液压控制系统结业论文
阀、阀前过滤器、蓄能器以及单向阀等。 2.4液压矫直机电气控制系统 2.4.1电气控制系统的方案
矫直机主传动采用交流变频调速,其中主传动2台变频器分别控制两台主电机运行，控制方式采用由光电编码器反馈的闭环速度控制。主机传动既可手动，也可实现在线速度匹配和自动运行。主传动和压下、换辊设有联锁控制。
PLC可编程序控制器作为基础自动化控制的核心，主要完成主传动、压下、更换辊系及液压、稀油、油气、干油泵站的逻辑控制、数学运算及PROFIBUS-DP数据交换，矫直机本体的操作、控制。 2.4.2自动控制系统的功能
控制系统采用西门子S7-400系列PLC来完成矫直机各种逻辑控制，与其它PLC之间的通讯采用工业以太网，与ET200之间的通讯采用profibus DP网络[29]。
矫直机逻辑控制分为生产状态控制和维护状态控制：1）生产状态控制有自动控制、半自动控制和手动控制三种控制模式；2）维护状态控制主要指换辊逻辑控制，其中也包括通过各现场就地操作箱等设备进行控制。
自动控制主要是矫直机电气系统的逻辑控制，包括各机械机构动作的位置控制，液压系统和润滑系统的逻辑控制，系统参数和工艺参数的显示和系统故障报警等控制功能。
半自动控制是某些关键环节在人工确认下自动运行。
手动控制是利用手动操纵杆和人机界面，通过PLC系统来实现矫直机的生产和维护。 2.5本章小结
本章首先介绍了液压矫直机的工作原理、压下方案以及矫直机液压AGC的特点，然后分析了液压矫直机的设备机构、液压伺服控制系统设备及电气控制系统，从而得到液压矫直机液压系统和电器控制元件组合连接，液压压下控制系统中各元件协同工作的方式，及各元件的精度对整个系统工作精度的影响。
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第三章计算元件的参数和选型
3.1选择系统供油压力
压力的选择要根据载荷大小和设备类型而定。还要考虑执行元件的装配空间、经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷一定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对某些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗角度看出不经济；反之，压力选得太高，对泵、缸、阀等元件的材质、密封、制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。一般来说，对于固定的尺寸不太受限的设备，压力可以选低一些，行走机械重载设备压力要选得高一些。
表3.1 几类机器常用系统压力
机床 设备类型 磨床 系统压力（MPa） 0.8~2 组合机床 龙门刨床 3~5 2~8 拉床 8~10 农业机械、小型工程机械 10~16 液压机、重型机械 20~32 参考表3.1，选取此系统压力Ps=20MPa。 本次设计的原始数据如表3.2所示：
数 参 据 数 最大校直力（kN） 调节行程（mm） 最大调节速度（mm/s） 系统频宽f0.7（Hz） 校直精度（mm） 数 据 IV 950 400 50 9 1.5 3.2求液压缸相关参数 由已知数据
最大校直力Fmax?950KN，则最大负载力FLmax=Fmax?950KN
工程上常用近似计算的方法确定执行元件的主要规格尺寸和比例阀空载流量，按最大负载力FLmax确定执行元件的规格尺寸，并限定比例阀的负载压力pL≤ps，则液
32压缸的有效面积为
Ap?FLmaxpL?3FLmax2ps?7.13?10?2m2
由液压缸有效面积计算出液压缸的内径D=301.27mm，查机械设计手册液压缸内径尺寸系列，选择D=320mm。则液压缸的有效面积为Ap?8.04?10-2m2。
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由《机械设计手册》第四版第4卷活塞杆直径计算可知：活塞杆是液压缸传递力的重要零件，它承受拉力、压力、弯曲力和振动冲击等多种作用力，必须有足够的强度和刚度。根据《机械设计手册》第四版第4卷活塞杆的计算表17-6-16，如图3.1：
图3.1
查机械设计手册，速比为?2可得活塞杆直径Dd?220mm
已知调节行程S?400mm，选用对校直机液压缸的工作环境分析可知：选择常温缸（-35°~100°），对其安装方式选择头法兰固定式（TF）。分析选取液压缸头法兰固定方式的UY系列液压缸技术参数表21-6-45可知，选取长度为L1?S?1075mm
图3.2
对上述参数的计算可以对方坯校直机液压系统的液压缸进行选型，其具体型号：UY TF 11 320-900-400-16选择其安装方式选择头部法兰固定式，对已选取的方坯校直机液压系统的液压缸进行具体参数、外形及安装尺寸方面分析如下： （1）液压补偿缸参数（表3.2）：
表3.2 液压补偿缸参数 液压缸直
活塞杆直活塞面积 杆端承受- 12 -
工作压力 液压控制系统结业论文
径D/mm 径d/mm 320
220 /cm2 804.25 面积/cm2 速比/? 424.13 2 21Mpa 推力/KN 1688.92 拉力/KN 890.67 （2）液压缸外形（图3.3）：
图3.3 头法兰固定式（TF）液压缸外形尺寸
（3）液压缸外形尺寸（图3.4）：
图3.4 液压缸外形尺寸
3.3确定伺服阀规格
动力元件能给出的最大速度为50mm/s，则伺服阀最大空载流量为
q0m?vmaxAp?4.02?10?3m3s?241.4Lmin
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式中
vmaxAp——负载最大速度
?20Mpavmax2——活塞杆腔有效面积
和电液伺服阀空载流量
所以由已知的供油压力ps 具体参数如下表
根据《机械设计手册》第三版第4卷P23?696,选取伺服阀为MOOG系列的，型号为：35
表3.3伺服阀参数表
额定流量 额定供油压力 线圈电阻 压力增益 工作温度
170L/min 额定电流 供油压力范围 滞环 工作介质 重量 40mA 1～28MPa <3 MIL-H-6083 0.50㎏ 21MPa 80? >30 -4～135°C 3.4 液压泵计算及选型液压泵的选择
由机械设计手册可知：为了保证系统正常运转和使用寿命，一般在固定设备中，正常工作压力为泵的额定压力的80%；要求工作可靠性较高的系统或移动的设备，系统正常工作压力为泵的额定压力的60%~70%。
分析可选取泵的额定压力为：pa?20Mpa0.8?25Mpa。
对于机械设计手册第5卷表21-5-4 各类液压泵的主要技术参数分析，（如图3.5所示）：
q0m?241.4L/min
图3.5 各类液压泵的主要技术参数
对液压泵的选择选取双作用叶片泵，其压力范围为：6.3~32Mpa，满足系统的要求。
液压补偿缸的活塞有效面积S=804.25cm2。通过对于液压系统的最大负载速度进
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