图2-3 伺服阀样本
(三)电机功率的选取
电机功率取泵流量42L/min来计算:
42100060?16?106?1.1?12.3Kw
取15Kw应该可以。 (四)蓄能器的选取
伺服系统中蓄能器有两种用途,辅助油源和用于消除伺服阀前的压力脉动。辅助油源是指在系统需要快速运动所需流量较大,这时要是全部由油泵来提供,流量就会选取的很大,可以采用蓄能器来做辅助油源。
轧机在进行快抬时,需要的压力很小,但是流量较大,在选泵时将流量适当取得小一点,采用泵加上蓄能器进行供油的方式。
本系统为高压系统,故选用皮囊式蓄能器。它具有空气与油隔离,油不易氧化,尺寸小,重量轻,反应灵敏,充气方便等优点。皮囊预充氮气,液体阀门关闭,防止皮囊卸压;一旦达到最小工作压力,需要有少量液体留在皮囊和单向菌阀之间的管路中(约为公称体积的10%)防止皮囊撞击菌阀。
图2-4 皮囊式蓄能器
蓄能器容积的计算:
蓄能器的总容积 Vo,即充气容积。根据波义耳定律:
nnpoVon?pV?pV1122?C
蓄能器工作在绝热过程(t<1min)时,n=1.4,其总容积为:
Vo???1?0.715?1?0.715? 0.715po???????p??p2????1??
冲气压力;
VW式中: p0 p1 最低工作压力; p2 最高工作压力; VW 有效工作容积。
(1)计算p2,系统的最高压力为16Mpa,所以取:
p2?16MPa
(2)计算p1,从延长皮囊式蓄能器的使用寿命考虑,p1?1/3p2。作为辅助动
力源的蓄能器,为使其在输出有效工作容积过程中液压机构的压力相对稳定些,
一般推荐:
p1?(0.65~0.75)p2
故:
p1?(0.65~0.75)?16MPa?10.4~12MPa
取:
p1?8MPa
(2)计算p0,在保护胶囊,延长其使用寿命的条件下有:
p0?0.8p1?0.8?8?6.4MPa
取:
p0?6.5MPa
(3)计算VW,蓄能器在最大工作压力与最小压力所对应的容积之差,就是有用的流体体积:
Vw?V1?V2?20L/min
则系统的流量差为:
Vw?20L/min
将以上所计算的参数带入方程得:
Vo?VW??1?0.715?0.715po?????p????1?20?L?60L0.715
1??0.3369??p2???再根据蓄能器充气容积Vo选取蓄能器型号:
蓄能器选用NXQ1-63/31.5-H,公称容积为63L,共需要1个。
另外在伺服阀前还有用于消除系统压力脉动的蓄能器,系统比较小,这里直接选取NXQ1-1/31.5-H,公称容积为1L,共需要一个。
图2-5 蓄能器样本
第三章 极片轧机液压伺服控制系统的传递函数
§3-1 系统各环节的传递函数
系统的动态特性:液压压下系统的构成主要有:控制调节器、放大器、电液伺服阀、压下缸、轧机负载、检测传感装置。
因此,分别建立各个元件的数学模型就可以搭建出整个液压压下系统的数学模型。极片轧机压下系统控制示意图如下图所示:
反馈值 压力传感器 反馈值 位置传感器 给定值 调节器 放大器 伺服阀 板带 压下缸压下缸 图3-1 极片轧机控制示意图
(一)控制调节器的传递函数
控制调节器采用PID调节器,传递函数如下:
1GC(s)?KP(1?Ki)
s式中,
KP Ki
比例放大系数 积分放大系数
(二)伺服放大器的传递函数
伺服放大器是将电压信号转换成电流信号,可将其看作一比例环节,比例系数:
Ka?40mA ?4?10?3A/V 10V