帶鋼卷曲機糾偏液壓伺服控制系統(tǒng)設(shè)計

1、帶鋼卷曲機糾偏液壓伺服控制系統(tǒng)設(shè)計目 錄1 緒論21.1 概述21.1.1 研究背景21.1.2 研究現(xiàn)狀31.1.3 發(fā)展方向61.2 糾偏電液伺服控制系統(tǒng)的特點和構(gòu)成61.3 發(fā)展趨勢72 卷取機糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計82.1 卷取機工作原理82.1.1 卷取機的應(yīng)用82.1.2 工作方式分析9圖2.1卷取機簡圖102.2 帶鋼糾偏控制系統(tǒng)原理102.2.1 帶鋼糾偏控制系統(tǒng)的介紹102.2.2 帶鋼糾偏控制系統(tǒng)工作原理112.3 控制系統(tǒng)設(shè)計112.3.1 控制對象的參數(shù)112.3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計方案122.3.3 糾偏液壓站原理圖設(shè)計132.4 系統(tǒng)元件設(shè)計選型142.4.1 光電傳感器設(shè)

2、計143 元件的動力學(xué)分析和主要參數(shù)的確定183.1 電液伺服閥簡介183.2 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)計算183.3 初選系統(tǒng)壓力193.4 對稱液壓缸的主要參數(shù)193.5 計算對稱液壓缸的工作壓力、流量和功率213.5.1 計算對稱液壓缸的工作壓力213.5.2 對稱液壓缸工作所需的流量223.5.3 計算對稱液壓缸的輸出功率223.6 液壓控制系統(tǒng)動力元件參數(shù)的確定223.6.1 確定動力元件（伺服閥）參數(shù)223.6.2 動力元件（伺服閥）的選擇233.6.3 液壓泵及電機的選型233.6.4 液壓閥的選型243.7 液壓輔件的設(shè)計計算與選型253.7.1 油箱的設(shè)計253.7.2 閥塊的設(shè)計263

3、.7.3 管道尺寸的確定273.7.4 其它元件的選型293.7.5 液壓油的選用29參考文獻311 緒論1.1 概述電液伺服閥是閉環(huán)控制系統(tǒng)中最重要的一種伺服控制元件,它能將微弱的電信號轉(zhuǎn)換成大功率的液壓信號(流量和壓力)。用它作轉(zhuǎn)換元件組成的閉環(huán)系統(tǒng)稱為電液伺服系統(tǒng)。電液伺服系統(tǒng)用電信號作為控制信號和反饋信號,靈活、快速、方便;用液壓元件作執(zhí)行機構(gòu),重量輕、慣量小、響應(yīng)快、精度高。對整個系統(tǒng)來說,電液伺服閥是信號轉(zhuǎn)換和功率放大元件；對系統(tǒng)中的液壓執(zhí)行機構(gòu)來說,電液伺服閥是控制元件；閥本身也是個多級放大的閉環(huán)電液伺服系統(tǒng),提高了伺服閥的控制性能。1.1.1 研究背景液壓控制技術(shù)的歷史最早可以

4、追溯到公元前240年,一位古埃及人發(fā)明的液壓伺服機構(gòu)水鐘。而液壓控制技術(shù)的快速發(fā)展則是在18世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時期,在此期間,許多非常實用的發(fā)明涌現(xiàn)出來,多種液壓機械裝置特別是液壓閥得到開發(fā)和利用,使液壓技術(shù)的影響力大增。18世紀(jì)出現(xiàn)了泵、水壓機及水壓缸等。19世紀(jì)初液壓技術(shù)取得了一些重大的進展,其中包括采用油作為工作流體及首次用電來驅(qū)動方向控制閥等。第二次世界大戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后,電液技術(shù)的發(fā)展加快。出現(xiàn)了兩級電液伺服閥、噴嘴擋板元件以及反饋裝置等。20世紀(jì)5060年代則是電液元件和技術(shù)發(fā)展的高峰期,電液伺服閥控制技術(shù)在軍事應(yīng)用中大顯身手,特別是在航空航天上的應(yīng)用。這些應(yīng)用最初包括雷達驅(qū)動、制導(dǎo)平臺

5、驅(qū)動及導(dǎo)彈發(fā)射架控制等,后來又?jǐn)U展到導(dǎo)彈的飛行控制、雷達天線的定位、飛機飛行控制系統(tǒng)的增強穩(wěn)定性、雷達磁控管腔的動態(tài)調(diào)節(jié)以及飛行器的推力矢量控制等。電液伺服驅(qū)動器也被用于空間運載火箭的導(dǎo)航和控制。電液控制技術(shù)在非軍事工業(yè)上的應(yīng)用也越來越多,最主要的是機床工業(yè)。在早些時候,數(shù)控機床的工作臺定位伺服裝置中多采用電液系統(tǒng)(通常是液壓伺服馬達)來代替人工操作,其次是工程機械。在以后的幾十年中,電液控制技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用又進一步擴展到工業(yè)機器人控制、塑料加工、地質(zhì)和礦藏探測、燃氣或蒸汽渦輪控制及可移動設(shè)備的自動化等領(lǐng)域。電液比例控制技術(shù)及比例閥在20世紀(jì)60年代末70年代初出現(xiàn)。70年代,隨著集成電路的問世

6、及其后微處理器的誕生,基于集成電路的控制電子器件和裝置廣泛應(yīng)用于電液控制技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)代飛機上的操縱系統(tǒng)。如駝機、助力器、人感系統(tǒng)，發(fā)動機與電源系統(tǒng)的恒速與恒頻調(diào)節(jié)，火力系統(tǒng)中的雷達與炮塔的跟蹤控制等大都采用了電液伺服控制系統(tǒng)。飛行器的地面模擬設(shè)備，包括飛行模擬臺、負(fù)載模擬器大功率模擬振動臺、大功率材料實驗加載等大多采用了電液控制，因此電液伺服控制的發(fā)展關(guān)系到航空與宇航事業(yè)的發(fā)展，在其他的國防工業(yè)中如機器人也大量使用了電液控制系統(tǒng)。1.1.2 研究現(xiàn)狀群控系統(tǒng)(DNC)和柔性制造系統(tǒng)(FMS)等新工藝裝備的使用,計算機輔助設(shè)計(CAD)和計算機輔助測試(CAT)的廣泛應(yīng)用,為我們進一步簡化伺服閥

7、結(jié)構(gòu),完善設(shè)計,降低工藝制造成本和管理費用,提高產(chǎn)品性能,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,增加產(chǎn)品可靠性和延長使用壽命創(chuàng)造了極其有利的條件。1、伺服閥的結(jié)構(gòu)改進(1) 在電液伺服閥的部分結(jié)構(gòu)上,主要從余度技術(shù)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和材料的更替等方面進行改造,以提高相關(guān)性能。采用三余度技術(shù)的電液伺服系統(tǒng)將伺服閥的力矩馬達、噴嘴擋板閥、系統(tǒng)的反饋元件等做成一式三份,若伺服閥線圈有一路斷開,而系統(tǒng)仍能夠正常工作,且有系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)性能基本不變,從而提高了伺服作動系統(tǒng)的可靠性和容錯能力。在結(jié)構(gòu)的改進上, 針對閥出現(xiàn)的故障提出改進措施,進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,以滿足其相關(guān)性能的要求。從材料方面考慮,閥的某些元件采用了強度、塑性、韌性、硬度等機械

8、性能優(yōu)良的材料,既可以減少故障,又讓閥具備良好的動態(tài)性能。(2) 從閥芯和閥套磨配加工工藝的改進上,采用不同的磨配原理,如磁力研磨法等原理來提高閥的工作性能。閥芯和閥套組成的滑閥副是伺服閥的核心,閥套窗口棱邊的幾何精度決定了閥的工作性能。在閥芯加工最后磨配端面時,不能直接獲得尖銳的棱邊,而是在棱邊處產(chǎn)生“毛刺”,然后采取措施加以去除。上海交大的陳鵬研制了智能化、全自動的伺服閥配磨系統(tǒng),以計算機為核心,能自動測量閥的輸出特性,并給出配磨參數(shù), 從而使閥芯、閥套的制造簡便、迅速。23 (3) 利用優(yōu)質(zhì)材料進行伺服閥裝配。由于伺服閥的銜鐵組件裝配是屬薄壁件與細長桿裝配,壓裝力稍大時,易產(chǎn)生使工件變形

9、或裝配尺寸壓不到位的抱死現(xiàn)象。噴嘴體與對應(yīng)孔壓裝軸向壓裝力大,噴嘴體常出現(xiàn)打壓滲漏油、壓力竄動、跳躍現(xiàn)象。FA表面改質(zhì)劑不含金屬成分及固體潤滑劑、樹酯等,使用后沒有凝固物及雜質(zhì)產(chǎn)生,與礦物油、液壓油等是相溶的。還有金屬清潔與去污特性。所以可以改善潤滑條件,解決壓裝中的難點。42、測量和測試設(shè)備技術(shù)CAT在對液壓伺服閥的靜、動態(tài)特性進行試驗測量時,由于測量儀器本身的振動、熱噪聲和外界的高頻隨機干擾使被采集的信號中混有相當(dāng)成分的高頻噪聲,使信號特征不能真實反映伺服閥實際性能。因此研制對電液伺服閥進行高精度、高可靠性而易于操作的計算機輔助實時測試設(shè)備技術(shù)非常必要,為電液伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計或調(diào)整,提供

10、準(zhǔn)確可靠的伺服閥實際特性依據(jù)。(1) 有關(guān)靜態(tài)特性的測試技術(shù)-測頻/測周法從簡化測試系統(tǒng),方便操作方面,對電液伺服閥的額定流量(大流量)和泄漏流量(小流量)的測試,將測頻法(對大流量的測試)與測周法(對小流量的測試)結(jié)合起來,進行寬范圍的流量測試。由于光柵傳感器采用脈沖量,分辨率高、抗干擾能力強,也提高了系統(tǒng)的測試精度,曾良才等人5一套用光柵傳感器測量流量的裝置,實現(xiàn)了靜態(tài)特性的流量測試。(2) 由于在動態(tài)測試中要求測試系統(tǒng)硬件(如傳感器、放大器等)對信號的響應(yīng)速度快,對信號的發(fā)生和采集有同步要求,因而伺服閥的動態(tài)性能測試是伺服閥特性測試中的難點。以性能先進的VXI總線儀器為主要測試設(shè)備組成電

11、液伺服閥動態(tài)特性測試系統(tǒng),具有高速、高精度、易組建,易擴展,易更新?lián)Q代等特點。(3) 電液伺服閥綜合性能的測試技術(shù)利用計算機和相關(guān)軟件建立的液壓元件特性測試系統(tǒng),實現(xiàn)了電液伺服閥動、靜態(tài)特性的自動測試。采用虛擬儀器技術(shù)VICAT系統(tǒng),產(chǎn)生低頻的三角波、正弦波、鋸齒波等用于靜態(tài)特性實驗需要,產(chǎn)生隨機信號、正弦掃頻信號用于動態(tài)特性實驗需要；兩路模擬量輸出和四路模擬量輸入等接口,對提高測試精度、減少測試時間、減輕實驗人員負(fù)擔(dān)無疑起到了巨大的作用。3、 動態(tài)性能研究在電液伺服閥動態(tài)性能理論分析中, 通過分析伺服閥結(jié)構(gòu)原理,辨識其非線性數(shù)學(xué)模型,再進行仿真研究,以證明動態(tài)數(shù)學(xué)模型的正確性,為電液伺服系統(tǒng)

12、的設(shè)計、控制策略的研究、電液伺服閥的工作性能認(rèn)知提供研究的平臺。采用不同的輸入信號(正弦、脈沖等)對電液伺服閥進行試驗,求出其動態(tài)數(shù)學(xué)模型。利用多目標(biāo)優(yōu)化理論,建立統(tǒng)一的目標(biāo)函數(shù),然后運用優(yōu)化算法對模型進行優(yōu)化,獲得改善閥動態(tài)性能的一組結(jié)構(gòu)參數(shù),從而達到改善電液伺服閥動態(tài)性能的目的。影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究,主要從減小閥分辨率誤差以及系統(tǒng)的頻帶等因素進行,王向周等對三級電液伺服閥加入PD校正環(huán)節(jié)展寬了頻帶和減小了先導(dǎo)二級伺服閥的阻尼系數(shù),有利于三級閥系統(tǒng)的穩(wěn)定。4、故障檢測技術(shù)液壓伺服閥具有時變、非線性、液固耦合等特點,由于設(shè)計參數(shù)、制造工藝、工作條件和環(huán)境的影響,往往會引起堵塞、磨損、疲勞、氣蝕

13、、老化、泄漏等多種形式的失效,使液壓控制系統(tǒng)不能繼續(xù)正常工作。一般運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等智能方法對電液伺服閥進行故障診斷和模式識別。5、新型電液伺服閥的研制近年來,隨著微型計算機的廣泛使用,新材料的應(yīng)用,新型伺服閥的研制得到了相當(dāng)大的進展。以適應(yīng)新的要求,例如高壓、大流量、高頻響、高低溫環(huán)境適應(yīng)性、抗干擾、抗油液污染、使用方便和成本低廉等等。(1) 新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用以超磁致伸縮材料(GMM) 和電致伸縮材料(PMN)等為轉(zhuǎn)換器的電液伺服閥,具有高頻響,高精度等優(yōu)點,使液壓伺服控制系統(tǒng)的頻寬躍上了一個新的臺階。國外在20世紀(jì)90年代初已開發(fā)了直接驅(qū)動式電液伺服閥,作為雙噴嘴擋板

14、式電液伺服閥的補充和發(fā)展。國內(nèi)姚建庚等于2000年成功地開發(fā)出了一種抗污染能力強、動態(tài)指標(biāo)高的直動式電液伺服閥。利用直線力馬達直接驅(qū)動滑閥工作,從而提高了電液伺服閥的抗污染能力,是傳統(tǒng)的噴嘴擋板式電液伺服閥的補充和發(fā)展。(2) 模擬控制方式向數(shù)字控制方式的轉(zhuǎn)變。電液數(shù)字控制的實現(xiàn)方法一般有兩種,其一為采用傳統(tǒng)的模擬式控制元件,通過D/A轉(zhuǎn)換實現(xiàn)其數(shù)字控制。其二為直接數(shù)字控制,它是采用步進電機作為電-機械轉(zhuǎn)換元件,將輸入信號轉(zhuǎn)換為與步數(shù)成比例的閥輸出信號,這類閥具有重復(fù)精度高、無滯環(huán)等優(yōu)點。1.1.3 發(fā)展方向綜上所述,為適應(yīng)液壓伺服系統(tǒng)向高性能、高精度和自動化方向發(fā)展需要,伺服閥主要發(fā)展方向是

15、:1、標(biāo)準(zhǔn)化目前,國內(nèi)在研究、生產(chǎn)和使用電液伺服閥方面雖然已初具規(guī)模,型號品種也基本相當(dāng)于國外大部分產(chǎn)品,但由于各自為政、力量分散,標(biāo)準(zhǔn)不很規(guī)范,十分不利于伺服閥的進一步發(fā)展。因此,著重解決標(biāo)準(zhǔn)化問題已成當(dāng)務(wù)之急。2、虛擬化利用CAD技術(shù)全面支持伺服閥從概念設(shè)計、外觀設(shè)計、性能設(shè)計、可靠性設(shè)計到零部件詳細設(shè)計的全過程,并把計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助分析(CAE)、計算機輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、計算機輔助檢驗(CAI)、計算機輔助測試(CAT) 和現(xiàn)代管理系統(tǒng)集成在一起,建立計算機制造系統(tǒng)(CIMS)使設(shè)計與制造技術(shù)有一個突破性的發(fā)展。3、智能化發(fā)展內(nèi)藏式傳感器和帶有計算機、自我管理

16、機能(故障診斷、故障排除)的智能化伺服閥,進一步開發(fā)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件,實現(xiàn)自動測量和診斷。還應(yīng)開發(fā)自補償系統(tǒng),包括自調(diào)整、自潤滑、自校正,這是液壓行業(yè)努力的方向。4、數(shù)字化電子技術(shù)與液壓技術(shù)的結(jié)合的一個方向。通過把電子控制裝置安裝于伺服閥內(nèi)或改變閥的結(jié)構(gòu)等方法,形成了種類眾多的數(shù)字產(chǎn)品。閥的性能由軟件控制,可通過改變程序,方便地改變設(shè)計方案、實現(xiàn)數(shù)字化補償?shù)榷喾N功能。5、微型化隨著液壓技術(shù)的進步及競爭的加劇,微型伺服閥的技術(shù)以體積小、重量輕、單位功率大等優(yōu)點而越來越受到重視。6、綠色化 減少能耗、泄漏控制、污染控制。將發(fā)展降低內(nèi)耗和節(jié)流損失技術(shù)以及無泄漏元件,如實現(xiàn)無管連接,研制新

17、型密封等；發(fā)展耐污染技術(shù)和新的污染檢測方法,對污染進行在線測量；可采用生物降解迅速的壓力液體,如菜油基和合成脂基的傳動用介質(zhì)將得到廣泛應(yīng)用,減少漏油對環(huán)境危害,適應(yīng)環(huán)境保護(降低噪聲和振動、無泄漏)。1.2 糾偏電液伺服控制系統(tǒng)的特點和構(gòu)成電液伺服控制系統(tǒng)特點:均為閉環(huán)系統(tǒng);輸出為位置、速度、力等各種物理量;控制元件為伺服閥(零遮蓋、死區(qū)極小、滯環(huán)小、動態(tài)響應(yīng)高、清潔度要求高)；控制精度高;響應(yīng)速度快；用于高性能場合。此系統(tǒng)的一般構(gòu)成如圖1.1所示。圖1.1 電液伺服系統(tǒng)的一般構(gòu)成1.3 發(fā)展趨勢電液伺服控制已經(jīng)開始向數(shù)字化發(fā)展,液壓技術(shù)同電子技術(shù)、控制技術(shù)的結(jié)合日益緊密,電液元件和系統(tǒng)的性能

18、有了進一步的提高。電液伺服控制將在電子設(shè)備、控制策略、軟件和材料方面取得更大的突破,主要包括以下幾個方面。(1)與電子技術(shù)、計算機技術(shù)融為一體。隨著電子組件系統(tǒng)的集成,相應(yīng)的電子組件接口和現(xiàn)場總線技術(shù)開始應(yīng)用于電液系統(tǒng)的控制中,從而實現(xiàn)高水平的信息系統(tǒng),該系統(tǒng)簡化了控制環(huán)節(jié)、易于維護,提高液壓系統(tǒng)的可控性能和診斷性能。(2)更加注重節(jié)能增效。負(fù)荷傳感系統(tǒng)和變頻技術(shù)等新技術(shù)的應(yīng)用將使效率大大提高。(3)新型電液元件和一體化敏感元件將得到廣泛研究和應(yīng)用,如具有耐污染、高精度、高頻響的直動型電液控制閥,液壓變換器及電子油泵等的研究。(4)計算機技術(shù)將廣泛應(yīng)用于電液控制系統(tǒng)的設(shè)計、建模、仿真試驗和控制

19、中。2 卷取機糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計2.1 卷取機工作原理卷取機是將熱軋或冷軋鋼材卷取成卷筒狀的軋鋼車間輔助設(shè)備，在熱帶鋼連軋機（熱連軋機組）、冷帶鋼連軋機和線材軋機上布置在成品機座之后；在單機座可逆冷帶軋機上則安裝在軋機的前后。此外，它也安設(shè)在連續(xù)酸洗機組、縱剪、退火、涂層等各種精整機組中。冷、熱帶鋼、線材由于產(chǎn)品斷面形狀的特點，有可能在軋制后立即用卷取機將鋼材彎曲成卷，從而為增大原材料重量、提高軋制速度、減小軋件頭、尾溫差提供了有力的條件，由此導(dǎo)致了產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量的提高；此外，成卷的軋材便于運送，這是各種形式卷取機的共同特點和作用。2.1.1 卷取機的應(yīng)用卷取機在很多行業(yè)都有應(yīng)用。卷取機是將產(chǎn)品

20、卷成卷的機械設(shè)備。就復(fù)雜程度而言，冶金行業(yè)的鋼板卷取機具有代表性。卷取機驅(qū)動來自電力、流體等。卷取機一般構(gòu)成有核心設(shè)備卷筒（卷軸）、輔助卷取設(shè)備（輔助成型設(shè)備）助卷輥（成形輥）等。在產(chǎn)品卷取過程中，產(chǎn)品主要在卷軸上成型，卷軸一般由電機拖動，輔助卷取設(shè)備助卷輥一般采用電機拖動進行轉(zhuǎn)動，流體液壓缸驅(qū)動助卷輥移動，以幫助順利成卷 。卷取機主要用于將長軋件卷繞成盤材或板卷。在現(xiàn)代化的冷軋帶鋼車間里，卷取機還廣泛用于剪切、酸洗、修磨后拋光熱處理、鍍錫和鍍鋅等機組中。由于帶鋼生產(chǎn)與線材生產(chǎn)、冷帶生產(chǎn)與熱帶生產(chǎn)間工藝上的區(qū)別，卷取機尚有各自的特點和功用，從而導(dǎo)致了它們結(jié)構(gòu)上的差異。卷取機的類型很多

21、，按其用途和構(gòu)造可分為三種型式：1)、帶張力卷筒的卷取機通常是在冷狀態(tài)有張力的條件下卷取鋼板或帶鋼；2)、輥式卷取機用于熱卷、冷卷鋼板和帶鋼；3)、線材和小型型鋼卷取機2.1.2 工作方式分析帶張力卷筒的卷取機應(yīng)用于可逆式或不可逆式冷軋鋼板或帶鋼軋制線上。這種卷取機不但用于卷取(展開)軋件，同時還使軋件產(chǎn)生張力，這是為了使軋制過程保持穩(wěn)定，使板卷卷得更緊，并使軋件在喂入軋輥和從軋輥中軋出時有正確的方向。在軋制過程中，一般需要保持有前張力和后張力。依靠這些張力，就可以降低軋制時作用在軋輥上的壓力，并減少帶鋼翹曲現(xiàn)象，有利于提高帶鋼表面質(zhì)量。在單機座可逆冷軋機上，軋機前后都裝有帶張力卷筒的卷取機，

22、它們交替地成為主動的或從動的；即一個卷取而另一個展開。在連續(xù)式或不可逆單機座的冷軋機上，僅在軋機后部裝有卷取機，軋機前裝有開卷機。當(dāng)軋第一道時，帶鋼從開卷機送進軋機工作輥后用壓板或輥式導(dǎo)板壓緊帶鋼，產(chǎn)生不大的后張力進行軋制；然后，帶鋼進入卷取機卷筒的鉗口，夾緊帶鋼頭部進行卷取，產(chǎn)生前張力?？赡媸嚼滠埖娜秉c是帶鋼兩端無法軋制。為了減少兩端廢料的消耗量，常采用大直徑的鋼卷或在帶鋼兩端焊接引帶。卷取機在卷取帶鋼過程中，鋼卷直徑在變化，這就引起卷取速度的不斷變化。為了使卷取速度與軋制速度相適應(yīng)，以及帶鋼軋制時保持張力恒定，要求卷取機的轉(zhuǎn)速是可調(diào)的，調(diào)速范圍應(yīng)適應(yīng)軋制速度變化和鋼卷直徑變化，為此，一般采

23、用可調(diào)速的直流電動機傳動。在軋制結(jié)束后，鋼卷要從卷筒上卸下來，因此，卷取機卷筒必須做成懸臂式的。但是，卷筒是在很大張力下卷取帶鋼的，這樣卷筒軸就要承受很大的負(fù)荷(包括卷筒重量，帶鋼卷重量，彎曲帶鋼和張力所引起的力矩等)。為了保證卷筒軸的剛度和強度，減少卷筒軸的彎曲，除了增大卷筒軸尺寸外，般在卷筒的自由端安裝可以轉(zhuǎn)動的支架。當(dāng)卷取帶鋼時，支柒支承著卷筒的自由端；而在卸卷時，則支架轉(zhuǎn)向旁，不妨礙卸卷。卸卷時，用推卷機或帶卸卷小車的推卷機，將鋼卷從卷筒推出，然后運走。圖2.1為推卷機簡圖它由液壓缸1和推板3組成。推卷機一般都設(shè)在卷筒下方，它的行程由極限開關(guān)控制。推板本身是一個小車，可沿著平行于卷筒的

24、軌道往返運行，實現(xiàn)推卷工作。圖2.1卷取機簡圖2.2 帶鋼糾偏控制系統(tǒng)原理近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、制造技術(shù)的進步，產(chǎn)品質(zhì)量和品種多樣化的要求日益提高。其中，汽車工業(yè)及裝備制造業(yè)的迅猛發(fā)展大大增加了對鋼材的需求。然而，我國的很多鋼鐵企業(yè)由于設(shè)備使用年限過長，電氣控制系統(tǒng)和液壓傳動系統(tǒng)損壞嚴(yán)重，控制精度達不到要求，不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)的需求。為保證帶鋼的質(zhì)量， 需要根據(jù)機組運行情況設(shè)計安裝相應(yīng)的自動糾偏控制系統(tǒng)，整齊帶鋼邊部，從而提高鋼材的產(chǎn)量、成品率和生產(chǎn)效率。2.2.1 帶鋼糾偏控制系統(tǒng)的介紹帶鋼糾偏系統(tǒng)EPC (Edge Position Control)即邊緣位置控制，廣泛應(yīng)用于鋼帶、鋁帶

25、、銅帶等金屬帶材軋機、縱剪機列、清洗機列等生產(chǎn)中，用來對帶材連續(xù)生產(chǎn)進行跑偏控制。常見的跑偏控制系統(tǒng)有氣液和光電液伺服控制系統(tǒng)。兩者工作原理相同，其區(qū)別僅在于檢測器和伺服閥不同，前者為氣動檢測器和氣液伺服閥;后者為光電檢測器和電液伺服閥，并各有所長。電液伺服控制系統(tǒng)的優(yōu)點是信號傳輸快;電反饋和校正方便:光電檢測器的開口(即發(fā)射與接受器間距)可達一米左右，因此可直接方便的裝于卷取機旁，但系統(tǒng)較復(fù)雜。氣液伺服系統(tǒng)的最大優(yōu)點是簡單可靠且不怕干擾;氣液伺服閥中的膜片不僅起氣壓-位移轉(zhuǎn)換作用，還起力放大作用，因此系統(tǒng)中省去了放大器，簡化了系統(tǒng)。但氣動信號傳輸速度較慢，傳輸距離有限，且氣動檢測器開口較小，

26、檢測器務(wù)必由支架伸出，裝于距卷筒較遠處，綜合各種因素本系統(tǒng)運用電液伺服控制。2.2.2 帶鋼糾偏控制系統(tǒng)工作原理如圖2.2所示，典型的帶鋼卷取糾編控制系統(tǒng)，主要由光電傳感器，控制器，液壓伺服系統(tǒng)(液壓站、伺服閥)，卷取機所組成。圖2.2 帶鋼糾偏控制系統(tǒng)帶鋼正常運行時，帶邊處于光電傳感器中央 ，將光源的光照遮去一半。帶鋼跑偏時，帶邊偏離光電傳感器中央，光電傳感器檢測出帶材的位置偏差，將信號送給電控裝置，而后經(jīng)過放大等一系列動作送至伺服閥，由伺服閥控制液壓缸驅(qū)動卷筒，使卷筒向跑偏方向跟蹤。當(dāng)跟蹤位移與跑偏位移相等時，偏差信號為零，卷筒處于新的平衡位置，使卷筒上的帶鋼邊緣實現(xiàn)自動卷齊。2.3 控制

27、系統(tǒng)設(shè)計2.3.1 控制對象的參數(shù)1）機組速度：V=2m/s2）負(fù)載情況：以慣性負(fù)載為主，卷取機移動部件總重量M1=23t，最大鋼卷重量M2=20t3）帶鋼寬度變化范圍：75cm-125cm4）工作行程：H=300mm5）工作條件：因活套內(nèi)行走,小車運行不穩(wěn)，易引起帶鋼橫向擺動 6）最大調(diào)節(jié)速度Vs=30mm/s，系統(tǒng)頻寬 >3Hz7）卷齊精度e2mm2.3.2 控制系統(tǒng)設(shè)計方案本論文研究的對象位于軋鋼生產(chǎn)線。由于生產(chǎn)線工況條件惡劣，振動大、噪聲強、溫度高、污染嚴(yán)重，所以對控制系統(tǒng)的要求必須有非常高的可靠性和處理速度。為此我們在系統(tǒng)設(shè)計中需采用特殊的光電傳感器檢測帶鋼偏移信號，控制器采用

28、計算機控制系統(tǒng)和智能PI控制算法，以減小和消除超調(diào)，加快系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)；執(zhí)行機構(gòu)采用電液伺服閥控制液壓缸，推動卷取機跟隨鋼帶。具體控制方案如下:1.控制算法采用智能PI算法，優(yōu)化控制性能，這是該控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。2.光電傳感器采用特殊頻率電源，提高抗干擾性能，有利于提高控制精度。3.硬件電路用由MCS-51單片機構(gòu)建的計算機控制系統(tǒng)，擴展A/D及D/A模塊，用LED及鍵盤達到參數(shù)顯示、修改及工作方式的切換，構(gòu)成友好的操作界面。4.該系統(tǒng)實現(xiàn)鍵盤自給定系統(tǒng)，在帶鋼寬度變化時自動調(diào)節(jié)光電傳感器的光電頭可以實現(xiàn)帶鋼邊緣位置的準(zhǔn)確定位。帶材糾偏控制系統(tǒng)硬件原理圖如圖2.2所示 圖2.3 帶材糾偏控制

29、系統(tǒng)硬件原理圖2.3.3 糾偏液壓站原理圖設(shè)計圖2.4 帶材糾偏控制系統(tǒng)液壓原理圖液壓系統(tǒng)設(shè)計要完成兩部分功能：實現(xiàn)卷取機的自動和手動跟蹤帶鋼;實現(xiàn)光電傳感器位置的手動調(diào)節(jié)，并且調(diào)節(jié)速度可調(diào)。根據(jù)功能要求，設(shè)計糾偏液壓站原理圖如圖2.4所示:圖中元件為:1.液位油溫計2.空氣濾清器3.壓力表開關(guān)4.壓力表5.管式單向閥6.齒輪泵7.吸油濾油器8.電機9.空氣濾清器10.回油濾油器11.電磁溢流閥12.電磁溢流閥13.液壓箱體14.電磁換向閥15.疊加式液控單向閥16單向換向閥17.疊加式節(jié)流閥及其他元器件。油路原理分析:油液經(jīng)齒輪泵向上進入5(單向閥)：當(dāng)系統(tǒng)在自動控制狀態(tài)下時，電磁換向閥處于

30、中位(關(guān)閉)。油液經(jīng)過11、12(電磁溢流閥)和14(電磁換向閥)進入油缸工作，此時流量由微機控制的11、12(電液伺服閥)決定。 當(dāng)系統(tǒng)在手動控制狀態(tài)下時，電磁換向閥處于左位或右位。油液經(jīng)過電磁換向閥進入油缸工作，此時流量由人工通過電磁換向閥控制。 不管系統(tǒng)處于自動狀態(tài)還是手動狀態(tài)，油液都可經(jīng)過電磁換向閥和疊加式單向節(jié)流閥進入油缸，控制光電傳感器的位置。一般光電傳感器只在帶鋼寬度發(fā)生變化的情況下才由人工重新定位，所以電磁換向閥一般處于中位(關(guān)閉)。17(疊加式單向節(jié)流閥)是為了調(diào)整定位速度，保證(油缸穩(wěn)定準(zhǔn)確定位。電磁溢流閥是為了確定系統(tǒng)最高壓力和控制油路系統(tǒng)的。2.4 系統(tǒng)元件設(shè)計選型系統(tǒng)

31、由計算機、伺服放大器、伺服閥、卷取機及光電傳感器等環(huán)節(jié)組成?？刂破鹘o出控制信號，經(jīng)伺服放大器放大后驅(qū)動伺服閥，控制油缸活塞桿運動來推動卷取機跟隨帶鋼，帶鋼位移信號經(jīng)傳感器反饋回控制器構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)原理框圖如圖2.5所示(其中給定值為數(shù)字給定)圖2.5 系統(tǒng)原理框圖在系統(tǒng)中光電傳感器、伺服閥、卷取機及與其配套的油缸等液壓器件是系統(tǒng)的主體部分。系統(tǒng)的主要控制性能是由光電傳感器和液壓系統(tǒng)(包括伺服閥、卷取機及與其配套的油缸等液壓器件)決定的，所以首先來設(shè)計光電傳感器和液壓系統(tǒng)。光電傳感器包括光源的設(shè)計、轉(zhuǎn)換、濾波等。液壓系統(tǒng)的設(shè)計主要是確定決定系統(tǒng)控制性能的關(guān)鍵元件伺服閥。2.4.1 光電傳

32、感器設(shè)計在檢測的反饋回路上光電傳感器的精度在很大程度上決定了系統(tǒng)的精度，因此設(shè)計較為可靠和精度高的檢測器非常重要. 光電傳感器的設(shè)計包括電源、檢測器、轉(zhuǎn)換電路和濾波整流電路四部分。1光源設(shè)計為了減少外部光對系統(tǒng)的干擾，使接收到的光源信號盡可能是工作光源，我們將設(shè)計200Hz的高頻特殊光源，采用直流斬波電路將220V，50Hz的工業(yè)用電變成220V、200Hz的工作電源。其電源的整流電路如圖2.6圖2.6 電源的整流電路D1D4與C組成橋式整流電容濾波電路，其作用是把來自變壓器副側(cè)電流的交流電壓變成直流電壓；虛線右半部分為穩(wěn)壓電路，其作用是為負(fù)載提供一個穩(wěn)定的直流電壓。整流后，通過斬波把直流變成

33、200Hz的方波，使其產(chǎn)生相應(yīng)頻率的光源。其斬波電路如下圖2.7。圖2.7 斬波電路工作原理:斬波的原理是通過開關(guān)把直流電按周期地使電路導(dǎo)通與關(guān)斷，該電路是由IGBT組成的降壓斬波電路。全控型器件IGBT的的柵極驅(qū)動電壓為周期方波，采用脈寬調(diào)制方式，其開關(guān)的周期即為斬波后的周期，但輸出的電壓將相應(yīng)地降低。最終輸出的Uo的波形如下圖2.8 圖2.8 斬波輸出波形2光電傳感器的檢測器原理設(shè)計光電式帶材跑偏檢測器原理如圖2.9所示圖2.9 光電式帶材跑偏檢測器原理光源發(fā)出的光線經(jīng)過透鏡1會聚為行光束，投向透鏡2，隨后被會聚到光敏電阻上。在平行光束到達透鏡2的途中，有部分光線受到被測帶材的遮擋，使傳到

34、光敏電阻的光通量也發(fā)生變化，再通過轉(zhuǎn)換電路使輸出的標(biāo)準(zhǔn)電壓也發(fā)生變化。3光電傳感器的轉(zhuǎn)換電路圖如圖2.10 圖2.10 光電轉(zhuǎn)換電路R1、R2是同型號的光敏電阻。R1作為測量元件裝在帶材下方，R2用遮光罩罩住，起溫度補償作用。當(dāng)帶材處于正確位置（ 中間位）時，由R1、R2、R3、R4組成的電橋平衡，使放大器輸出電壓U0為0。當(dāng)帶材左偏時，遮光面積減少，光敏電阻R1阻值減少，電橋失去平衡。差動放大器將這一不平衡電壓加以放大，輸出電壓為負(fù)值，它反映了帶材跑偏的方向及大小。反之，當(dāng)帶材右偏時，U0為正值。輸出信號U0一方面由顯示器顯示出來，另一方面被送到執(zhí)行機構(gòu)，為糾偏控制系統(tǒng)提供糾偏信號。4濾波整

35、流電路由于光電傳感器輸出的電壓是交流電，因此首先必須把其轉(zhuǎn)換成直流才能進行比較。其整流電路如下圖2.10濾波整流電路： 圖2.10 濾波整流電路3 元件的動力學(xué)分析和主要參數(shù)的確定3.1 電液伺服閥簡介伺服閥是伺服控制系統(tǒng)中的核心元件。它可以按照給定的輸入信號連續(xù)成比例地控制流體的壓力、流量和方向。電液伺服閥與普通的電磁閥或電液比例閥不同，它的輸入信號功率很小，一般只有幾十毫瓦；能夠?qū)敵隽髁亢蛪毫M行連續(xù)的雙向控制;具有極快的響應(yīng)速度和很高的控制精度。所以可以用它來構(gòu)成快速高精度的閉環(huán)控制系統(tǒng)。伺服控制的主要優(yōu)點:液壓執(zhí)行元件響應(yīng)速度快，在伺服控制中采用液壓執(zhí)行元件可以使回路增益提高，頻帶加

36、寬;液壓元件的功率-重量比和力-質(zhì)量比大，可以組成體積小、重量輕、加速能力強和快速動作的伺服控制系統(tǒng)，來控制大功率和大負(fù)載;調(diào)速范圍寬，低速穩(wěn)定性好。伺服控制的主要缺點:液壓系統(tǒng)采用油液作工作介質(zhì)，存在泄漏是不可避免的；伺服閥的加工精度高，因而價格較貴;污染的油液會使閥和執(zhí)行元件堵塞，影響控制系統(tǒng)。3.2 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)計算1）負(fù)載力F：負(fù)載力由慣性力 和摩擦力 組成。因為卷取機是在導(dǎo)軌上移動的(摩擦系數(shù)較小)并且系統(tǒng)動態(tài)性能很高，所以摩擦力 相對慣性力 可以忽略。 （3.1）2）供油壓力 ： 由于屬于低壓系統(tǒng)，所以選取 =7 MPa3）液壓缸有效面積 : 取負(fù)載壓力 ，由于 ，所以 （3.2）

37、 4）系統(tǒng)流量： （3.3）考慮到系統(tǒng)泄漏及對快速性的要求較高，將 增大50%，得 =37升/分，取為40升/分。伺服閥的壓降 ： （3.4）3.3 初選系統(tǒng)壓力選好供油壓力可以有效減小液壓動力元件、液壓能源裝置和連接管道等部件的重量和尺寸，可以減小壓縮性容積和減小油液中所含空氣對體積彈性模量的影響，有利于提高液壓固有頻率。該系統(tǒng)為電液壓力控制系統(tǒng)，具有控制精度高、功率大、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。該系統(tǒng)所作用的負(fù)載力較大，所以液壓缸無桿腔的壓力較大，就必須要有較大的供油壓力才能達到系統(tǒng)的工作要求。原系統(tǒng)的無桿腔的工作壓力大概在16MPa,故選取泵的供油壓力為Ps=28MPa才能滿足要求。3

38、.4 對稱液壓缸的主要參數(shù)由于該系統(tǒng)使用的是非對稱液壓缸，故不能按照對稱液壓缸的計算方法計算其主要參數(shù)，在此，按最大負(fù)載力和最大負(fù)載速度確定液壓缸的主要參數(shù)6。假設(shè)條件：m=500Kg, KS=N/m, =307500N, L=250mm, w=5HZ, V1=55mm/s， V2=40mm/s，計算要求： e() 1%假設(shè)限定伺服閥的最大負(fù)載壓力為0.95倍的供油壓力，即PL0.95PS。設(shè)液壓缸的平均面積為： 則 ： （3-5） 設(shè)力F： （3-6）則動力機構(gòu)的方程為： = （3-7）令初始條件解上式得： （3-8） =346.41rad/s 余弦函數(shù)在內(nèi)為減函數(shù)，故去時有最大值 = =

39、=0.219m/s =0.219m/s計算最大加速度： = = （3-9） = 取理想狀態(tài)下時，即當(dāng)=1時得到加速度得最大值：= = = =61.3 =61.3 所以液壓缸得平均面積為：=設(shè)液壓缸無桿腔面積為A1，直徑為D，液壓缸有桿腔面積為A2，桿徑為d,等效面積為。初選速度比=1.46，即。 =0.015 計算液壓缸無桿腔直徑D： 由D=0.138m查機械設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)缸徑D=110mm，按速度比為1.46取活塞桿直徑為d=60mm。液壓缸活塞行程為L=250mm 。所以液壓缸可表示為110/602503.5 計算對稱液壓缸的工作壓力、流量和功率3.5.1 計算對稱液壓缸的工作壓力由液壓伺

40、服控制系統(tǒng)優(yōu)化理論中的對稱液壓缸的建模分析得： 無桿腔壓力 （3-10） 有桿腔壓力 （3-11） 等效面積 （3-12） 負(fù)載壓力 （3-13） 無桿腔壓力 （3-14） 有桿腔壓力 （3-15） 3.5.2 對稱液壓缸工作所需的流量 液壓缸工作所需的流量為液壓缸無桿腔的流量，在此又分為空載時的流量1和重載時的流量2。其流量均按式計算 空載時液壓缸的流量Q1： 1=1=49.5L/min 重載時液壓缸的流量2: 2 2=36L/min3.5.3 計算對稱液壓缸的輸出功率在本系統(tǒng)中液壓缸只有在重載時才有功率輸出，所以液壓缸的輸出功率為重載時的輸出功率N1:功率的計算按式計算；重載時輸出的功率N

41、1： 3.6 液壓控制系統(tǒng)動力元件參數(shù)的確定液壓動力元件參數(shù)的確定時系統(tǒng)靜態(tài)設(shè)計的一個主要內(nèi)容。動力元件參數(shù)的選擇包括系統(tǒng)的供油壓力PS,液壓執(zhí)行元件的主要規(guī)格尺寸，即液壓缸的有效面積A1,A2，伺服閥的最大空載流量。3.6.1 確定動力元件（伺服閥）參數(shù)在該系統(tǒng)中的液壓動力元件為閥控液壓缸，前面已經(jīng)計算了液壓缸的參數(shù)，在這里就主要計算伺服閥的參數(shù)。參照穆格公司的額定流量的計算公式：計算伺服閥的額定流量； （4-1） 式中；實際流出伺服閥的流量，在這=1=49.5L/min 伺服閥的額定流量 伺服閥單邊節(jié)流口的壓差（查產(chǎn)品樣本為） 伺服閥的額定壓差（查產(chǎn)品樣本為） 考慮伺服閥的泄漏量和能量儲備

42、計算伺服閥的最大空載流量，取能量儲備系數(shù)為15%。則伺服閥的最大空載流量為： 3.6.2 動力元件（伺服閥）的選擇由計算出的伺服閥的最大空載流量查產(chǎn)品樣本選取伺服閥。查穆格公司的產(chǎn)品樣本選取伺服閥的額定流量為，型號為D661-P80，浮動，閥的輸入信號為電流信號，范圍為010mA，In=10mA。功率級的零位泄漏量為。伺服閥的流量增益：伺服閥的流量壓力系數(shù)：3.6.3 液壓泵及電機的選型(1) 液壓泵的選擇由于該系統(tǒng)要求能提供較大的流量和恒定的壓力，故選用齒輪泵CB-FC50?？紤]泵的溢流量和泄露計算泵的最大流量，取溢流系數(shù)為10%，泄露系數(shù)10%計算泵的最大流量。 L/min =96.8L/

43、min根據(jù)最大流量=96.8L/min，查力士樂公司的產(chǎn)品樣本，選取泵的額定流量為75L/min的齒輪泵，壓力為25MPa，型號為CB-FC50。電機的選擇根據(jù)所選泵計算泵的驅(qū)動功率N2： 據(jù): KW （4-2） 式中：系數(shù)，查機械設(shè)計手冊得=0.4 機械效率，取泵的效率為=0.92 根據(jù)泵的功率查手冊選取三相異步電動機，功率為22KW，滿載轉(zhuǎn)速為1470r/min，安裝形式為B3型的 Y180L-4-B35型電動機3.6.4 液壓閥的選型液壓閥在液壓控制系統(tǒng)中起到控制油液流量大小和方向的作用。在該系統(tǒng)中有主油路上的單向閥、電磁溢流閥、作安全閥用的板式溢流閥和液控單向閥?？刂朴吐芳盎赜吐飞系那?/p>

44、洗過濾器上的帶彈簧的單向閥和球閥，控制油路上的控制液控單向閥狀態(tài)的電磁球閥。1、單向閥的選型因該單向閥在主油路上，油液的流量較大，按泵的最大流量117L/min，查上海立新液壓公司的產(chǎn)品樣本書選取流量為115L/min，通徑DN=20mm，管式單向閥。型號：S20A.2、電磁溢流閥的選型該閥處于泵的出口處，主要其安全卸荷作用，流量不大，查華德公司的產(chǎn)品樣本書選取流量為40L/min，通徑DN=10mm的電磁溢流閥。型號：DBW10B。3、板式溢流閥（安全閥）作安全閥用的溢流閥就要有較高的調(diào)定壓力，按無桿腔的最大壓力26MPa，查上海立新公司的產(chǎn)品樣本書選取壓力為31.5MPa，通徑為DN=10

45、mm的直動式溢流閥。型號：DBW20B-1-30/315G24NZ5L4、液控單向閥液控單向閥在這里主要是為了防止無桿腔壓力過大，油液回流損壞液壓元件。按伺服閥的額定流量80L/min查上海立新的產(chǎn)品樣本書選取通徑DN=20mm，壓差為0.4MPa的管式液控單向閥。型號：S20A026、球閥的選型該球閥安裝在控制油路和回油路上的清洗過濾器上，按回油路上的最大流量，即空載時的最大回油流量49.5L/min查賀德克公司的產(chǎn)品樣本書選取通徑DN=20mm的球閥。型號：KHB-G3/4.在控制油路上的力量較小，選取通徑DN=6mm的球閥，型號：KHB-G1/4。7、電磁換向閥的選型該電磁換向閥的作用主

46、要是為伺服閥出口的壓力較低，難以打開液控單向閥時，提供高壓油打開液控單向閥，流量較小，故查賀德克公司的產(chǎn)品樣本書選取流量為12L/min,壓力為50MPa的高壓電磁換向閥。型號：4WE10E-30/CG24NZ5L3.7 液壓輔件的設(shè)計計算與選型3.7.1 油箱的設(shè)計 油箱的作用：儲存油液 散掉系統(tǒng)累計的熱量 促進油液中空氣的分離 沉淀油液中的污垢 油箱容量的計算 初始設(shè)計時，先按經(jīng)驗公式V=aQ確定油箱的容量； 式中：a經(jīng)驗系數(shù)，查機械設(shè)計手冊取a=5 Q液壓泵每分鐘排出壓力油的容積 由V=484L查機械設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)油箱容積為560L。圖3.1液壓油箱油箱尺寸長、寬、高按1:1:1設(shè)計為8

47、00mm,1200mm,800mm。油箱上蓋厚6mm，其他側(cè)面厚4mm，郵箱上蓋距油箱上邊緣20mm，油箱支架高150mm，所以油箱總高913mm,支架用10mm厚的鋼板焊接。油箱底面傾斜2°便于吸油和放油。油箱的清洗孔大400mm。隔板厚2mm，長630mm,高566mm,占油箱容積高度的76%，為防止油箱安裝時傾斜，放油不徹底，在隔板底部靠近油箱壁處開高50mm的等邊三角形孔便于放油。油箱隔板設(shè)計成活動式，即可以取換，在安裝隔板的位置兩邊焊接3號角鋼，中間安放隔板。油箱所有焊接均采用三角形角焊，焊接高度為5mm。焊接后要經(jīng)敲打，除去所有焊渣，并要有較好的密封性。3.7.2 閥塊的

48、設(shè)計（1）液壓閥塊的設(shè)計步驟： 確定設(shè)計部分的閥的類型和個數(shù) 確定油路的走向 確定各閥在閥塊上的安放位置 確定通道孔徑，并確保通道之間的距離不小于5mm。 繪制閥塊圖（2）該課題中閥塊的設(shè)計該系統(tǒng)中的閥塊設(shè)計，主要是將靠近液壓缸的各閥集成在一個閥塊上，設(shè)計部分包括六個閥，如閥塊部分原理圖。閥塊的設(shè)計采用分層法，其油路的走向如閥塊油路平面透視示意圖。圖3.2閥塊的設(shè)計閥的安放位置：將伺服閥安放在閥塊上面，將與伺服閥相連的液控單向閥放在連接孔的兩個側(cè)面，便于連接和避免與其他的孔相交，兩個相連的直動式溢流閥安放在閥塊左側(cè)，朝向相同，閥塊的出油孔和進油口盡量安放在閥塊的一側(cè)，且保證管接頭互不干涉。閥塊

49、的底面不安裝液壓閥，只用于固定。為保證設(shè)計的閥塊體積最小和不干涉的情況下，左面的兩個閥之間的距離設(shè)計為10mm，且兩個閥的邊界均和閥塊邊界相齊。3.7.3 管道尺寸的確定在液壓控制系統(tǒng)中，常用的管道有鋼管、銅管、膠管、尼龍管和塑料管等。但銅管能承受的壓力較低，價格貴，且易使油氧化；尼龍管在低壓系統(tǒng)中使用；塑料管一般只作回油管使用；而鋼管能承受的壓力較大，價格便宜，所以在本系統(tǒng)中管道全部采用鋼管。在這個系統(tǒng)中由于各段油路中的流量不一致，為了節(jié)約成本需分段設(shè)計。管道共分為四段（1）吸油管道（2）壓油管道（3）回油管道（4）控制油管道管道內(nèi)徑的計算按式計算： 式中：該段液體的流量 V液體的流速 推薦

50、流速：吸油管V12m/s 壓油管V36m/s 回油管V1.52.5m/s（1）吸油管道的設(shè)計取泵的最大輸出流量=96.8L/min,流速取推薦值V=2m/s計算； （4-3） =0.032m故查機械設(shè)計手冊取通徑為DN=32mm，外經(jīng)為42mm，管子壁厚6mm,公稱壓力31.5MPa。管接頭連接螺紋M42×2（2）壓油管道的設(shè)計取伺服閥的最大空載流量=80L/min,流速取推薦值V=5m/s計算； =0.018m故查機械設(shè)計手冊取通徑為DN=20mm，外經(jīng)為28mm，管子壁厚4mm,公稱壓力31.5MPa管接頭連接螺紋M27×2（3）回油管道的設(shè)計假設(shè)空載時推動液壓缸運動的全部油液經(jīng)回油管回油，其流量=49.5L/min,流速取推薦值V=2m/s計算； =0.0203m故查機械設(shè)計手冊取通徑為DN=20mm，外經(jīng)為28mm，管子壁厚14mm,公稱壓力31.5MPa管接頭連接螺紋M27×2（4）控制油管道的設(shè)計控制油主要是為伺服閥的控制油口提供油液，流量較小，流速較小，故直接選取管道通徑為6mm的管道即可滿足要求。3.7.4 其它元件的選型其他元件的選型包括壓力表和壓力表開關(guān)的選擇，泵出口處精過濾器的選擇和控制油路及回油路上的過濾器的選擇，為了檢修和測壓方便的測壓接頭。在該系統(tǒng)中的壓力表安裝在泵出口處，伺服閥的入口處，用于檢測泵的出口壓力和閥的進口