直驅(qū)式電液伺服裝置油源及系統(tǒng)性能的研究
發(fā)布時間:2020-05-17 12:24
【摘要】: 直驅(qū)式容積控制(DDVC)電液伺服系統(tǒng)是近些年研究發(fā)展起來的一種新型的容積調(diào)速電液伺服系統(tǒng),具有交流伺服電動機控制的靈活性和液壓大出力的雙重優(yōu)點?煽啃愿、節(jié)能高效、操作與控制簡單、小型集成化等優(yōu)勢使系統(tǒng)已在多個領(lǐng)域的裝置上獲得應(yīng)用并取得較大的經(jīng)濟效益。被認為是液壓控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一。 國外尤其是美國和日本等國對新型系統(tǒng)的研究已趨于成熟,應(yīng)用越來越廣泛。本課題的主要任務(wù)是針對六自由度運動臺的要求而進行單通道電液伺服裝置的研究,對電液伺服驅(qū)動裝置進行設(shè)計加工包括集成閥塊、密閉油罐及其連接部件等,并對系統(tǒng)進行試驗研究。 本文主要針對系統(tǒng)工作過程中的補油問題進行了一定的研究,并設(shè)計制造了相應(yīng)的補油閥和密閉油罐,在理論分析和試驗的基礎(chǔ)上,對其參數(shù)與性能進行了優(yōu)化,從而最終得到了理想的設(shè)計參數(shù),經(jīng)試驗研究,可以滿足系統(tǒng)工作的需要,使得噪音與爬行問題得到了很好的解決。 本文對直驅(qū)式電液伺服裝置在閉環(huán)下進行了試驗研究,檢驗了系統(tǒng)的性能是否滿足了設(shè)計要求,為進一步改善系統(tǒng)的動態(tài)特性提供了理論基礎(chǔ)。此外,實際應(yīng)用中還須采取措施減少或避免外界因素對系統(tǒng)性能造成的不利影響。
【圖文】:
1.2 傳統(tǒng)的電液伺服系統(tǒng)綜述及研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的電液伺服系統(tǒng)主要由電子電氣元件、電液伺服閥、液壓執(zhí)行元件、反饋檢測元件和控制對象組成, 其系統(tǒng)方框圖如圖1-1 所示。圖 1-1 電液伺服系統(tǒng)Fig.1-1 Electrohydraulic servo system在電液伺服系統(tǒng)中,偏差信號的檢測、校正和初始放大等均采用電氣、電子元件實現(xiàn)。他們具有很大的靈活性,對信號的測量、校正、放大都比較方便。而液壓動力元件響應(yīng)速度快、抗負載剛性大。兩者相結(jié)合,使電液伺服系統(tǒng)具有很大的靈活性和廣泛的適應(yīng)性。電液伺服系統(tǒng)與計算機相結(jié)合,可以充分的運用計算機的信息處理能力,使系統(tǒng)具有更復(fù)雜的功能和更廣泛的適應(yīng)性。傳統(tǒng)電液伺服系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、控制精度高、輸出功率大的控制優(yōu)點。但是, 電液伺服系統(tǒng)也具有以下固有缺陷[5]:1.伺服系統(tǒng)對油液污染特別敏感。電液伺服閥的動態(tài)間隙僅為0.5~5μm,研究表明, 大于動態(tài)間隙微粒的進入是電液伺服閥磨損的根本原因, 也是導致電液伺服閥發(fā)生故障的最主要原因, 這將導致電液伺服系統(tǒng)工作可靠性和穩(wěn)定性的降低。因此必須強化和完善過濾技術(shù), 提高液壓油的清潔度, 相應(yīng)地也提高了電液伺服系統(tǒng)的成本, 增大了系統(tǒng)的體積和復(fù)雜程度;2.電液伺服系統(tǒng)需要一套泵站系統(tǒng)提供恒壓油源。因此增大了系統(tǒng)的體積、復(fù)雜程度和成本, 限制了其在汽車、輪船等安裝空間小的特殊應(yīng)用部門的更廣泛應(yīng)用;3.電液伺服系統(tǒng)的伺服閥提供的負載壓力最大只有油源壓力的2/3, 系統(tǒng)能量浪費嚴重;4.由于電液伺服系統(tǒng)效率低, 使系統(tǒng)液壓油溫度升高, 從而系統(tǒng)需配備冷卻裝置, 導致系統(tǒng)體積增大和復(fù)雜化, 成本增高。5.伺服閥加工精度高
針對傳統(tǒng)有閥電液伺服系統(tǒng)的這些缺點,結(jié)合交流伺服電機的調(diào)速技術(shù),國內(nèi)外在近十年內(nèi),發(fā)展了這種新型的電液伺服系統(tǒng)—直驅(qū)式電液伺服系統(tǒng)。直驅(qū)式電液伺服系統(tǒng)的原理圖如圖 1-2 所示。計算機發(fā)出控制信號給交流伺服控制器控制交流伺服電動機,交流伺服電動機驅(qū)動液壓定量泵產(chǎn)生一定流量和壓力的液壓油,產(chǎn)生的液壓油通過油路最終驅(qū)動液壓缸。傳感器把液壓缸的位置信號采集回來輸入到計算機控制系統(tǒng)使系統(tǒng)成為閉環(huán)控制系統(tǒng),以實現(xiàn)對油缸的位置控制。交流伺服電動機可以直接實現(xiàn)變速,變向和限轉(zhuǎn)矩的伺服動作。由原理圖可知,直接驅(qū)動式電液伺服系統(tǒng)采用的是一種閉式回路;钊麠U伸出時,油缸下腔進壓力油,上腔的油直接進入油泵。因為下腔容積大于上腔,下腔不足的油通過單向閥從油箱補油到油泵入口。反之,活塞桿縮入時,油泵反轉(zhuǎn)
【學位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2007
【分類號】:TH137
本文編號:2668545
【圖文】:
1.2 傳統(tǒng)的電液伺服系統(tǒng)綜述及研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的電液伺服系統(tǒng)主要由電子電氣元件、電液伺服閥、液壓執(zhí)行元件、反饋檢測元件和控制對象組成, 其系統(tǒng)方框圖如圖1-1 所示。圖 1-1 電液伺服系統(tǒng)Fig.1-1 Electrohydraulic servo system在電液伺服系統(tǒng)中,偏差信號的檢測、校正和初始放大等均采用電氣、電子元件實現(xiàn)。他們具有很大的靈活性,對信號的測量、校正、放大都比較方便。而液壓動力元件響應(yīng)速度快、抗負載剛性大。兩者相結(jié)合,使電液伺服系統(tǒng)具有很大的靈活性和廣泛的適應(yīng)性。電液伺服系統(tǒng)與計算機相結(jié)合,可以充分的運用計算機的信息處理能力,使系統(tǒng)具有更復(fù)雜的功能和更廣泛的適應(yīng)性。傳統(tǒng)電液伺服系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、控制精度高、輸出功率大的控制優(yōu)點。但是, 電液伺服系統(tǒng)也具有以下固有缺陷[5]:1.伺服系統(tǒng)對油液污染特別敏感。電液伺服閥的動態(tài)間隙僅為0.5~5μm,研究表明, 大于動態(tài)間隙微粒的進入是電液伺服閥磨損的根本原因, 也是導致電液伺服閥發(fā)生故障的最主要原因, 這將導致電液伺服系統(tǒng)工作可靠性和穩(wěn)定性的降低。因此必須強化和完善過濾技術(shù), 提高液壓油的清潔度, 相應(yīng)地也提高了電液伺服系統(tǒng)的成本, 增大了系統(tǒng)的體積和復(fù)雜程度;2.電液伺服系統(tǒng)需要一套泵站系統(tǒng)提供恒壓油源。因此增大了系統(tǒng)的體積、復(fù)雜程度和成本, 限制了其在汽車、輪船等安裝空間小的特殊應(yīng)用部門的更廣泛應(yīng)用;3.電液伺服系統(tǒng)的伺服閥提供的負載壓力最大只有油源壓力的2/3, 系統(tǒng)能量浪費嚴重;4.由于電液伺服系統(tǒng)效率低, 使系統(tǒng)液壓油溫度升高, 從而系統(tǒng)需配備冷卻裝置, 導致系統(tǒng)體積增大和復(fù)雜化, 成本增高。5.伺服閥加工精度高
針對傳統(tǒng)有閥電液伺服系統(tǒng)的這些缺點,結(jié)合交流伺服電機的調(diào)速技術(shù),國內(nèi)外在近十年內(nèi),發(fā)展了這種新型的電液伺服系統(tǒng)—直驅(qū)式電液伺服系統(tǒng)。直驅(qū)式電液伺服系統(tǒng)的原理圖如圖 1-2 所示。計算機發(fā)出控制信號給交流伺服控制器控制交流伺服電動機,交流伺服電動機驅(qū)動液壓定量泵產(chǎn)生一定流量和壓力的液壓油,產(chǎn)生的液壓油通過油路最終驅(qū)動液壓缸。傳感器把液壓缸的位置信號采集回來輸入到計算機控制系統(tǒng)使系統(tǒng)成為閉環(huán)控制系統(tǒng),以實現(xiàn)對油缸的位置控制。交流伺服電動機可以直接實現(xiàn)變速,變向和限轉(zhuǎn)矩的伺服動作。由原理圖可知,直接驅(qū)動式電液伺服系統(tǒng)采用的是一種閉式回路;钊麠U伸出時,油缸下腔進壓力油,上腔的油直接進入油泵。因為下腔容積大于上腔,下腔不足的油通過單向閥從油箱補油到油泵入口。反之,活塞桿縮入時,油泵反轉(zhuǎn)
【學位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2007
【分類號】:TH137
【引證文獻】
相關(guān)期刊論文 前1條
1 李閣強;王漢杰;許宏光;劉慶和;;密閉壓力油罐補油性能研究[J];機械設(shè)計與制造;2011年09期
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1 冼燦標;直驅(qū)泵控伺服液壓機動態(tài)特性與節(jié)能機理研究[D];廣東工業(yè)大學;2012年
2 張楷彭;工業(yè)閥門用新型液動執(zhí)行器的研究[D];西南交通大學;2013年
,本文編號:2668545
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