京 国防工业 出版社 ， 1 9 9 1 ． 【 6 】 张建雄， 孙宝元， 王红艳． 基于压电陶瓷驱动器 P Z T 驱 动的二维微动工作台系统及控制方法的研究 [ J ] ． 机床 与液压， 2 0 0 6 7 1 11 2 ． 上接 第 1 6 2页 新 的液压系统 阀件采用 的是 目前 比较通用 的上海 立新 的产 品。系统 中 的几个 控制 元 件 电液换 向阀 7 、双 向液控单 向阀 8 、双单 向节流 阀 9 ，采用 的是 叠 加安装方式 ，简化 了油路块设计 的复杂度 。所有的阀 件均安装在一个油路块上 。同时 ，在与油缸的两个油 腔相 接的管路中均设 置有 测压点 ，便 于系统发 生故 障 时查找故障原因。此外 ，所使用的充液阀选用了朝田 公司的标准件 。 新系统的工作过程如下 1 油 缸 活 塞 快 速 下 降 快 进 。进 油 路 泵 3 一 电液换 向阀 7左位一 液控 单 向阀 8 一 单 向节流 阀 9 一油缸 1 3的无杆腔 ；同时 ，充液罐 1 6通过充液 阀 l 4向油 缸 l 3的无杆 腔补 油 ；回油路 油 缸 1 3的 有杆腔一单向节流阀9 一液控单向阀 8 一 电液换向阀 7左位一油箱 。 2 油缸 活塞慢速下 降 工进 。进油路 泵 3 一电液换向阀7左位一液控单向阀 8 一单向节流阀 9 一油缸 1 3的无杆 腔 ；回油路 油缸 1 3的有杆腔一单 向节流阀9 一液控单向阀 8 一电液换向阀 7左位一油 箱。 3 压制工件保压状态。电液换 向阀 7的两个 电磁铁均断 电。 4 油缸活塞快速上升 。 首先是油缸 1 3无杆 腔 中的高压 油通过 电磁换 向 阀 1 0 、节流 阀 1 1回油箱 ，然 后 ，电液换 向阀 7右边 电磁铁得 电。 进油路 泵 3 一 电液换 向阀 7右位一液 控单 向阀 8 一单向节流阀9 一油缸 l 3的有杆腔；回油路 油缸 1 3无杆腔一单向节流阀9 一液控单向阀 8 一电液换向 阀7右位一油箱；同时，充液阀 1 4打开，油缸 1 3 无 杆腔 中油通过充液 阀 1 4进入充 液罐 1 6中。 3结 束语 相比较旧的系统 ，新的液压系统管路较少，装配 相对 简单 ，选用 的液压元件都是标准件 ，可 以在市场 上购买到。系统在投入使用后 ，运行情况良好。在设 备液压系统运行出现问题时，通过测压点能够准确了 解油缸两腔的压力变化，使故障的排除更容易。 参考文献 【 1 】陈奎生． 液压传动 [ M] ． 武汉 武汉理工大学出版社， 2 0 01 ． 【 2 】罗生梅， 龙云． 6 0 MN油压机液压系统故障分析与改造 [ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 9 ， 3 7 1 1 2 5 62 5 7 ．