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龙门铣床横梁及滑枕液压自动平衡系统研究

作　者: 喻悠然
导　师: 王野牧
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 液压平衡三通减压阀动态特性 MATLAB仿真
分类号: TG542
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 45次
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内容摘要

龙门铣床横梁、滑枕液压自动平衡系统对机床加工精度的提高，加工过程的快速性、稳定性及部件寿命的提高都具有十分重要的意义。其功能是通过液压系统平衡掉横梁、滑枕等运动部件的自重，在各种工况下减小伺服电机的无用负荷。随着我国机械加工工业的快速发展，机械零件加工的质量和效率越来越引起人们的重视。在这其中，从机床降低自身消耗的角度进行研究也能对提高其性能做出重大贡献。本文研究的方向是三通比例减压阀为核心的闭环控制平衡系统，着重分析了龙门铣床横梁在上移、停止、下移三种工况下三通比例减压阀在平衡横梁自重过程中的工作机理，通过对三通比例减压阀建立数学模型并进行简化处理，对其输出压力的动态响应进行理论分析，确定结构参数，为提高平衡系统的控制精度提供理论基础。运用SIMULINK软件包中的模块库对平衡系统的非线形模型进行仿真。本文提出了三通比例减压阀控制平衡油缸实现自重平衡的方案，并分别对三通比例减压阀的减压过程和溢流过程过程进行了数学建模。在对力的控制中，如何提高压力平衡系统的动静态性能指标是当前研究的关键点，采用压力传感器的闭环控制来分别满足横梁、滑枕不同运动状态下的平衡要求。仿真结果表明这种液压平衡系统能够较好的实现精确快速的平衡效果。这种以三通减压阀为核心的液压自动平衡系统在负载频繁运动的工况下能够实现稳定的压力控制，对以平衡掉负载力为目的的工程实践应用有一定借鉴意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 课题的研究背景及意义  10-13
  1.2 机床液压平衡系统的性能要求  13-14
  1.3 电液比例控制系统概述  14-20
    1.3.1 电液比例控制系统的分类及特点  15-16
    1.3.2 电液比例控制的基本组件  16-18
    1.3.3 电液比例控制系统的发展趋势  18-19
    1.3.4 电液比例控制系统中的非线性环节  19-20
  1.4 论文研究的主要内容  20-21
第二章龙门铣床横梁及滑枕液压自动平衡系统原理  21-25
  2.1 平衡系统液压原理设计  21-23
  2.2 平衡系统的设计与计算  23-24
  2.3 平衡系统液压元件的选型  24-25
第三章三通比例减压阀压力平衡控制系统数学模型的建立  25-36
  3.1 三通比例减压阀压力控制系统的分析  25-32
    3.1.1 三通比例减压阀先导阀数学模型的建立  26-27
    3.1.2 三通比例减压阀主阀数学模型的建立  27-30
    3.1.3 三通比例减压阀压力控制系统的状态方程  30-32
  3.2 三通比例减压阀控制油缸压力平衡控制系统的分析  32-36
    3.2.1 三通比例减压阀控制油缸压力平衡控制系统数学模型的建立  32-34
    3.2.2 三通比例减压阀控制油缸压力平衡控制系统的状态方程  34-36
第四章液压平衡控制系统仿真及结果分析  36-49
  4.1 MATLAB/SIMULINK仿真软件简介  36-38
    4.1.1 计算机仿真软件 MATLAB 的特点  36-37
    4.1.2 SIMULINK的特点  37-38
  4.2 三通比例减压阀压力控制系统数学模型的仿真  38-41
    4.2.1 参数的确定  38-39
    4.2.2 三通比例减压阀压力控制系统仿真  39-41
  4.3 油缸平衡作用输出压力控制系统数学模型的仿真  41-46
    4.3.1 参数的确定  41-42
    4.3.2 油缸平衡作用输出压力控制系统的仿真  42-46
  4.4 龙门铣床横梁及滑枕的液压平衡系统的仿真  46-49
第五章结论  49-50
参考文献  50-52
在学研究成果  52-53
致谢  53

龙门铣床横梁及滑枕液压自动平衡系统研究

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