【正文】 ⑴ 跟隨誤差 此系統(tǒng)為Ⅰ型系統(tǒng)，對階越 輸入信號不存在穩(wěn)態(tài)位置誤差，對于斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差（即最大速度時(shí)的速度誤差）為： Ae m mK? ? ? 其中： A — 最大速度 m ax v m s?? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 40 ⑵ 干擾誤差 此系統(tǒng)中的干擾為負(fù)載力 LF 和供油壓力 sp ，二者都是常量。勞斯穩(wěn)定性判據(jù)是一種代數(shù)判據(jù)，它利用系統(tǒng)特征方程的系數(shù)來判定系統(tǒng)是否穩(wěn)定。電液比例方向閥與液壓缸負(fù)載的總的傳函由科技論文式（ 24）給出，即 113 2 2134 44944ttq V c L c seePtt t ceVVA K X s K F s K A PX VM s M K s A s???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? 繪制出的傳遞函數(shù)方塊圖如圖 36. 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 31 圖 46 圖中： ??0Us— 輸入電壓 ??1Us— 反饋電壓 ??Us— 比較電壓 aK — 比例放大器增益 ??Is— 比例放大器輸出電流 dK — 比例電磁鐵增益 ??VXs— 比例電磁鐵輸出位移 qK — 比利閥流量增益 1A — 液壓缸無桿腔活塞面積 tV— 總壓縮容積 e? — 有效體積彈性模量 tM — 工作臺質(zhì)量 cK — 流量壓力系數(shù) LF — 外負(fù)載力 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 32 sP — 供油壓力 fK — 傳感器增益 ??PXs— 輸出位移 ⑶ 確定系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) ? ? ? ?? ?? ?13 2 21122223944432121a d f qtt t cea d f qA K K K KG s H sVM s M K s A sK K K KAs T s T sKs T s T s???????????? 其中： 開環(huán)傳遞函數(shù)增益 143 a d f qK K K K KA? 時(shí)間常數(shù) 2114293tttteeVVT M MAA???? 系統(tǒng)轉(zhuǎn)角頻率 21914 eh ttAT V M?? ?? 系統(tǒng)阻尼比 221144493t c ec t ettMK KMAV A V? ?? ?? ⑷ 求傳遞函數(shù)中各系數(shù)值 ① 液體有效體積彈性模量 700e MPa? ? ② 工作臺質(zhì)量 kg? ③ 液壓缸無桿腔面積 321 10Am??? ④ 液壓缸兩腔總控制容積 tV 如圖 37 122tVVV?? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 33 11V LA? 2 2 2V LA? S — 活塞桿行程 400S mm? 1 2 1 1 2 2V V L A L A? ? ? 1 2 2 122A A L L? ? ? 1 2 1 2 2,33SSL L S L L? ? ? ? ? 1 1 1 13SV L A A?? 3 3 311222 0. 4 7. 85 10 2. 09 1033t SV V A m??? ? ? ? ? ? ? ? 圖 47 ⑤ 求系統(tǒng)阻尼比 ? 據(jù)《液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 241P 表 66 公式： 20 32 cc WrK ? ?? 其 中： W — 閥的面積梯度 WD?? cr — 零開口徑向間隙 65 10crm??? ? — 液體動(dòng)力黏度 10 Pa s? ?? ? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 34 據(jù)《液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 234P 圖 66 查得 325 10Dm??? 據(jù)此求得： 323 . 1 4 2 5 1 0 7 . 8 5 1 0W D m? ??? ? ? ? ? ? ? ? 2262 1 2 30 23 . 1 4 7 . 8 5 1 0 5 1 0 9 . 7 3 1 03 2 3 2 1 . 9 8 1 0cc WrK m s P a? ??? ??? ? ? ?? ? ? ? ??? 從科技論文（ 9）式的推導(dǎo)可知，推出的 cK 與普通四通滑閥的 cpK 相差 34倍，即 34c cpKK?。其中干擾誤差和靜態(tài)誤差都可以用靜態(tài)方塊圖求簡，在此次設(shè)計(jì)中就是應(yīng)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 30 用靜態(tài)方塊圖求簡的?？刂葡到y(tǒng)的誤差包括動(dòng)態(tài)誤差和穩(wěn)態(tài)誤差 。0 b?? 稱為系統(tǒng)頻寬。勞斯穩(wěn)定性判據(jù)的基本原理是首先求出系統(tǒng)的特征方程，然后將特征方程的系數(shù)列入勞斯陣列，并計(jì)算陣列中的元素。通過求對數(shù)，將乘積變?yōu)橄嗉?。還可以這樣理解，給控制系統(tǒng)輸入正 弦信號，其輸出也是同頻率的正弦信號，只是幅 角和模變了，這樣求輸出與輸入的拉氏變換之比后得出系統(tǒng)傳函為 ： ? ? c os si n() sG s A ? ? ?? ????? ???? 在上式中，令 sj?? ，則 ? ? ? ?( ) ( ) jG s G j A e ?????? [用歐拉公式變換 ]。 系統(tǒng)傳遞函數(shù)求出后，便要通過傳遞函數(shù)來繪制對數(shù)頻率特性圖，即波德圖。這樣可以將總的微分方程式經(jīng)過拉氏變換得出總的傳遞函數(shù)。此方法的理論基礎(chǔ)是自動(dòng)控制原理。 電流調(diào)節(jié)范圍為 88% 30% 58%??。 通過比例閥的負(fù)載流量按最大速度確定。 繪制負(fù)載軌跡圖 負(fù)載軌跡圖如圖 44 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 21 /NfF F N? /GN /eFN /LFN 圖 44 假設(shè)各力都不隨時(shí)間變化。 保 壓回路 使系統(tǒng)在液壓缸不動(dòng)工藝僅有微小的位移下穩(wěn)定的維持住壓力，它 有許多 控制系統(tǒng)方塊 圖見 圖 42 據(jù)系統(tǒng)原理圖及控制方案得出控制系統(tǒng)方塊圖 圖 42 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 19 圖 43 靜態(tài)設(shè)計(jì) 工作 壓力的選擇 由于液壓壓力機(jī)需輸出較高的力，且為了縮小液壓動(dòng)力元件、液壓能源裝置和連接管道部件的尺寸，取 系統(tǒng)工作壓力 為 MPap 25? 。在工作時(shí)他可以作為背壓來保證平衡，停機(jī)時(shí)又可以作為平衡閥來抵消重力。 在調(diào)速回路的基礎(chǔ)上，需要加入其它回路。定壓節(jié)流 調(diào)速回路具有兩個(gè)回路特性，一是液壓缸工作速度與負(fù) 載之間的關(guān)系，稱 為調(diào)速回路的速度負(fù)載特性。而且 需要設(shè)計(jì)出合理的油源部分來為電液比例方向閥進(jìn)行能量輸入以達(dá)到控制目的。對于控制系統(tǒng)的反饋形式， 則采用電器形式的反饋。而且應(yīng)用閉環(huán)控制可以用一些簡單的元件經(jīng)過合理的組合組成一個(gè)精確的系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的電源需要專門設(shè)計(jì)，以適應(yīng)不同電壓用電設(shè)備的供電。這樣就不用考慮由磁場干擾引起的系統(tǒng)誤差了，不僅簡化了設(shè)計(jì)還降低了成本。穩(wěn)定性要求是保證系統(tǒng)正常工作的前提條件，如果系統(tǒng)不穩(wěn)定，發(fā)生震蕩 ，那么系統(tǒng)就不能正常工作。從 ??? 曲線上可以看出材料在屈服階段和強(qiáng)化階段的應(yīng)力變化相差不是太大，而相同外力作用下變形是很大的 。壓力大小一經(jīng)設(shè)定在這里是不變得，所以這內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 14 里主要對速度和位置進(jìn)行控制。 校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 69P 式 55 10 )~( AF S?? 211 41,37 5 dAM P aS ?? ??? 取預(yù)緊力下限： 即 04421 FNNAs ??????????? 因此滿足要求故螺 栓滿足要求 第 4 章 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì) 分析設(shè)計(jì)要求 液壓壓力機(jī)的主要用途是對工件進(jìn)行壓力加工，使其產(chǎn)生一定的塑性變形，達(dá)到設(shè)計(jì)者的要求。法蘭的尺寸據(jù)上工作臺 上的連接螺紋孔的分布尺寸和活塞桿頭部螺紋尺寸來確定。其具體尺寸見零件圖。為減小摩擦，提高液壓壓力機(jī)性能，在導(dǎo)軌和滑塊之間采用直線滾動(dòng)導(dǎo)套副連接。同時(shí)據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 第二卷 1165?p表 35 選連接立柱與 主梁 的六角厚螺母。據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書 83P 選擇 ,)~(1 FF ? ， ?選 ? ?? 。 中間部分受力 由于工作臺受工件的反作用力 F=10T。用于要求強(qiáng)度較高、耐磨性或彈性，動(dòng)載荷及沖擊載荷不大的零件。對于脆性材料，強(qiáng)度極限是它對工作臺的反作用力 。 主梁 安裝液壓缸，液壓缸用法蘭與機(jī)架 主梁 連接。工作臺上的雙 立柱與 主梁與下工作臺 之間用螺母連接。上工作臺為可移動(dòng)平臺，在雙立柱上上下滑動(dòng)。設(shè)計(jì)底座來安裝液壓泵、電機(jī)、油箱。 將各種閥用焊接的方式固定在箱體內(nèi)的鋼架上，并用油管將其連接起來。順便將各個(gè)分部分的設(shè)計(jì)方案從大的角度上加以確定。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 4 圖 11 圖 12 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 5 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 總述 對于液壓壓力機(jī)來說，從總體上分析，它主要包括以下幾個(gè)部分。 集成塊－－由液壓閥及通道體組裝而成。 在此次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的就是上面提到的液壓控制式的液壓壓力機(jī)。其特征在于機(jī)架下端裝有移動(dòng)工作臺及與移動(dòng)工作臺聯(lián)接的移動(dòng)油缸，下模安放在移動(dòng)工作臺的上面。液壓機(jī)的行程是可變的，能夠在任意位置發(fā)出最大的工作力。二十世內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 2 紀(jì) 60 年代以后，鍛壓機(jī)械改變了從 19 世紀(jì)開始的，向重型和大型方向發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動(dòng)、精密、專用、多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展 。 最初人們?yōu)榱酥圃旃ぞ?，用人力、畜力轉(zhuǎn)動(dòng)輪子來舉起重錘鍛打工件 。制造業(yè)就是對各種材料進(jìn)行加工制造，使其符合人們的使用需要。在制造加工的方法中，壓力加工是不可缺少的一種加工方法。 這是最古老的鍛壓機(jī)械。于是出現(xiàn)了每分種行程 2021 次的高速壓力機(jī)、六萬千牛的三坐標(biāo)多工位壓力機(jī)、兩萬五千千牛的精密沖裁壓力機(jī)。液壓機(jī)工作平穩(wěn)，沒有震動(dòng)，容易達(dá)到較大的鍛造深度，最適合于大鍛件的鍛造和大規(guī)格板料的拉深、打包和壓塊等工作。 液壓壓力機(jī)的普遍外形如圖 所示。在 一開始，通過對國內(nèi)外先進(jìn)的液壓壓力機(jī)進(jìn)行參考與分析，設(shè)計(jì)了液壓壓 力機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，然后通過對液壓壓力機(jī)的作用及 性能 要求的 分析，設(shè)計(jì)了液壓控制系統(tǒng)。對液壓油實(shí)行方向、壓力和流量調(diào)節(jié)。分別為 機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 。 各分方案的選擇 方案一：將壓力機(jī) 設(shè)備本體 分成兩部分?？刂泼姘逯苯右较潴w前部適用于操作的地方。將閥板和底座合理的安裝在箱體中，組成一個(gè)小液壓站。雙 立柱當(dāng)成 上工作臺的導(dǎo)軌，同時(shí)雙立柱固定在主梁與下工作臺； 。箱體采用焊接式，箱體與工作臺之間用螺栓連接?；钊麠U前端 安裝在上工作臺上 ， 兩 個(gè)立柱作為 上工作臺 的導(dǎo)軌。對于確定的材料這兩種力都是定值，所以 工作載荷可以認(rèn)為是靜載荷。據(jù) 《機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊 》第一卷 P315 表內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 8 317 查得 50 號鋼的斷面收縮率 5? =14% ? 〉 40%，屬于塑性材料，其屈服應(yīng)力 375s MPa? ? ,σ b=630MPa. 液壓壓力機(jī)的工作臺所有組成零件（非標(biāo)準(zhǔn)件）都采用 50 號鋼，由于這種材料具有上述特點(diǎn)，它的切削性中等，有利于對工作臺各組成零件進(jìn)行切削加工。 其作用點(diǎn)在工作臺的 主梁 的中心。 2F 總拉力 ? NF 4105?? NF 441 ????? FCC CFF mb b??? 10 ?用金屬墊片（或無墊片） ?據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書 84P 中 選擇 )~(??mbbCC C , 取 ?? mb bCC C。其型號為 ：螺母 56GB M30 。將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。 ⑷ 主梁 尺寸設(shè)計(jì) 主梁 與 下 工作臺尺寸形狀基本相同，也加工出固定導(dǎo)軌立柱的孔。 上工作臺 與導(dǎo)軌采用 直線軸承 連接， 所以在 上工作臺 兩個(gè)對 角上加工出光孔，與 直線軸承 的外圈配合。液壓壓力機(jī)在完成一個(gè)工件的加工時(shí)，必須要經(jīng)歷幾個(gè)工作階段來完成一個(gè)工作過程。而對于工件來說，速度并不能決定其變形量，速度只是決定了一個(gè)工作過程所用的時(shí)間，所以速度控制不需要特別精確，而這里更重要的是位置控制。所以在一般變形情況下，不同變形所需要的力基本不變?？焖傩灾饕且笙到y(tǒng)對于指令信號響應(yīng)要快。 一般在廠房里沒有太大的沖擊和震