矯直機(jī)的設(shè)計(jì)

1、液壓控制系統(tǒng)結(jié)業(yè)論文目錄第一章 緒論- 1 -1.1課題研究的背景和意義- 1 -1.1.1金屬板材矯直技術(shù)概況- 1 -1.1.2平行多輥薄板矯直機(jī)國(guó)內(nèi)外概況- 2 -1.1.3國(guó)內(nèi)外實(shí)際生產(chǎn)中矯直技術(shù)概況舉例- 3 -1.1.4課題研究的提出及意義- 4 -1.2本課題的研究?jī)?nèi)容- 4 -第二章 液壓矯直機(jī)的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成- 5 -2.1 矯直原理- 5 -2.2液壓矯直機(jī)的設(shè)備機(jī)構(gòu)及用途概述- 5 -2.2.1矯直機(jī)本體- 5 -2.2.2換輥裝置- 8 -2.2.3主傳動(dòng)裝置- 8 -2.3液壓矯直機(jī)的液壓伺服控制系統(tǒng)設(shè)備- 9 -2.3.1液壓泵站- 9 -2.3.2主AGC液壓

2、缸- 9 -2.3.3液壓伺服閥臺(tái)- 9 -2.4液壓矯直機(jī)電氣控制系統(tǒng)- 10 -2.4.1電氣控制系統(tǒng)的方案- 10 -2.4.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能- 10 -2.5本章小結(jié)- 10 -第三章計(jì)算元件的參數(shù)和選型- 11 -3.1選擇系統(tǒng)供油壓力- 11 -3.2求液壓缸相關(guān)參數(shù)- 11 -3.3確定伺服閥規(guī)格- 13 -3.4 液壓泵計(jì)算及選型液壓泵的選擇- 14 -3.5 電動(dòng)機(jī)計(jì)算及選型- 15 -3.6油管的計(jì)算- 16 -3.6.1直徑的計(jì)算- 16 -3.6.2壁厚的計(jì)算- 16 -3.7油箱計(jì)算及選型- 17 -3.7.1油箱的選型- 17 -3.7.2 熱平衡計(jì)算- 17

3、-3.8壓力傳感器選型- 18 -第四章 液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 19 -4.1 擬定系統(tǒng)原理圖- 19 -4.2電液伺服閥傳遞函數(shù)- 19 -4.3液壓缸傳遞函數(shù)- 19 -4.4 確定閉環(huán)函數(shù)的傳遞函數(shù)及建立數(shù)學(xué)模型- 20 -4.5 繪制系統(tǒng)開環(huán)伯德圖并根據(jù)穩(wěn)定性確定開環(huán)增益- 21 -4.6 求閉環(huán)系統(tǒng)的頻寬- 22 -第五章 結(jié)論與展望- 24 -5.1 論文總結(jié)- 24 -5.2 存在問題及工作展望- 24 -參考文獻(xiàn)- 26 -對(duì)本課程的意見- 27 -第一章 緒論1.1課題研究的背景和意義1.1.1金屬板材矯直技術(shù)概況隨著我國(guó)板材生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各廠家日益認(rèn)識(shí)到板形在生產(chǎn)與市場(chǎng)

4、銷售中的重要性。不良板形的外部表現(xiàn)是板材上常見的中心波浪、邊浪、瓢曲、扭曲、鐮刀彎或局部鼓包等。板材的不良板形實(shí)際上在連續(xù)鑄軋過程中就已經(jīng)產(chǎn)生了，連續(xù)鑄軋的溫度、輥形、壓下、冷卻水溫、水壓等因素都可能在鑄軋板坯中引起不均勻內(nèi)應(yīng)力，而最終導(dǎo)致板形缺陷。若將板帶看作由無(wú)數(shù)條縱向金屬纖維連結(jié)而成的材料，則不良板形材料中內(nèi)應(yīng)力的出現(xiàn)，正是因相鄰纖維間存在長(zhǎng)度差之故。由于鄰近纖維間的相互制約，長(zhǎng)纖維受壓應(yīng)力，短纖維受拉應(yīng)力。因此，板帶橫向厚度差與板形有著密切的關(guān)系。橫向厚差大的板帶，一般板形都不好，但因只需幾微米的橫向厚差即可造成明顯的板形缺陷。因此，有些橫向厚差很小的材料，板形也完全有可能不符合要求1

5、2。隨著民用消費(fèi)類產(chǎn)品需求不斷增加，市場(chǎng)對(duì)薄板需求也大幅度提升。而薄板往往加工成卷板，這樣便于材料運(yùn)輸。購(gòu)買卷材替代板材作為原材料，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)卷料按照要求進(jìn)行加工不僅能夠降低原材料的成本，還能提高利用率。而卷板材生產(chǎn)和運(yùn)輸時(shí)易產(chǎn)生彎曲、翹曲、扭曲、波浪形屈曲，這些變形如果得不到及時(shí)有效的矯正，將嚴(yán)重影響著產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量的提高，尤其是本身作為工具的高精密儀器儀表和刀具，它們對(duì)用材平整度要求極其苛刻。目前，控制手段良好的冷軋機(jī)，在冷軋過程中能部分的改善不良板形，但卻不可能徹底消除。而有些冷軋機(jī)比較落后，生產(chǎn)過程完全由人工操作，因此，在改善板形方面存在不少困難。矯直技術(shù)多用于金屬板材加工的后部工序，尤

6、其是精整矯直是從根本上改善板形的最終工序，決定了產(chǎn)、成品的最終質(zhì)量水平34。矯直工序由各種矯直機(jī)來(lái)完成，現(xiàn)在正在應(yīng)用的矯直機(jī)按工作原理不同劃分為五大類:復(fù)彎曲式矯直機(jī)，如壓力矯直機(jī)及輥式矯直機(jī)，他們是靠壓頭或輥?zhàn)釉谕粋€(gè)平面內(nèi)對(duì)工件進(jìn)行反復(fù)壓彎并逐漸減小壓彎量，直到壓彎量與彈復(fù)量相等而變直。旋轉(zhuǎn)彎曲式矯直機(jī)，是工件在塑性彎曲狀態(tài)下以旋轉(zhuǎn)變形方式從大的彎矩區(qū)向小的等彎矩區(qū)過渡，在走出塑性區(qū)時(shí)彈復(fù)變直。旋轉(zhuǎn)者可以是工件，也可以是變形方位。如常見的斜輥矯直機(jī)，轉(zhuǎn)毅式矯直機(jī)及平動(dòng)式矯直機(jī)。拉伸矯直機(jī)，它依靠拉伸變形把原來(lái)長(zhǎng)短不一的縱向纖維拉成等長(zhǎng)度并進(jìn)入塑性變形后經(jīng)卸載及彈復(fù)而變直，如鉗式拉伸矯直機(jī)及

7、連續(xù)拉伸矯直機(jī)。拉彎矯直機(jī)，他是把拉伸與彎曲變形合成起來(lái)使工件兩個(gè)表層的較大拉伸及全截面的拉伸變形三者不在同一時(shí)間發(fā)生，全斷面各層纖維的彈復(fù)變形也不是同時(shí)發(fā)生的，既防止了板帶的斷裂，又提高了矯直質(zhì)量。拉胚矯直機(jī)，它是在拉動(dòng)連鑄胚下行的同時(shí)使鑄胚的弧形彎曲漸伸變直。對(duì)于1一3mm的金屬薄板，平行多輥矯直機(jī)應(yīng)用最廣，技術(shù)也最成熟。這種矯直機(jī)克服了普通壓力矯直機(jī)斷續(xù)工作的特點(diǎn)，成倍地提高了矯直效率，使矯直工序得以進(jìn)入連續(xù)生產(chǎn)線，而且可以達(dá)到很高的矯直精度。1.1.2平行多輥薄板矯直機(jī)國(guó)內(nèi)外概況平行多輥薄板矯直機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展很不平衡，國(guó)內(nèi)基本上還停留在傳統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)及機(jī)械傳動(dòng)方式，位置精度只有士0.sm

8、m，而國(guó)外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)電液自動(dòng)控制，位置精度已經(jīng)達(dá)到0.lmm，且有良好的人機(jī)界面，便于現(xiàn)場(chǎng)工程師操作。在中國(guó)銷售高精度薄板矯直機(jī)的海外公司主要有三家，瑞士海莫樂公司、臺(tái)灣雙郁機(jī)械公司和美國(guó)的IO認(rèn)rA精密工業(yè)公司，后兩家公司矯直機(jī)都作為卷板材加工流水線工序設(shè)備，而瑞士海莫樂公司作為專業(yè)矯直機(jī)制造公司，性能最好。它采用液壓系統(tǒng)來(lái)控制矯直機(jī)的輥縫，公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、建筑玻璃、精密儀器儀表和工具等領(lǐng)域。這三家的矯直機(jī)都能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)值控制(CNC)，而且海莫樂公司矯直機(jī)能自動(dòng)感應(yīng)壓應(yīng)力，采用雙閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了智能化，但價(jià)格不扉，一臺(tái)20一30萬(wàn)美金。國(guó)內(nèi)的情況是:北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所

9、機(jī)器人工程中心開發(fā)的一套開卷、矯平、剪切、堆垛生產(chǎn)線技術(shù)中，矯平機(jī)能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)值控制(CNC)，但矯直機(jī)的間隙調(diào)整由標(biāo)尺指示，并沒有采用閉環(huán)控制，所以位置控制精度僅有士0.5。生產(chǎn)制造公司有國(guó)營(yíng)西北機(jī)器廠、富地機(jī)械、山東省淄博市桓臺(tái)齊光鍛壓機(jī)床廠、無(wú)錫梅里精品機(jī)械和湖北重型機(jī)器集團(tuán)，前后輥縫間距全部采用手動(dòng)機(jī)械調(diào)節(jié)，位置精度僅依靠蝸輪控制。所以產(chǎn)品的矯直精度不高，不能應(yīng)用在精矯工序。由湖北重型集團(tuán)有限公司同華中理工大學(xué)威奇數(shù)控公司合作開發(fā)的輥式板材矯直機(jī)系列，經(jīng)過近年的完善和發(fā)展，在理論上和實(shí)踐上形成了較成熟的體系。結(jié)構(gòu)上，采用機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)相結(jié)合的方案，并重點(diǎn)加入了液壓墊這一專利技術(shù)，

10、使得設(shè)備結(jié)構(gòu)更為緊湊，精度高，噪聲低。控制方便，不僅提供了良好的交互環(huán)境.而且在實(shí)時(shí)性和預(yù)警上也對(duì)液壓、機(jī)械和電氣各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了全面管理。整套控制系統(tǒng)由一臺(tái)工控機(jī)和PLC組成，矯直精度也達(dá)到了0.1mm5。1.1.3國(guó)內(nèi)外實(shí)際生產(chǎn)中矯直技術(shù)概況舉例國(guó)內(nèi)圓鋸片加工工序一般是:材料切割，利用沖床進(jìn)行齒形和穿孔加工，手工焊接，磨床表面加工，熱處理，手工矯直，包裝。因此，國(guó)內(nèi)圓鋸片生產(chǎn)效率低下，質(zhì)量只是中低檔。影響效率的一個(gè)關(guān)鍵因素是矯直工序采用手工方式，而經(jīng)驗(yàn)豐富的矯直高級(jí)技工市場(chǎng)奇缺，這也制約了國(guó)內(nèi)圓鋸片質(zhì)量的提高。圓鋸片最為重要的兩個(gè)參數(shù)是平整度和跳動(dòng)，其測(cè)量方法是圓鋸片不加張力地放置于平臺(tái)上，測(cè)

11、量鋸片的端面跳公差，單面最大公差值為跳動(dòng)，雙面最大公差值為平整度。矯直工序作為最后工序控制這兩個(gè)重要參數(shù)，但國(guó)內(nèi)多數(shù)都是手工敲擊的方式，此種矯直方式不是從機(jī)理方面改善鋸片的性能，反而大范圍的增加了局部殘余應(yīng)力。同時(shí)國(guó)內(nèi)圓鋸片用材質(zhì)量差，材質(zhì)分布不均，沖床加工留下大量局部殘余應(yīng)力，這些因素都影響著圓鋸片的質(zhì)量。國(guó)外圓鋸片基體制造的加工過程一般為，對(duì)于高質(zhì)量的鋸片基體: 預(yù)材料的矯直鋸片基體的切割鋸片基體的退火中心孔的加工鋸片基體的張緊鋸片基體的矯真外形加工鋸片基體的外形加工。而低質(zhì)量的鋸片基體，特別是小規(guī)格的鋸片基體，加工過程省略了中間環(huán)節(jié)，由鋸片基體的切割后直接進(jìn)行外形加工。從上面加工過程可以

12、看出，平面研磨工序基本取消，降低了加工成本。通過兩道矯直工序，提高了圓鋸片的平整度。通過高質(zhì)量的軋輥矯直使原材料的狀況得到平衡并達(dá)到較高的平整度。由此而得到的激光切割后的鋸片基體沒有影響不良的不平衡現(xiàn)象，并為下道工序提供良好的平整度6。最近十年來(lái)國(guó)外圓鋸制造行業(yè)出現(xiàn)了三個(gè)顯著的特點(diǎn):l、專用材料，即冷軋和硬度處理后的初加工材料不斷增加;2、激光切割板材，齒形和穿孔加工，減少材料的延伸;3、手工矯平越來(lái)越為軋輥矯直取代。這三個(gè)方面的發(fā)展為圓鋸片的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)提供了可能性。另外，還有助于圓鋸片的質(zhì)量改善、提高生產(chǎn)靈活性以及迅速適應(yīng)市場(chǎng)需求的能力。圓鋸片制造工業(yè)近期和較長(zhǎng)時(shí)期發(fā)展趨勢(shì)是:1、在不妨礙靈活

13、性的情況下，提高生產(chǎn)方式的自動(dòng)化程度;2、提高加工深度;3、在大直徑范圍和圓鋸片裝配中采用機(jī)械矯直;4、改善預(yù)應(yīng)力的施加和測(cè)量。1.1.4課題研究的提出及意義通過對(duì)材料平整工業(yè)的分析，可知平行輥矯直機(jī)在材料加工方面應(yīng)用廣泛，但從國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀可以看出，高精度的液壓多輥薄板矯直機(jī)(位置精度0.巧mm以下)國(guó)內(nèi)還相當(dāng)缺乏?；诟邫n鋸片基體(平整度<0.10，跳動(dòng)<0.05)實(shí)際生產(chǎn)的需要，研制了高精度液壓矯直機(jī)。本課題以液壓矯直機(jī)的控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，它具有重要的工程意義。對(duì)于液壓伺服控制系統(tǒng)，有很多先進(jìn)的控制算法，但是大部分都停留在計(jì)算機(jī)仿真階段，真正應(yīng)用在實(shí)踐中并取得良好控制效果的還是以

14、PID為主。本課題利用矯直機(jī)一實(shí)際產(chǎn)品作為研究對(duì)象，通過計(jì)算機(jī)對(duì)該矯直機(jī)的位置控制系統(tǒng)進(jìn)行可行性分析，拓寬了電液伺服控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)其它相關(guān)課題的研究具有一定的參考價(jià)值。1.2本課題的研究?jī)?nèi)容液壓矯直機(jī)電液控制系統(tǒng)包括壓下位置控制系統(tǒng)(輥縫控制系統(tǒng))和送料速度控制系統(tǒng)，而送料速度控制系統(tǒng)其精度不作要求，因此本課題研究的重點(diǎn)是液壓矯直機(jī)位置控制系統(tǒng)。前面介紹的海莫樂公司的矯直機(jī)綜合位置精度達(dá)到0.Ilnm，由于系統(tǒng)本身存在多種不可補(bǔ)償?shù)恼`差因素，所以允許的控制誤差范圍是很小的，尤其在國(guó)內(nèi)機(jī)械加工裝配的條件限制下，要達(dá)到海莫樂公司矯直機(jī)同樣的精度，就需要對(duì)實(shí)際位置控制系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，選取合

15、理元件組成系統(tǒng)，并采用最適合實(shí)際位置控制系統(tǒng)的液壓伺服控制策略。本課題研究的內(nèi)容是高精度液壓矯直機(jī)電液伺服控制系統(tǒng)，主要包括:液壓矯直機(jī)的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成計(jì)算元件的參數(shù)和選型液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)第二章 液壓矯直機(jī)的工作原理和系統(tǒng)構(gòu)成 2.1 矯直原理液壓矯直機(jī)矯直原理：金屬材料不管其原始彎曲程度有多大差別，但是在較大彈塑性彎曲條件下，其在彈性回復(fù)后殘余彎曲程度差別會(huì)明顯減小，甚至?xí)呄蛞恢隆ｋS著壓彎程度的降低，殘余彎曲會(huì)趨于零值，從而達(dá)到矯直目的。輥式矯直機(jī)的工作原理就是：在矯直輥壓下力的作用下，使板帶材發(fā)生彈塑性變形，當(dāng)消除矯直力，板帶材彈復(fù)后，一部分的原始曲率減少了。剩余的曲率則作為下一個(gè)矯

16、直輥的原始曲率，經(jīng)過多個(gè)矯直輥的作用，剩余曲率逐漸減小、最后使板帶趨于平直18。由于鋼板中性層的金屬不發(fā)生屈服變形，因此整個(gè)鋼板不可能產(chǎn)生固定的延伸。當(dāng)鋼板在寬度方向上某些區(qū)域以一個(gè)較小的半徑發(fā)生彎曲時(shí)，就會(huì)使長(zhǎng)度較短或繃得較緊的部分延伸，如圖2.1所示。這些地方的延伸僅限于鋼帶外層金屬，也是和拉伸矯直的不同之處，最終鋼板達(dá)到較高的平直度，形成的殘余應(yīng)力可以在進(jìn)一步彎曲或剪切時(shí)被消除19。圖2.1 方鋼坯連鑄機(jī)工作示意圖2.2液壓矯直機(jī)的設(shè)備機(jī)構(gòu)及用途概述液壓矯直機(jī)由矯直機(jī)本體、換輥裝置、主傳動(dòng)裝置三大部分組成。2.2.1矯直機(jī)本體矯直機(jī)本體由預(yù)應(yīng)力機(jī)架、液壓壓下裝置、平衡裝置、輥系、接軸托架

17、裝置、機(jī)架輥裝置、液壓彈簧卡緊裝置、平臺(tái)及梯子等部分組成。主體的機(jī)械機(jī)構(gòu)如圖2.2所示。圖2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)（1）預(yù)應(yīng)力機(jī)架機(jī)架采用預(yù)應(yīng)力框架焊接結(jié)構(gòu)。由兩個(gè)上橫梁、兩個(gè)中間框架、底座、四根預(yù)緊螺桿、八個(gè)螺母（四個(gè)液壓螺母）組成。機(jī)架的裝配是通過超高壓油泵給壓力油，使四個(gè)拉緊螺桿受拉產(chǎn)生伸長(zhǎng)，通過墊片填充液壓螺母與上部橫梁之間的空隙，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)架的組裝和預(yù)緊。在矯正時(shí)可抵消機(jī)架的變形量。具有機(jī)架的剛度系數(shù)要比普通機(jī)架的剛度系統(tǒng)大、重量輕、加工和安裝運(yùn)輸比較方便等特點(diǎn)。（2）液壓壓下裝置液壓壓下裝置采用四個(gè)帶位移傳感器的液壓缸實(shí)現(xiàn)壓下、抬起動(dòng)作。壓下機(jī)構(gòu)的作用是用于調(diào)整上排矯直輥位置，達(dá)到矯直不同

18、厚度鋼板輥縫的調(diào)整要求；通過入口側(cè)兩壓下缸和出口側(cè)兩壓下缸的單獨(dú)和同步調(diào)整，實(shí)現(xiàn)上輥系沿矯直方向向前或向后傾動(dòng)及整體平行上下移動(dòng)，同時(shí)通過左右兩側(cè)壓下缸的單獨(dú)調(diào)整實(shí)現(xiàn)輥系的左右傾動(dòng)功能。傾動(dòng)可在過鋼或非過鋼下進(jìn)行。通過壓下缸位移傳感器顯示矯直輥的開口度大小以及傾動(dòng)量2122。壓下裝置還帶有彎輥機(jī)構(gòu)，由兩個(gè)上壓力框架通過三個(gè)聯(lián)接軸、推力架和彎輥缸組成，可以實(shí)現(xiàn)上矯直輥的預(yù)彎。壓下裝置的另一個(gè)作用是實(shí)現(xiàn)快速松卡功能。在正常工作時(shí)，壓下缸充滿壓力，此時(shí)，單向閥關(guān)閉，油路是鎖死的。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，由電接點(diǎn)壓力表自動(dòng)給出信號(hào)或人工給出信號(hào)，打開單向閥卸油，使壓下缸快速抬升23。在平衡裝置的作用下，矯直輥上

19、抬，這樣可以迅速處理卡住的鋼板，同時(shí)可以起到保護(hù)設(shè)備的功能。（3）平衡裝置平衡裝置是由固定在機(jī)架上的四個(gè)液壓平衡缸組成。平衡裝置的作用是平衡上輥系和上壓力框架裝置的重量，使上輥系和上壓力框架跟隨壓下缸一同上下移動(dòng)，并消除壓下缸與上壓力框架在矯直力方向上的間隙。（4）輥系輥系由矯直輥、支承輥、上、下輥盒等組成，輥系結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。圖2.3 棍系結(jié)構(gòu)圖為提高邊輥的剛度，在邊輥下設(shè)置了支承輥，并增設(shè)了邊輥升降裝置，用以調(diào)整邊輥升降量。 矯直輥上下矯直輥裝置是進(jìn)行板材矯正的主要部件，上下矯直輥交錯(cuò)排列，上矯直輥軸承座固定在上輥盒上。下矯直輥的軸承座固定在機(jī)架窗口的下輥盒上。矯直輥材質(zhì)為60CrMo

20、V，輥身表面硬度HS7883（HRC5861）,輥面具有硬度高、良好的耐磨性等特點(diǎn)，并且加工精度和表面光潔度高，提高了被矯鋼板的表面質(zhì)量。軸承采用雙列向心球面滾子軸承（SKF、FAG），軸承潤(rùn)滑采用油氣潤(rùn)滑24。上、下矯直輥及邊輥采用中空通冷卻水冷卻（內(nèi)冷方式）。 支承輥邊輥設(shè)有3根支承輥，其余九根矯直輥每根輥下面（上面）均設(shè)有6根（6排）支承輥；并通過錯(cuò)位板，使支承輥軸線與矯直輥軸線錯(cuò)位，呈交錯(cuò)布置形式，增加了工作輥的穩(wěn)定性。支承輥輥身表面硬度HS7075（HRC5356），支承輥軸承采用高承載能力的雙列球面滾子軸承（SKF、FAG），軸承潤(rùn)滑采用油氣潤(rùn)滑25。 上輥系上輥系設(shè)有上輥盒、上支

21、承輥裝置和上矯直輥裝置等。在工作時(shí)，該裝置通過液壓卡緊裝置（連桿機(jī)構(gòu)）使其與上壓力框架緊緊連成一體，矯直力由上壓力框架傳遞到壓下裝置上。上輥盒底部開有多個(gè)孔，以便迅速帶走鋼板上方的熱氣流，降低支承輥軸承座的溫度。換輥時(shí)，通過液壓卡緊裝置使上輥系與上壓力框架快速脫開，以實(shí)現(xiàn)上、下輥系的整體快速換輥。 下輥系下輥系設(shè)有下支承輥裝置、下矯直輥裝置、邊輥裝置等。在工作時(shí)，該裝置座落在機(jī)架底座上，并由銷子定位。矯直力通過下輥系傳遞到機(jī)架上。下輥盒與機(jī)架底座上對(duì)應(yīng)開有多個(gè)矩形孔，以利于矯直過程中脫落的氧化鐵皮順利地落入地溝。（5）邊輥調(diào)整裝置邊輥調(diào)整裝置布置在下機(jī)架上，由液壓馬達(dá)、同步軸、螺旋千斤頂組成。

22、通過邊輥調(diào)整裝置可以實(shí)現(xiàn)邊輥的單獨(dú)垂直調(diào)整。邊輥調(diào)整量通過編碼器傳遞信號(hào)顯示。并通過限位開關(guān)控制其行程極限位置。（6）接軸托架裝置接軸托架裝置是由托架、油缸、液壓馬達(dá)、同步軸、螺旋升降機(jī)等組成。它能保證在換輥時(shí)舊矯直輥抽出后，所有的萬(wàn)向接軸得到固定，并保證新輥推入矯直機(jī)時(shí)，順利地整體插入萬(wàn)向接軸。（7）液壓卡緊裝置液壓卡緊裝置固定在壓力框架上，由液壓缸和連桿機(jī)構(gòu)等組成。液壓卡緊裝置在更換輥系時(shí)可快速脫開和卡緊，操作簡(jiǎn)單可靠、方便，為快速換輥節(jié)省了輔助時(shí)間。（8）機(jī)架輥裝置機(jī)架輥裝置位于機(jī)架進(jìn)口和出口側(cè)，布置在矯直輥與輥道之間。由兩臺(tái)減速電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，用于連接輥道和矯直機(jī)，順利導(dǎo)入、導(dǎo)出鋼板。傳

23、動(dòng)箱采用油池潤(rùn)滑。（9）左右側(cè)導(dǎo)板左右側(cè)導(dǎo)板用于保護(hù)機(jī)架，輔助導(dǎo)入導(dǎo)出鋼板。（10）平臺(tái)、梯子在矯直機(jī)本體上，安裝有檢修操作平臺(tái)和斜梯。平臺(tái)、梯子可以為矯直機(jī)檢修、安裝提供工作空間。2.2.2換輥裝置為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備在線的輥系快速更換，非傳動(dòng)側(cè)安裝有快速換輥裝置。包括萬(wàn)向接軸夾緊和機(jī)外換輥裝置。萬(wàn)向接軸夾緊采用液壓缸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)；機(jī)外換輥采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪鏈條實(shí)現(xiàn)輥系的整體移動(dòng)，換輥重量約為90t，最大單體起吊重量按50t考慮?？刂葡到y(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)切換。2.2.3主傳動(dòng)裝置主傳動(dòng)部分由主電機(jī)、安全聯(lián)軸器、減速機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪機(jī)座及萬(wàn)向接軸等組成。傳動(dòng)系統(tǒng)由兩臺(tái)650kW交流變頻電機(jī)通過安全聯(lián)軸器減速

24、機(jī)聯(lián)軸器齒輪機(jī)座萬(wàn)向接軸矯直輥裝置，使設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行。齒輪機(jī)座和減速機(jī)內(nèi)部齒形采用漸開線硬齒面齒形，齒形淬火后進(jìn)行磨齒，其優(yōu)點(diǎn)是傳遞力矩大，使用壽命長(zhǎng)。同時(shí)采用獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)潤(rùn)滑站潤(rùn)滑，電控部分與其有聯(lián)鎖信號(hào)，只有在有稀油潤(rùn)滑的前提條件下設(shè)備才能啟動(dòng)工作，防止齒輪機(jī)座和減速機(jī)在無(wú)潤(rùn)滑的情況下工作26。為了讓矯直輥軸頭能準(zhǔn)確方便地插入萬(wàn)向接軸，矯直輥端部和萬(wàn)向接軸頭部采用內(nèi)外漸開線花鍵的結(jié)構(gòu)形式。接軸采用十字型萬(wàn)向接軸，接軸的一端與矯直輥傳動(dòng)端相連，另一端與齒輪機(jī)座相連。2.3液壓矯直機(jī)的液壓伺服控制系統(tǒng)設(shè)備矯直機(jī)液壓伺服控制系統(tǒng)主要有液壓泵、AGC液壓缸及液壓伺服閥臺(tái)組成。2.3.1液壓泵站液壓站由

25、主泵裝置（軸向變量柱塞泵裝置）、循環(huán)泵裝置、蓄能器及蓄能器安全閥組、油箱及附件組成。主泵裝置有四臺(tái)，其中三臺(tái)工作一臺(tái)備用（可互換）。油箱結(jié)構(gòu)采用不銹鋼焊接方型油箱，鋼管（無(wú)縫鋼管）、管件、法蘭和接頭材質(zhì)為不銹鋼，管路采用焊接方式，在需檢修的地方采用法蘭接頭連接。工作介質(zhì)為N46抗磨液壓油。過濾精度5m，系統(tǒng)油液清潔度NAS5級(jí)27。主循環(huán)過濾系統(tǒng)油泵選擇seim產(chǎn)品，一用一備；站內(nèi)配備溫度、壓力等檢測(cè)元件，能自動(dòng)調(diào)節(jié)站內(nèi)溫度。液壓站油箱其上設(shè)有液位、液溫等控制檢測(cè)儀表。如圖2.4所示為以泵和閥為主的液壓柜。圖2.4 液壓站2.3.2主AGC液壓缸矯直機(jī)液壓伺服系統(tǒng)中采用的是四個(gè)帶位移傳感器的液

26、壓缸。位移傳感器為MTS磁尺，分辨率為0.002mm，數(shù)量4個(gè)；壓力傳感器，用來(lái)測(cè)量矯直力，矯直力測(cè)量精度0.3%，數(shù)量8個(gè)。2.3.3液壓伺服閥臺(tái)液壓伺服閥臺(tái)主要包含電液伺服閥、電磁換向閥、電磁溢流閥、減壓閥、插裝閥、閥前過濾器、蓄能器以及單向閥等。2.4液壓矯直機(jī)電氣控制系統(tǒng)2.4.1電氣控制系統(tǒng)的方案矯直機(jī)主傳動(dòng)采用交流變頻調(diào)速,其中主傳動(dòng)2臺(tái)變頻器分別控制兩臺(tái)主電機(jī)運(yùn)行，控制方式采用由光電編碼器反饋的閉環(huán)速度控制。主機(jī)傳動(dòng)既可手動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)在線速度匹配和自動(dòng)運(yùn)行。主傳動(dòng)和壓下、換輥設(shè)有聯(lián)鎖控制。PLC可編程序控制器作為基礎(chǔ)自動(dòng)化控制的核心，主要完成主傳動(dòng)、壓下、更換輥系及液壓、稀油、油

27、氣、干油泵站的邏輯控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算及PROFIBUS-DP數(shù)據(jù)交換，矯直機(jī)本體的操作、控制28。2.4.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能控制系統(tǒng)采用西門子S7-400系列PLC來(lái)完成矯直機(jī)各種邏輯控制，與其它PLC之間的通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)，與ET200之間的通訊采用profibus DP網(wǎng)絡(luò)29。矯直機(jī)邏輯控制分為生產(chǎn)狀態(tài)控制和維護(hù)狀態(tài)控制：1）生產(chǎn)狀態(tài)控制有自動(dòng)控制、半自動(dòng)控制和手動(dòng)控制三種控制模式；2）維護(hù)狀態(tài)控制主要指換輥邏輯控制，其中也包括通過各現(xiàn)場(chǎng)就地操作箱等設(shè)備進(jìn)行控制。自動(dòng)控制主要是矯直機(jī)電氣系統(tǒng)的邏輯控制，包括各機(jī)械機(jī)構(gòu)動(dòng)作的位置控制，液壓系統(tǒng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)的邏輯控制，系統(tǒng)參數(shù)和工藝參數(shù)的顯示和

28、系統(tǒng)故障報(bào)警等控制功能。半自動(dòng)控制是某些關(guān)鍵環(huán)節(jié)在人工確認(rèn)下自動(dòng)運(yùn)行。手動(dòng)控制是利用手動(dòng)操縱桿和人機(jī)界面，通過PLC系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)矯直機(jī)的生產(chǎn)和維護(hù)。2.5本章小結(jié)本章首先介紹了液壓矯直機(jī)的工作原理、壓下方案以及矯直機(jī)液壓AGC的特點(diǎn)，然后分析了液壓矯直機(jī)的設(shè)備機(jī)構(gòu)、液壓伺服控制系統(tǒng)設(shè)備及電氣控制系統(tǒng)，從而得到液壓矯直機(jī)液壓系統(tǒng)和電器控制元件組合連接，液壓壓下控制系統(tǒng)中各元件協(xié)同工作的方式，及各元件的精度對(duì)整個(gè)系統(tǒng)工作精度的影響。第三章計(jì)算元件的參數(shù)和選型3.1選擇系統(tǒng)供油壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷大小和設(shè)備類型而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工

29、作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來(lái)說(shuō)，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看出不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選得太高，對(duì)泵、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然要提高設(shè)備成本。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選得高一些。表3.1 幾類機(jī)器常用系統(tǒng)壓力設(shè)備類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械液壓機(jī)、重型機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床系統(tǒng)壓力（MPa）0.82352881010162032參考表3.1，選取此系統(tǒng)壓力=20MPa。本次設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)如表3.2所示：數(shù) 參 據(jù)數(shù)數(shù) 據(jù)IV最大校直力（kN）950調(diào)節(jié)行程（mm）400最大調(diào)節(jié)速度（

30、mm/s）50系統(tǒng)頻寬f0.7（Hz）9校直精度（mm）1.53.2求液壓缸相關(guān)參數(shù)由已知數(shù)據(jù)最大校直力，則最大負(fù)載力=工程上常用近似計(jì)算的方法確定執(zhí)行元件的主要規(guī)格尺寸和比例閥空載流量，按最大負(fù)載力確定執(zhí)行元件的規(guī)格尺寸，并限定比例閥的負(fù)載壓力，則液壓缸的有效面積為由液壓缸有效面積計(jì)算出液壓缸的內(nèi)徑D=301.27mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓缸內(nèi)徑尺寸系列，選擇D=320mm。則液壓缸的有效面積為。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第4卷活塞桿直徑計(jì)算可知：活塞桿是液壓缸傳遞力的重要零件，它承受拉力、壓力、彎曲力和振動(dòng)沖擊等多種作用力，必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版第4卷活塞桿的計(jì)算表17-6

31、-16，如圖3.1：圖3.1查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，速比為2可得活塞桿直徑 已知調(diào)節(jié)行程，選用對(duì)校直機(jī)液壓缸的工作環(huán)境分析可知：選擇常溫缸（-35°100°），對(duì)其安裝方式選擇頭法蘭固定式（TF）。分析選取液壓缸頭法蘭固定方式的UY系列液壓缸技術(shù)參數(shù)表21-6-45可知，選取長(zhǎng)度為圖3.2對(duì)上述參數(shù)的計(jì)算可以對(duì)方坯校直機(jī)液壓系統(tǒng)的液壓缸進(jìn)行選型，其具體型號(hào)：UY TF 11 320-900-400-16選擇其安裝方式選擇頭部法蘭固定式，對(duì)已選取的方坯校直機(jī)液壓系統(tǒng)的液壓缸進(jìn)行具體參數(shù)、外形及安裝尺寸方面分析如下：（1）液壓補(bǔ)償缸參數(shù)（表3.2）：表3.2 液壓補(bǔ)償缸參數(shù)液壓缸直徑D

32、/mm活塞桿直徑d/mm活塞面積/桿端承受面積/速比/工作壓力21Mpa推力/KN拉力/KN320220804.25424.1321688.92890.67（2）液壓缸外形（圖3.3）：圖3.3 頭法蘭固定式（TF）液壓缸外形尺寸（3）液壓缸外形尺寸（圖3.4）： 圖3.4 液壓缸外形尺寸3.3確定伺服閥規(guī)格動(dòng)力元件能給出的最大速度為50mm/s，則伺服閥最大空載流量為式中 負(fù)載最大速度 活塞桿腔有效面積 所以由已知的供油壓力和電液伺服閥空載流量根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版第4卷,選取伺服閥為MOOG系列的，型號(hào)為：35 具體參數(shù)如下表表3.3伺服閥參數(shù)表額定流量170額定電流40mA額定供油壓力2

33、1供油壓力范圍128線圈電阻80滯環(huán)<3壓力增益>30工作介質(zhì)MIL-H-6083工作溫度-4135°C重量0.503.4 液壓泵計(jì)算及選型液壓泵的選擇由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知：為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和使用壽命，一般在固定設(shè)備中，正常工作壓力為泵的額定壓力的80%；要求工作可靠性較高的系統(tǒng)或移動(dòng)的設(shè)備，系統(tǒng)正常工作壓力為泵的額定壓力的60%70%。分析可選取泵的額定壓力為：。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第5卷表21-5-4 各類液壓泵的主要技術(shù)參數(shù)分析，（如圖3.5所示）：圖3.5 各類液壓泵的主要技術(shù)參數(shù)對(duì)液壓泵的選擇選取雙作用葉片泵，其壓力范圍為：6.332Mpa，滿足系統(tǒng)的要求。液壓補(bǔ)

34、償缸的活塞有效面積S=804.25。通過對(duì)于液壓系統(tǒng)的最大負(fù)載速度進(jìn)行分析，由于液壓缸采用的結(jié)構(gòu)模式，其單位時(shí)間內(nèi)下降速度取 ，可以得到液壓缸單位時(shí)間排量：即液壓泵應(yīng)向液壓缸提供的最大流量為120.6L/min，若回路中的泄漏按液壓缸輸入流量的10%計(jì)算，則泵的流量應(yīng)為根據(jù)以上壓力和流量的數(shù)值查閱產(chǎn)品樣本，最后確定選取PFE-52110型柱銷式葉片泵。其圖3.6所示：圖3.6 單泵PFE*2系列技術(shù)參數(shù)若取液壓泵的容積效率，則當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速1800r/min時(shí)，液壓泵的實(shí)際輸出流量為：3.5 電動(dòng)機(jī)計(jì)算及選型液壓泵的工作壓力為25Mpa，流量為149.0L/min。取泵的總效率為，則液壓泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)

35、機(jī)所需的功率為：有機(jī)械手冊(cè)（JB/T 78402005）查得選YZRW系列機(jī)座型號(hào)280M電機(jī)。如圖3.7圖3.73.6油管的計(jì)算3.6.1直徑的計(jì)算油管內(nèi)徑主要由油液的速度確定，直徑小、流速高、壓力損失大，甚至產(chǎn)生噪聲；直徑大，占用空間大，機(jī)器重量增加，因此要合理選用管內(nèi)徑。 式中 液體流量 按推薦值選，取3.6.2壁厚的計(jì)算 受拉伸接薄壁筒公式計(jì)算壁厚 （6.2） 式中 工作壓力 許用應(yīng)力，鋼管： 抗拉強(qiáng)度，選用45鋼，所以 安全系數(shù)，此處，所以考慮到連接時(shí)螺紋對(duì)強(qiáng)度的削弱，選擇管壁適當(dāng)增大。所以選擇鋼管外徑為：；此時(shí)壁厚為：；管接頭連接螺紋為：3.7油箱計(jì)算及選型3.7.1油箱的選型油箱

36、有效容量一般為泵每分鐘流量的3-7倍。對(duì)于固定設(shè)備，空間、面積不受限制的設(shè)備，應(yīng)采用較大的容量。如冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)的油箱容量通常取為每分鐘流量的7-10倍，鍛壓機(jī)械的油箱容量通常取為每分鐘流量的6-12倍。綜合上述條件，采用最大工作原理計(jì)算，通過機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)見圖3.8可選規(guī)格為1500L的不帶支撐腳的矩形油箱?？蛇x取如下規(guī)格為1500的油箱：圖3.8不帶支撐腳的矩形油箱 油箱的外形如下圖所示：圖3.9 油箱的外形3.7.2 熱平衡計(jì)算 功率的最大損失為液壓泵的全部流量直接回油箱，此時(shí)功率損失為 油箱尺寸的長(zhǎng)、寬、高之比為（1:1:1）（1:2:3）之間，油面高度達(dá)到油箱高度的0.8，油箱靠自然

37、冷卻使系統(tǒng)在允許溫度以下，則油箱散熱面積為：式中：V油箱的有效體積，m3則散熱面積 因?yàn)橛拖渲杏鸵旱臏囟纫话銥?050,最高不超過65。由公式可得式中：傳熱系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定的溫度范圍，取40k 取室溫24k由此可知必須得選冷卻器。由上面算得的傳熱系數(shù)，選取水冷式冷卻器。型號(hào)選4FQFW3,參數(shù)如表3.4。型號(hào)4FQFW3換熱面積/1.35.3傳熱系數(shù)/523580設(shè)計(jì)溫度/80工作介質(zhì)壓力/MPa1.6冷卻介質(zhì)壓力/MPa0.4油側(cè)壓力降/MPa<0.1介質(zhì)粘度/1050表3.4 4FQFW3型冷卻器的主要參數(shù)3.8壓力傳感器選型選擇上海奧博生產(chǎn)的AOB型傳感器技術(shù)參數(shù)l、量程：

38、25MPa2、使用介質(zhì)：流體(氣體或液體)壓力 3、輸出信號(hào)：420mADC(三線制)4、電源：1530VDC5、過載：標(biāo)準(zhǔn)量程的1506、工作溫度：-10+607、精度等級(jí)：0.5，0.38、殼體材料：不銹鋼361L長(zhǎng)期穩(wěn)定性：<0.2FS/年第四章 液壓伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 擬定系統(tǒng)原理圖因?yàn)槭橇叵到y(tǒng)，而且要隨動(dòng)控制，控制精度要求高，所以選擇閉環(huán)控制，響應(yīng)要快所以選擇閥控，由輸入信號(hào)和反饋信號(hào)可知是電液伺服，綜上所述系統(tǒng)方塊原理圖如圖4.1所示。圖4.14.2電液伺服閥傳遞函數(shù)供油壓力時(shí)，閥的空載流量。電液伺服流量增益為由樣本查得電液伺服閥固有頻率，阻尼比。于是比例閥的傳遞函數(shù)為4.

39、3液壓缸傳遞函數(shù)取總壓縮容積為：式中，3.5是考慮無(wú)效容積的系數(shù)。取伺服閥的流量-壓力系數(shù)為，忽略液壓缸泄露，則，取液壓缸-負(fù)載環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為： 式中負(fù)載的固有頻率。 液壓彈簧與負(fù)載彈簧串聯(lián)偶合的剛度與阻尼系數(shù)之比， 液壓彈簧與負(fù)載彈簧并聯(lián)偶合的剛度與負(fù)載質(zhì)量形成的固有頻率 阻尼比，取0.2 帶入數(shù)據(jù)得傳遞函數(shù)為： 通過以上確定的傳遞函數(shù)，可畫出方坯校直機(jī)系統(tǒng)的方框圖，如下+K2F圖4.24.4 確定閉環(huán)函數(shù)的傳遞函數(shù)及建立數(shù)學(xué)模型通過以上對(duì)于各環(huán)節(jié)的計(jì)算可以確定閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，并建立方坯矯直機(jī)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型如下：由以上各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)計(jì)算得出結(jié)果，和聯(lián)合計(jì)算得：化簡(jiǎn)得：4.5 繪制系

40、統(tǒng)開環(huán)伯德圖并根據(jù)穩(wěn)定性確定開環(huán)增益對(duì)校直機(jī)系統(tǒng)繪制閉環(huán)伯德圖，通過Matlab軟件用頻率法判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由方塊圖4.2繪制=1時(shí)的開環(huán)伯德圖，見圖4.3。然后通過將圖中零分貝線下移至某一點(diǎn)，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定性的條件：圖4.3 當(dāng)=1時(shí)系統(tǒng)開環(huán)伯德圖為達(dá)到滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的必要條件：相角穩(wěn)定裕度=50°，通過Matlab軟件繪制出bode圖用頻率法分析得到圖4.4，可知滿足系統(tǒng)穩(wěn)定性的條件。計(jì)算出頻域指標(biāo)：幅值裕度=12.12dB；穿越頻率=12.7rad/s；剪切頻率=5.85rad/s。此時(shí)系統(tǒng)增益裕量=9.44dB，開環(huán)增益=12圖4.4 當(dāng)=6時(shí)系統(tǒng)開環(huán)伯德圖由圖4.3分析得

41、系統(tǒng)的開環(huán)增益：所以放大器增益為：4.6 求閉環(huán)系統(tǒng)的頻寬由系統(tǒng)傳遞函數(shù)的開環(huán)伯德圖，通過尼柯爾斯圖可以求得系統(tǒng)的閉環(huán)伯德圖，如圖4.5所示，由該圖可得到閉環(huán)系統(tǒng)的頻寬。通過圖形曲線處理分析求得系統(tǒng)的截止頻率，具體處理方式如下：對(duì)幅頻特性的數(shù)值由零頻幅值下降3dB時(shí)的頻率稱為系統(tǒng)的截止頻率。故得到該閉環(huán)系統(tǒng)的頻寬為總結(jié)：滿足系統(tǒng)參數(shù)要求。圖4.5矯直機(jī)傳遞函數(shù)閉環(huán)bode圖第五章 結(jié)論與展望5.1 論文總結(jié)液壓矯直機(jī)電液控制系統(tǒng)包括壓下位置控制系統(tǒng)(輥縫控制系統(tǒng))和送料速度控制系統(tǒng)，而送料速度控制系統(tǒng)其精度不作要求，因此本課題研究的重點(diǎn)是液壓矯直機(jī)位置控制系統(tǒng)，主要內(nèi)容包括（1） 矯直機(jī)主要控

42、制參數(shù)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)與應(yīng)用中的簡(jiǎn)化。（2） 液壓伺服控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模和控制框圖。（3） 對(duì)矯直機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。（4） 可編程序控制器PLC程序的編寫。（5） 通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)采集與計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行比較?？紤]到矯直機(jī)對(duì)速度要求只是O一18m/min可調(diào)，而對(duì)速度控制的精度不作要求，所以速度控制只采用電液比例開環(huán)控制。為了得到理想的矯直效果，對(duì)矯直機(jī)的位置控制精度要求較高，位置控制誤差必須小于0.lmm，位置控制系統(tǒng)采用液壓伺服閉環(huán)控制。經(jīng)過簡(jiǎn)化后發(fā)現(xiàn)，矯直機(jī)是一個(gè)五階I型的控制系統(tǒng)，而I型系統(tǒng)對(duì)于階躍信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差，而且系統(tǒng)對(duì)于階躍的響應(yīng)沒有超調(diào)，因此實(shí)際系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)性最好的P控制

43、器。經(jīng)過實(shí)際的輥縫數(shù)據(jù)采集，本套系統(tǒng)能滿足o.lmm的位置精度要求。因?yàn)槌C直機(jī)工作在輥縫達(dá)到穩(wěn)態(tài)值之后，而且由實(shí)際采集數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)控制左前輥縫和控制右前輥縫的液壓系統(tǒng)有很好的同步度，所以不需要再加另外的同步算法10。查閱的大量文獻(xiàn)資料表明，材料平整和具體的圓鋸片加工迫切需求高精度軋輥矯直技術(shù)，但國(guó)內(nèi)矯直機(jī)技術(shù)相比國(guó)外存在很大差距，尤其高精度矯直機(jī)國(guó)內(nèi)很缺乏，本課題選題一個(gè)非常重要的意義就在于實(shí)現(xiàn)這一產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化，提高國(guó)產(chǎn)設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)力。本課題研究?jī)?nèi)容的重點(diǎn)是，液壓矯直機(jī)控制系統(tǒng)中的高精度位置控制。從液壓位置伺服控制策略的現(xiàn)狀和發(fā)展分析可以發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的先進(jìn)控制策略在液壓伺服控制系統(tǒng)中都得到應(yīng)用，例

44、如PID控制、智能控制、自適應(yīng)控制、魯棒控制和非線性控制，在液壓系統(tǒng)都取得成功應(yīng)用。本套板材矯直裝置采用平行多輥線性遞減矯直法，整體結(jié)構(gòu)包括機(jī)械、液壓和控制三個(gè)部分。輥縫控制采用液壓閉環(huán)伺服控制，速度系統(tǒng)采用液壓開環(huán)比例控制，電液控制系統(tǒng)可分為液壓傳動(dòng)部分和電氣控制部分。把實(shí)測(cè)的前輥縫值利用MATLAB進(jìn)行插值擬合，就得到了實(shí)際前輥縫的響應(yīng)曲線，與仿真曲線比較發(fā)現(xiàn)，仿真控制模型比較好地模擬了實(shí)際控制系統(tǒng)，理論對(duì)實(shí)際很好地起了指導(dǎo)作用，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了兩者之間存在的差異。5.2 存在問題及工作展望液壓矯直機(jī)電液控制系統(tǒng)融合了機(jī)械、電子、液壓以及控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)，是一個(gè)典型的高精度位置伺服控制問題，但由于作者知識(shí)水平、時(shí)間和條件的限制，仍有許多工作沒能開展。液壓矯直機(jī)對(duì)圓鋸片矯直，需要把鋸片來(lái)回兩次錯(cuò)角90度才能夠矯直，而且合格比例也并非100%11。其中兩個(gè)重要的原因是，一是矯直前圓鋸片板形存在較大的差異，二是對(duì)于不同厚度的鋸片，矯直力的幅值波動(dòng)很大。因