【正文】 這些熱量除了一部分散發(fā)到周圍空間，大部分使油液及元件的溫度升高。 蓄能器：短時間供應(yīng)大量油液，減小液壓沖擊和壓力脈動。 位置 5：結(jié)晶器速度 =0，鑄流速度 =拉坯速度 =4m/min，結(jié)晶器處于最低位置； 位置 6：結(jié)晶器速度向上加速到 4m/min，鑄流速度 =拉坯速度 =4m/min，二者等質(zhì)反向； 位置 7：結(jié)晶器向上加速到最大值 ，鑄流速度 =拉速 =4m/min，二者相對速度最大。 第四章 、結(jié)晶器正弦振動液壓伺服系統(tǒng)的設(shè)計 液壓伺服系統(tǒng)是由液壓控制元件和液壓執(zhí)行元件組成的動力裝置及控制系統(tǒng) .該系統(tǒng)具有體積小、重量輕、響應(yīng)速度快、控制精度高、調(diào)速范圍寬、可實現(xiàn)任意軌跡的運動特點 .因此 ,結(jié)晶器正弦振動采用液壓伺服控制系統(tǒng)是可行的 . 、結(jié)晶器振動參數(shù)計算 、負滑脫量計算 在結(jié)晶器下振速度大于拉坯速度時，稱為“負滑脫”。同時，因為采用這種獨 立的控制器，使我們整個系統(tǒng)的啟動時間更短，維護更容易。 結(jié)晶器振動技術(shù)是連鑄的一個基本特征 ,基于不同的理論 ,結(jié)晶器振動技術(shù)也經(jīng)歷了復(fù)雜的過程 ,早期主要由凸輪實現(xiàn)的 非正弦振動 ,由于波形單一 ,在線不能調(diào)節(jié) ,未能實現(xiàn)振動波形的優(yōu)化 。其特點是結(jié)晶器的上升時間長且速度平穩(wěn)，可顯著的減小對坯殼的拉伸應(yīng)力：下降時間短且保持了較大的負滑動量，可對坯殼施加較大的壓縮應(yīng)力。當(dāng)然，現(xiàn)在所采用的非正弦振動與早期的非正弦振動雖然振動波形同為非正弦，但其目的和實現(xiàn)方式上二者有本質(zhì)的區(qū)別。曲線生成器通過液壓缸傳來的壓力信號和位置反饋信號來修正振幅和頻率。通過改進，滿足連鑄工藝的要求。 經(jīng)驗主義的研究方法 ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。 問題定義 ..................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 設(shè)計內(nèi)容 使用 液壓振動裝置取代電機驅(qū)動偏心輪結(jié)晶器振動裝置，設(shè)計液壓振動裝置的液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，使新的電液伺服驅(qū)動的結(jié)晶器振動裝置與傳統(tǒng)的直流電機或交流電機驅(qū)動偏心凸輪的結(jié)晶器激振系統(tǒng)相比，具有能實現(xiàn)正弦振動、易于實現(xiàn)計算機控制、 布置方便。經(jīng)過修正的振動曲線信號轉(zhuǎn)換成電信號來控制伺服閥。 振動形式分析 在結(jié)晶器振動技術(shù)發(fā)展過程中，在振動形式及振動裝置的結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了多種多樣的形式。負滑脫時間明顯減少，這符合前面提到的縮短 ，有利于改善鑄坯表面質(zhì)量的論述。由于采用偏心機構(gòu)使機械動作更加簡便 ,故結(jié)晶器正弦振動得到了發(fā)展 ,并不斷地對其振動參數(shù)進行優(yōu)化 ,實現(xiàn)高頻振動以改善鑄坯表面質(zhì)量 。 液壓振動結(jié)晶器的工藝設(shè)備 結(jié)晶器電液伺服振動系統(tǒng)組成見圖 1, 它由伺服系統(tǒng)、傳動機構(gòu)、液壓油源、上位機、波形生成器、下位控制機等幾部分組成 1 數(shù)字波形生成器由帶模擬量的FP0 型 PLC 及控制電路構(gòu)成 , 結(jié)晶器是通過閥控缸液壓動力元件驅(qū)動振動機構(gòu)實現(xiàn)其往復(fù)振動的 , 而振動伺服閥的控制信號來自波形生成器 , 結(jié)晶器鞍座的位置通過位移傳感器反饋到下位控制機和伺服控制器 , 經(jīng)過電流負反饋放大器后驅(qū)動電液伺服閥構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng) 1 利用計算機與數(shù)字波形發(fā)生器 通信 , 可以非常方便地產(chǎn)生各種指令波形 , 通過模糊 P ID 控制可以使系統(tǒng)輸出跟蹤指令信號從而獲得所要求的振動規(guī)律 1 為了保證系統(tǒng)的跟蹤精度 , 系統(tǒng)中設(shè)有蓄能器以吸收各類波動和沖擊 . 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 圖 結(jié)晶器電液伺服振動裝置結(jié)構(gòu)及控制原理 伺服缸是由特殊設(shè)計的起動力很小的液壓缸、電液伺服閥和位移傳感器組裝在一起構(gòu)成的 ， 和伺服控制器一起完成將電壓指令信號轉(zhuǎn)換成液壓缸位移輸出的閉環(huán)控制 。負滑脫量 ? 的定義為： m a x 100%vvv? ???拉拉 式中 ?負滑脫量， %； maxv 結(jié)晶器振動時的最大速度， m/min。 位置 8：結(jié)晶器回到初始位置，結(jié)束了一個周期的循環(huán)，下一循環(huán)開始。 、液壓元件的設(shè)計 、 伺服缸的選擇 在前面已經(jīng)對液壓缸進行了初步的估算，根據(jù)手冊最終確定了液壓缸的實際尺寸，所以這里不需要單獨設(shè)計。如果油液溫度過高，將嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng) 的正常工作一般規(guī)定液壓油的正常使用范圍為15~65℃。 b、冷卻器的選擇： 在液壓系統(tǒng)中，因液壓泵、馬達、液壓缸的容積損失和機械損失，或控制元件及管道的壓力損失和液體摩擦損失等消耗能量，幾乎全轉(zhuǎn)化成熱量。 冷卻器：冷卻油液。由于結(jié)晶器為上下運動，而鑄流為連續(xù)向下運動，這樣在各個位置時的運動情況就有所不同，現(xiàn)分析如下： 位置 1：結(jié)晶器速度 =0，鑄流速度 =拉坯速度 =4m/min，結(jié)晶器在最高位置點； 位置 2：結(jié)晶器速度加速到 4m/min，鑄流速度 =拉坯速度 =4m/min，二者等質(zhì)同向，相對速度為 0，開始負滑脫； 位置 3：結(jié) 晶器向下加速到最大速度 ，鑄流速度 =拉坯速度 =4m/min，結(jié)晶器速度超過拉坯速度，并達到最大值； 位置 4：結(jié)晶器速度達到最大后減速到 4m/min，鑄流速度 =拉坯速度 =4m/min，結(jié)晶器速度減到等于位拉速，負滑脫結(jié)束。 上位機用于 工業(yè)矩陣設(shè)置、圖形實時顯示等工作 1 控制系統(tǒng)軟件由管理程序和控制程序組成 1 管理程序包括菜單與界面模塊、報警處理模塊、圖形處理模塊、輸入給定參數(shù)模塊、通訊模塊、數(shù)據(jù)采集子模塊等 1 控制程序包括控制內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 20 算法程序模塊、給定波形生成模塊等 。采用這種獨立式控制器的主要優(yōu)點為：具有極強的專用性，免于其他控制系統(tǒng)的干擾；具有快速的動態(tài)反應(yīng)能力；高度的可靠性；易于與不同的控制系統(tǒng)進行模塊式的組合，具有通用性特點。但是，上式中變量缺少了振幅 s 的影響，仍不能對結(jié)晶器振動的影響作出滿意的評價。圖 示出了非正弦振動的位移曲線和速度曲線。 從表 結(jié)晶器振動技術(shù)的發(fā)展來看，結(jié)晶器震動經(jīng)歷了早期的非正弦振動到正弦振動方式，目前又發(fā)展到非正弦方式的過程。 正弦和非正弦曲線振動靠振動伺服閥控制，而振動伺服閥的空子信號來自曲線生成器，主控室的計算機通過 PLC 控制曲線生成器設(shè)定振動曲線（同時也設(shè)定振幅和頻率）。 設(shè)計目的 針對傳統(tǒng)的電機驅(qū)動偏心輪結(jié)晶器振動裝置存在的缺點，設(shè)計電液伺服驅(qū)動的結(jié)晶器振動裝置及計算機控制系統(tǒng)。 理性主義的研究方法 ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。 結(jié)構(gòu)化的隨機語言模型 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。本設(shè)計采用計算機控制的電液伺服結(jié)晶器激振系統(tǒng)，可以方便地產(chǎn)生各種振動規(guī)律，實現(xiàn)控制過程監(jiān)督、實時顯示并根據(jù)拉坯速度實時修改振動參數(shù)，提高連鑄坯質(zhì)量和提高金屬收得率，從而實現(xiàn)連鑄過程的自動化。只要改變曲線生成器即可改變振動波形、振幅和頻率。目前，在工業(yè)生產(chǎn) 中應(yīng)用量最多的主要是正弦波模式。同時，在非正弦振動中， ， 互為減函數(shù)關(guān)系， 減少相應(yīng)增大了正滑脫時間 ，可以保證保護渣的有 效提供。目前開發(fā)的液壓振動 ,波形選擇范圍寬 ,并且調(diào)節(jié)容易 ,振動機構(gòu)具有很高的穩(wěn)定性 ,對于改善結(jié)晶器內(nèi)的潤滑效果 ,降低摩擦阻力以及為初始凝殼的順利形成創(chuàng)造了最合適的條件 ,可以實現(xiàn)連鑄過程振動的最優(yōu)化 .對于改善鑄坯表面質(zhì)量 ,提高拉坯速度 ,液壓振動技術(shù)將以其突出的優(yōu)越性在連鑄生產(chǎn)中獲得廣泛地應(yīng)用 .當(dāng)然，無論哪種振動方式，結(jié)晶器振動對于 潤滑的影響，尚需進一步深入研究，以得到令人滿意的使用模型。 伺服缸尺寸根據(jù)負載匹配 ； 由于系統(tǒng)對可靠性及頻率響應(yīng)要求很高 , 故選用無節(jié)流小孔、高頻響的電反饋式伺服閥 ； 系統(tǒng)選 用恒壓變量泵加蓄能器穩(wěn)壓 ； 位移傳感器選用差動變壓器式直流位移傳感器 。 v拉 拉坯速度， 4m/min。 從總的情況看：正玄振動方式采用高頻率、小振幅、較大的負滑脫量的振動較為有利。 選用力士樂公司雙伸桿伺服液壓缸 產(chǎn)品型號： CGS 280 E 160 100 500 T 1X /066 Z B A D L 技術(shù)指標(biāo)如下： 額定壓力： 28Mpa 油 溫： 35~50 供油壓力： 20Mps 粘 度： 35~55/ 、液壓泵的選擇 式中 — 液壓缸的最大工作壓力 — 從液壓泵的出口到液壓缸入口之間的管內(nèi)損失， 的準(zhǔn)確計算，由手冊查得： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 29 =（ ~） MPa 取 = 24+ 25=25MPa : 為使液壓泵有一定的壓力儲備所選的額定壓力一般要比 工作壓力大 25％ ~60％ 根據(jù)計算的結(jié)果，查手冊得 選用 力士樂公司 的 A4VSG 125 HS1/22RPPB10H029U壓力補償變量型斜盤式軸向柱塞泵 排量 186L/min 額定轉(zhuǎn)速 1500r/min 額定壓力 35MPa 驅(qū)動功率 109kw 壓力補償變量泵的雙彈簧控制泵的流量和壓力特性兩者的變化按恒功率的關(guān)系變化。通過冷卻器可以控制油液的溫度，使之適合系統(tǒng)的工作要求。根據(jù)《機械設(shè)計手冊》第 4 卷，選取低壓管式紙質(zhì)過濾器，其型號為 ZU－ A25 10S。 單向筏：使液壓缸具有自鎖功能。 負滑脫時間 ft 的確定： 當(dāng)結(jié)晶器下振動的速度大于拉坯速度時就出現(xiàn)負滑脫，在本設(shè)計中拉坯速度v拉 =4m/min，設(shè)開始出現(xiàn)負滑脫的時間 1t ，則有 14 ? 則 1t 4arcsin 2T? ?? = 負滑脫總時間 12( )4f Ttt?? ( 0. 03 07 )4? ? ? = 結(jié)晶器的位置、速度曲線和鑄流速度曲線（從結(jié)晶器的最高位置開始）如下 圖所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 23 曲線3曲線2曲線1下降上 升 圖中，曲線 1 表示結(jié)晶器位置；曲線 2 表示結(jié)晶器的速度；曲線 3 表示鑄流速度； ft 表示負滑脫時間。 整個計算機