【正文】 動(dòng)，如果有，在壓 力機(jī)上加上減震器就可以了。閥板也要專門設(shè)計(jì) ，這樣有利于批量生產(chǎn)和安裝維護(hù)。所以這里決定采用閉環(huán)控制。 因?yàn)殡娖鞣答佇问揭环矫嫠噪娏骰螂妷鹤鳛樾盘?hào)流，信號(hào)處理靈活、迅速、功率小、系統(tǒng)的開環(huán)增益調(diào)整方便、系統(tǒng)易實(shí)現(xiàn)校正。從液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的角度講，由于電液比例方向閥具有截流作用，他和液壓缸的組合就相當(dāng)于定壓截流調(diào)速回路。 經(jīng)研究表明在節(jié)流閥通流面積 TA 一定的情況下，重載工 況 比輕載工 況 的速度剛性差；而在相同負(fù)載下，通流面積 TA 大時(shí)亦即液壓缸速度高時(shí)速度剛性差，所以這種回路只適用于低速輕載場(chǎng)合 。 根據(jù)工 種，其中液控單向閥保壓和蓄能器保壓是比較典型的兩種。設(shè)計(jì)油源時(shí)要求有卸荷回路，此系統(tǒng)采用帶電磁閥的先導(dǎo)式 溢流閥來完成。同時(shí)較高的壓力可以減小壓縮性容積和減小油液中所含空氣對(duì)體積彈性模量的影響，有利于提高液壓固有頻率，即系統(tǒng)的響應(yīng)速度。且認(rèn)為最大負(fù)載力與最大速度同時(shí)出現(xiàn)，即 max m s? NFL 5max ?? 。 3 3 3m a x m a x 1 0 . 1 5 7 . 8 5 1 0 1 . 1 8 1 0 7 0 . 6 5 m inQ v A m s L??? ? ? ? ? ? ? 為了補(bǔ)償泄漏，將流量擴(kuò)大 20%。閥的辨別能力是很好的。從大的方面分析，對(duì)數(shù)頻率特性法 分三步。也可以將每一個(gè)微分方程式分別拉氏變換后，得出分的傳遞函數(shù)后，再經(jīng)過輸入輸出變量的抵消與化簡(jiǎn)得出總的傳遞函數(shù)。用對(duì)數(shù)頻率特性法研究閉環(huán)系統(tǒng)，主要是先繪制閉環(huán)控制系統(tǒng)的開環(huán)波德圖，然后根據(jù)開環(huán)波德圖來研究閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性及快 速性?？梢婎l率特性就是特殊輸入下的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，即系統(tǒng)傳遞函數(shù)的特例。那么總的對(duì)數(shù)頻率特性就是每一個(gè)典型環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)頻率特性之和。若計(jì)算出的 勞斯陣列中的第一列元素不為零且均為正，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)是不 穩(wěn)定的。一般要求 0 400b rad s? ?? 。一般工程系統(tǒng)中只提出穩(wěn)態(tài)誤差的要求。 以上是對(duì)總的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的步驟與方法進(jìn)行分析與選擇。所以，求出的 0cK 應(yīng)乘以 34 ，即： 12 12 30 39. 73 10 7. 3 104cK m s P a??? ? ? ? ? ? 1 2 63314 4 7 . 3 1 0 5 0 7 . 3 4 7 0 0 1 0 0 . 0 1 63 3 7 . 8 5 1 0 2 . 0 9 1 0c t ehtKMAV ??? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 由于 h??? 的計(jì)算值較小，取 ???? （系統(tǒng)阻尼比 h? 受系統(tǒng)總流量壓力系數(shù) cK 和黏性阻 尼系數(shù) pB 等多種參數(shù)影響，由于參數(shù)估算誤差而造成 h? 的計(jì)算誤差。 ⑴ 求特征方程 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?111G s G s H ss G s H s G s H s H s? ? ? ??? 其中： ??s? — 系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) ?? ??G s H s — 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) ??Hs— 系統(tǒng)反饋傳遞函數(shù) ??Gs— 系統(tǒng)前向通路傳遞函數(shù)的乘積 ? ?? ?? ?2222223222 0 .213 0 3 3 0 3 112 0 .213 0 3 3 0 312 0 .213 0 3 3 0 31181 2 0 .2183 0 3 3 0 3fKssssK HssssKHsss s KKs s s?????????? ? ????????????????? ? ???????? ? ? 系統(tǒng)的特征方程為： 3221 2 18303 303s s 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） 39 特征方程的各系數(shù)為： 0 21303a ? 1 ? 2 1a? 3 18a? ⑵ 運(yùn)用勞斯判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性 勞斯判據(jù)：三階系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為特征方程的各系數(shù)大于零，且1 2 0 3aa aa? 。對(duì)于長值負(fù)載誤差和供油壓力誤差的計(jì)算可用更為簡(jiǎn)單的靜態(tài)方塊圖求解。系統(tǒng)的誤差包括 跟隨誤差、干擾誤差以及靜態(tài)誤差。 0 分貝線移動(dòng)的距離即為所求系統(tǒng)開環(huán)增益，即 1. 25 120 l g 25 l g 1. 25 10 18K dB K dB K s??? ? ? ? ? ? ???? ⑶ 求各控制器的增益 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 36 圖 48 對(duì)數(shù)幅頻特性曲線 圖 49 對(duì)數(shù)相頻特性曲線 143 a d f qK K K K KA? ① fK VK m? 由靜態(tài)設(shè)計(jì)中選出的傳感器計(jì)算得到 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 37 ② qK 由科技論文式（ 8）得到 ? ?314Lq d P B s LvQK C W p px ???? ? ?? 0 34 sq d P B pK C W ??? 其中： dC — 閥口流量系數(shù) ?? PBW? — 閥口截面系數(shù) 33 . 1 4 2 5 1 0PBW D m? ?? ? ? ? ? sp — 供油壓力 21sp MPa? ?— 油液密度 3900kg m? ? 6230 3 3 2 1 1 00 . 6 3 . 1 4 2 5 1 0 5 . 44 4 9 0 0sq d P B p mK C W s? ?? ???? ? ? ? ? ? ? ? ???? ③ dK 當(dāng)流量為 33m ax 1 .1 8 1 0 mQ s??? 時(shí)，計(jì)算閥的開口量： ? ?1d P B v s LQ C W x p p???? ? ?3 4631 . 1 8 1 0 2 . 7 1 01 7 . 6 2 1 00 . 6 3 . 1 4 2 5 1 0900vd P B s LQxmC W p p?? ????? ? ? ??? ? ? ? ? 據(jù)《液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 96P 表 319 查得并按上式計(jì)算所得的 vx 進(jìn)行估算得： 4 10d mK A??? ④ aK 143 a d f qK K K K KA? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 38 0qqKK? 3130013 1 8 3 7 . 8 5 1 0 2 . 1 84 4 4 0 . 5 4 1 0 1 6 . 6 7 5 . 43ad f qd f qAKKAKK K K VK K KA??? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 根據(jù)伯德圖及系統(tǒng)傳遞函數(shù)計(jì)算系統(tǒng)的性能 穩(wěn)定性 用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。位移傳感器的增益為 fK 。靜態(tài)誤差是一些非線性因素引起的穩(wěn)態(tài)誤差?？刂葡到y(tǒng)的準(zhǔn)確性主要是系統(tǒng)的精度要求，也即誤差要求。 b? 是指在閉環(huán)波得圖上，當(dāng)幅頻特性的增益下降到零頻率處增益值以下 3dB 時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性有許多方法，其中最具有代表性的有兩種，一種是勞斯判據(jù)；另一種是對(duì)數(shù)頻率特性的穩(wěn)定性判據(jù)。同樣任何頻率特性函數(shù)也都是典型環(huán)節(jié)的頻率特性函數(shù)之積。從中可以看出，頻率 響應(yīng)函數(shù)是傳遞函數(shù)的一個(gè)特例。首先據(jù)系統(tǒng)的元件方塊圖寫出每一個(gè)元件或幾個(gè)元件綜合 的傳遞函數(shù)，再將這些傳遞函數(shù)組成系統(tǒng)傳遞函數(shù)方塊圖，然后通過對(duì)傳遞函數(shù)方塊圖的簡(jiǎn)化，得出總的傳遞函數(shù)，即系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)和閉環(huán)傳遞函數(shù)。這些微分方程式經(jīng)過簡(jiǎn)化可以得出總的關(guān)于最終輸入和最終輸出的微分方程式。此設(shè)計(jì)中，采用對(duì)數(shù)頻率特性法（ 伯 德圖法）進(jìn)行分析 。 min/ LQ ? 時(shí)的額定電流為 30%。 4 0 0 3 0 0 4 0 0 4 0 0 1 1 0 0BL Z J S? ? ? ? ? ? ? 15 105BLd?? 其中 ： BL — 活塞桿與缸筒的總長 S— 活塞桿行程 400S? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 24 2612210K BEIP KL? ?? 1 KKPP n? 據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 第 五 卷 29121?P 表 21616其中 ： 1E — 實(shí)際彈性系數(shù) 521 1 .8 0 1 0E N m m?? I — 活塞桿截面慣性矩 460 .0 4 9 1 .1 8 1 0Id ?? ? ? Kn — 安全系數(shù) 6Kn ?? 取 5?Kn K — 液壓缸安裝及導(dǎo)向系數(shù) 據(jù)表 21617 查得 ? 1P — 活塞桿受力 NFP L 5m a x ??? KP — 計(jì)算得活塞桿最大理論受力 2 5 6 6 523 . 1 4 1 . 8 0 1 0 1 . 1 8 1 0 1 0 6 9 . 2 3 1 00 . 2 5 1 . 1KPN?? ? ? ? ?? ? ?? 514 .5 7 10KKP Nn ?? 1 KKPP n? 活塞桿穩(wěn)定性符合要求 計(jì)算液壓缸實(shí)際 面積 2 2 3 21 11 3. 14 0. 1 7. 85 1044A D m? ?? ? ? ? ? ? 32211 102A A m?? ? ? 比例閥選型計(jì)算 計(jì)算通過比例閥的負(fù)載流量 據(jù)《液壓控制系統(tǒng)及設(shè)計(jì)》 262P 表 610 選比例閥閥芯機(jī)能為 2O 型，則PA? 的節(jié)流口面積是 PB? 節(jié)流 口面積的 12 倍。大約為總受力的 5%。 作過程可知，在控制系統(tǒng)中需要加入保壓回路、釋壓 回路、平衡回路，在油源設(shè)計(jì)時(shí)需加入泄荷回路。平衡回路是為了防止壓力機(jī)停機(jī)時(shí)滑塊在重力的作用下自行下行，在回路中設(shè)計(jì)了平衡回路，即在回油路上加了一個(gè)平衡閥。而對(duì)于此系統(tǒng)來講，不要求速度的精確性，也不過多計(jì)較功率損失，所以基本回路采用閥控缸，即定壓節(jié)流調(diào)速回路。這里的節(jié)流閥就是電液比例方向閥。但同時(shí) 為了實(shí)現(xiàn)別的控制功能，必須在基本控制系統(tǒng)中加入一些基本回路。 對(duì)于此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，其功率不是太大，活塞桿行程較短且為直線運(yùn)動(dòng)，所以選用閥控缸動(dòng)力元件。閉環(huán)控制系統(tǒng)主要用于對(duì)外界干 擾敏感，控制精度要求高的場(chǎng)合。所以對(duì)于精度要求不高的系統(tǒng) 應(yīng)用電液比例方向閥代替伺服閥是非常有實(shí)用價(jià)值的。對(duì)于控制系統(tǒng)，主要注意周圍不能有強(qiáng)的磁場(chǎng)干擾。即穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性 的要求。根據(jù)一般塑性材料的變形規(guī)律可知，對(duì)于塑性材料其變形分為彈性階段、屈服階段和強(qiáng)化階段。還要控制 上工作臺(tái) 給工件的 力的大小。 ⒈ 連接結(jié)合面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值 ? ?M P aWMFCCCZFAWMAZFmbmp2550050050011m a x244400??????????????????????? ??????? 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 79P 表 56得 M P aM P asp 430 ???? ?? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 13 故 連接接合面下端滿足要求 ⒉連接結(jié) 合面上端的校核 即 :滿足 0min ?p? 1m in0??????????? ????M P aWMFCCCZFA mb mp? 故滿足要求。 上工作臺(tái) 和活塞桿采用法蘭連接。下底 面加工出 8 個(gè) 8M 的螺紋孔，用來與下箱體連接。 其具體尺寸形狀如 圖 31 所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 11 圖 31 ⑵ 導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)副的選擇 由于液壓壓力機(jī)采用 雙 立柱滑塊形式，滑塊以 兩 個(gè)立柱作為導(dǎo)軌，在上下平板之間滑動(dòng)。 設(shè)計(jì)立柱中間部分的直徑為 40 mm，螺紋部分的公稱直徑為 30 mm。在軸向外力作用下，螺紋部分總的受力為外力 F 與 殘 余預(yù)緊力 1F 之和 ，即 2F 1FF?? 。 ? ? 375 M Pan?? ? ? ? 其 中 ： ??? — 許用應(yīng)力 對(duì)工作臺(tái)立柱進(jìn)行受力分析，并計(jì)算其最小直徑。鋼號(hào)為 50，經(jīng)正火處理后強(qiáng)度高，切削性中等，塑性、韌性較差。從曲線上分析， 對(duì)于朔性材料來講，在屈服應(yīng)力下將發(fā)生朔性變形，這樣屈服應(yīng)力的反力便是工件對(duì)工作臺(tái)的 反 作用力 。 兩 個(gè)立柱用螺栓固定在 主梁與下工作臺(tái) 之間。對(duì)于液壓控制系統(tǒng)，采用閉環(huán)位置控 制，還要加進(jìn)去計(jì)算機(jī)程序控制。 工作臺(tái) 主要是由上下兩個(gè)工作臺(tái)及其主梁和雙立柱組成。設(shè)計(jì)