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旋阀式折弯机同步系统的优化设计

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-01-14 12:35:29 来源: 作者:用户67849    浏览次数:0    
摘要

锻压机械旋拥式折弯机同步系统的优化设计武汉市华中理工大学胡运南王运赣一旋阀式折弯机同步系统的原理与仿真本系统是旋阀式流量控制机液伺服同步系统。其工作原理如图所示。 当执行部件平行下移时,如果旋阀控制的两液压缸活塞同步运动,则反馈机构中的齿轮在齿条上作纯滚动,左右两端浮动,齿条悬挂在旋阀的齿轮上,不发生位移,即机构反馈量为零。 旋阀的左右两端控制流量窗口不相对转动,即窗口面积保持不变。 滑块承受偏载...

锻压机械旋拥式折弯机同步系统的优化设计武汉市华中理工大学胡运南王运赣一旋阀式折弯机同步系统的原理与仿真本系统是旋阀式流量控制机液伺服同步系统。

其工作原理如图所示。

当执行部件平行下移时,如果旋阀控制的两液压缸活塞同步运动,则反馈机构中的齿轮在齿条上作纯滚动,左右两端浮动,齿条悬挂在旋阀的齿轮上,不发生位移,即机构反馈量为零。

旋阀的左右两端控制流量窗口不相对转动,即窗口面积保持不变。

滑块承受偏载时,滑块发生偏斜,迫使两端的齿条产生相对位移,旋阀两端相对转动,相应的控制窗口面积改变。

如果活塞较活塞的位移量大,则相应的进油与回油窗口面积同时减小,而相应的进油与回油窗口面积同时增大,致使供给的油量减少,的油量增加,两活塞的位移差得以消除。

若两活塞再产生位移差,则重复上述过程,位移差再次自动消除。

这样同步系统就能在一定的精度范围内自动调节,实现双缸位移同步。

图旋阀的窗口形式一一P一状态方程为一P一是厂气X一工少尸一L工一工口一乙七工一是一是一气工一工少一六工尸一又X飞一少一六尸一瞬或草兰彝梢兰八一可且,八一七。

且节一九一讨儿一节万气x一少尸二丁气x一少尸一图同步系统原理图旋阀的窗口结构如图所示,窗口面积为所围成的面积。

系统状态变量为一下二八一入一万一户,一房,毛一刁一`艺一了式中状态方程中的状态变量二油缸的上腔压力,二油缸的下腔压力,锻压机械节流阀与旋阀回油窗口间压力,二活塞的位移,旋阀进口处的压力和流量,油液弹性模数和密度,旋阀窗口流量系数二油缸的负载,缸的库仑摩擦力,二油缸上腔的容积,二油缸下腔的容积,旋阀进口腔到出口腔容积,二油缸上腔的有效面积,二油缸下腔的有效面积,折算到二活塞上的滑块质量,节节流阀的通口面积,吼旋阀泄漏系数和油缸的泄漏系数,一节流阀的流量系数一二油缸的粘性阻尼系数,公式中为输入,输出为一即同步误差。

作者将上述状态方程进行了仿真计算,分析了窗口结构参数对动态特性的影响,从而找出了*敏感的参数三参数的含义可参见图二系统优化模型设计变量选取对同步误差影响*大的三参数为设计变量,其向量形式为目标函数同步系统优化设计的主要目的是将系统输出的瞬时同步误差控制为*小。

同时,还要求系统应具有快速平稳的动态特性。

因此,取优化目标函数为使综合反映同步控制系统动态性能的瞬时同步误差泛函积分评价指标为*小。

即丁百以准则为优化判据来确定同步系统的结构参数,能满足对折弯机动态特性的要求。

约束条件根据旋阀窗口结构的特点和仿真分析,将设计变量的约束条件定为月上述各式便是同步系统的优化数学模型。

优化方法本文采用拟牛顿乘子法求解优化问题,该方法的基本思想是对上述优化问题产生函数,利用这个函数在每个迭代点构造一个带不等式约束条件的二次规划子问题,将每次迭代的二次规划子问题的极值解作为该次迭代的搜索方向,采用一维搜索可以确定搜索步长因子,产生新的迭代点,一系列这徉的迭代点*终逼近优化问题的解。

该算法先进,解题效率高,可靠性好,优化程序框图如图所示。

走一l输入初始信息钩造几次规划户问题解二次规划子问题得到方间走一走更新沿方一兰佳搜索言息得步l令。

丫一X直口了图优化方法程序框图锻压机械空气锤的缓冲过程和单向球阀的作用石家庄市河北机电学院王德拥河北廊坊锻压机床厂刘荣丰按照现行的空气锤设计计算理论当空气锤的工作活塞或称锤头从*低位置升起,上行进入缓冲阶段后,是先由单向球阀把互相隔绝的工作缸上腔和压缩缸上腔连通,使工作介质以下简称工质的压力重新均衡,缓冲过程才得以解除,随之锤头转入下行打击阶段。

空气锤的这种动作原理和一整套能量计算方法,是由前苏联学者在年提出的数十年来,虽有一些中外学者为提高其计算精度和克服其繁琐的计算过程继续做过研究工作但对单向球阀的功能都没有提出疑义。

年,中国机械工程学报发表了讨论空气锤能量计算方法的论文论文对传统计算理论中的部分内容进行了修正和补充,其提出的观点受到了前苏联有关学术刊物的重视。

文献用新法对指定的实例进行了验算,所得各项数据都相当准确。

按照新的观点,锤头进入缓冲和缓冲解除过程的机理是锤头上行的动能转化为工作缸上腔工质的内能,随着内能增高锤头运动速度衰减为零后,高能位的工质向低能位转化,释放出部分能量,使锤头重新启动缓冲解除。

根据热力学基本定律,这种定量工质的压缩蓄能和膨胀释能,完全可以是自发的,因此,单向球阀的存在没有任何实际意义。

计算和检测锤头的运动是一种具有振动特征的变加速运动这种变加速运动是锤头所受外力的综合作用结果。

如把重力和摩擦阻力都视为常量,那么,它的运动状态就是由两缸下腔工质压力和两缸上腔工质压力来决定的。

在锤头的各运动阶段中,上下腔工质压力的变化可以根据绝热方程计算出来。

一瓦袱舞不矛一而再了黯丽式中大气压力工作缸和压缩缸连通时,两缸上腔的初始体积包括通气道体积在内一今Iil一令Ll l今川令一川令川l令一川令川l今令川一令川!,日l一令1一令川一今Jl一令川一令川一令川令 l l令1令川一令川一令1令iIl今1今川l令川令川)令1令1今川l令1今川今川令川l令川!,洲令川i,川一,一三优化结果分析在图中,曲线分别为优化前后的同图优化前后同步误差曲线步误差曲线。

从图可知,优化后的同步误差曲线幅值减至一同步精度提高,曲线衰减较快,峰值时间提前,使得系统的快速性稳定性得以改善。

优化后的结果为一四结论优化后的结构参数使系统的同步精度快速性稳定性得以明显改善。

上述优化问题是在给定的工况条件下求解的,此解不能保证在其他工况条件下也是*优。

参考文献胡运南,王运赣。

旋阀式折弯机同步系统的动态特性研究。

锻压技术,余俊,周济。

优化方法程序库一原理及使用说明。

机械工业出版社周济。

机械设计优化方法及应用。

高等教育出版社

 
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