电液比例技术在快速锻造液压机中的应用
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电液控制工程技术的应用领域及发展趋势摘要电液比例技术是一门涉及航空、航天和军事工程领域和民用工业部门,是连接现代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁。
电液比例技术以其精度较高、结构简单、成本合理等优点在工业生产中获得了广泛的应用,它的发展强度可以从侧面反映一个国家的工业技术水平,因而受到工业界的重视。
我国在电液比例技术方面与国际水平还有较大的差距,主要表现在产品的耐用性差和产品的种类缺乏。
本次对电液比例技术控制的概述主要表现在它的应用领域和在生产实际中的应用以及将来的发展趋势。
电液控制工程技术将会给工业生产的发展带来美好的前景。
关键词电液比例控制电液伺服技术液压系统精度结构性能前言电液比例控制技术是为适应开发一种可靠、价廉、控制精度和响应特性均能满足工程技术实际需要的电液控制技术的要求。
现代工业的不断快速发展对电液控制技术的自动化、精度、响应速度等方面的要求愈来愈高,因此对控制系统的快速性、动态精度和功率——重量比都提出了更高的要求,电液伺服技术也因此而发展了起来,带动了国民经济的发展,大大带动了工业发展的进度。
同时,对国家的政治实力也起到了促进作用,最主要是在军事方面的应用,使得军事控制精度更高,打击目标的能力更加的准确,大大的提升了军队的作战速度和性能,先进电液伺服技术的发展,首先就是应用在军事方面。
20世纪60年代,各种结构的电液伺服相继问世,电液伺服技术日趋成熟,与此同时,工业伺服技术也发展了起来。
随着工业的发展,融合了各门学科和各门技术,使现代工业设备成为集光、机、电、液、气等多门技术的复合体,综合性能也有了极大的改善。
电液比例技术及电液伺服技术就大大的改善了技术结构和性能,集中了电气和微电子技术信号的检测、放大、处理和传输方面的优势,并结合现代工业计算机,实现了机电一体化,随着工业的发展,电液比例和电液伺服技术将会得到更广泛的应用,也会向着越来越精确的方向发展,对国民经济、政治及军事实力的发展起到不可估量的作用。
电液比例溢流调速阀在大型液压系统上的应用周玉海;陈伟俊【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2013(41)16【摘要】Electro-hydraulic proportional relief and speed-regulating valve adjusts pressure and flow parameters according to input electric signal and it is extensively used with the characteristic of high controlaccuracy,variable adjustment and so on.A largescale hydraulic system employing electro-hydraulic proportional relief and speed-regulating valve was introduced which could meet process requirements commendably.%电液比例溢流调速阀根据输入的电信号来调整压力和流量参数,具有控制精度高、无级调整等特点,得到广泛应用.介绍一种采用电液比例溢流调速阀的大型液压系统,该系统能很好地满足工艺要求.【总页数】3页(P119-121)【作者】周玉海;陈伟俊【作者单位】广州铁路职业技术学院,广东广州510430;广东科达机电股份有限公司,广东佛山528313【正文语种】中文【中图分类】TH13【相关文献】1.电液比例液压系统在车辆冷却风扇上的应用 [J], 田小燕;徐诗辉;于艳秋;唐镜2.电液比例溢流阀在液压加载系统中的应用 [J], 张红涛;王新晴;梁升;朱会杰3.PCL-818L数据采集卡在电液比例调速阀实验系统中的应用 [J], 修有峰4.电液反比例溢流阀的原理及应用——访广州机械科学研究院成国真教授级高工[J], 何文杰;冯晓兰5.IABC-elite算法在电液比例溢流阀压力控制中的应用 [J], 方锡岗;周孟然;胡锋;周悦尘;余道洋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
分析电液比例控制技术及其在大型养路机械中的应用研究摘要:电液比例控制阀由于其具有结构简单、制造与维护成本较低且抗污能力较强等优势被广泛地应用于当前铁路大型养路机械之中,实现了铁路施工设备的现代化与专业化等目标。
深入研究电液比例控制技术,积极探究它在大型养路机械中的应用,对于全面提升铁路养路机械的控制水平影响深远。
本文在概述了电液比例控制技术及其系统结构的基础上,进一步分析了电液比例控制技术在大型养路机械中的应用问题。
关键词:电液控制技术;大型养路机械;电业比例控制阀;应用Abstract::electro-hydraulic proportional control valve because of its simple structure, manufacture and maintenance cost is low and the anti pollution ability and other advantages is widely applied in the large railway maintenance machinery, realize the modernization of railway construction equipment and professional goals. Research of electro-hydraulic proportional control technology, and actively explore its application in large maintenance machinery in the control, to enhance the level of railway maintenance machinery of far-reaching influence. Based on the survey of the electro-hydraulic proportional control technology and its system structure, further analysis of the application of electro-hydraulic proportional control technology in the large maintenance machinery.Keywords:electro hydraulic control technology; large maintenance machinery electric proportional control valve; application;随着铁路运输业的飞速发展,对铁路线路的标准化程度以及机车高速运行安全提出了更高的要求,因此铁路线路的养护问题受到社会各界的高度重视。
浅谈液压工程机械中电液比例阀的操作控制技术发表时间:2020-01-16T10:29:00.577Z 来源:《知识-力量》2019年12月59期作者:薛寒[导读] 浅析液压机械中电液比例阀的分类及性能、电液比例阀的工作原理、负载传感和压力补偿问题,以及一般液压机械控制技术的掌握等,并能实现运用数字遥控技术对电液比例阀的动作控制,最终实现工程机械的多种动作控制与实施技术改造。
(淮北矿业集团临涣焦化股份有限公司,安徽淮北 235141)摘要:浅析液压机械中电液比例阀的分类及性能、电液比例阀的工作原理、负载传感和压力补偿问题,以及一般液压机械控制技术的掌握等,并能实现运用数字遥控技术对电液比例阀的动作控制,最终实现工程机械的多种动作控制与实施技术改造。
关键词:液压工程机械;电液比例阀;操作控制技术引言:近几年来,工厂应用的移动式液压机械越来越多,而其中运用的电液比例阀也较多。
鉴于它具有有线和无线操控的功能,又有提高操控精度、节能等特性,因此应用也更加广泛了。
电液比例阀应用的出现,这对于提高移动式液压机械的整体性能和技术水平都具有重大的意义。
除了在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面有优越的性能外,必要时也可进行遥控改造,以更加方便实现工程机械的操作控制和运用,由此也充分展现了它的应用前景之处。
1 液压机械中电液比例阀的分类及性能1)比例阀的分类。
一般电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。
而根据工程机械液压操作的特点,以结构形式划分它为两大类:即螺旋插装式比例阀和滑阀式比例阀。
2)两类主要比例阀的特性。
①螺旋插装式比例阀。
它是通过螺纹将电磁比例插装件固定在油路集成块上的,而螺旋插装阀具有应用灵活、节省管路与成本等特点,因此在工程机械上的应用愈加广泛。
最常用的螺旋插装式比例阀有两通、三通、四通和多通等形式。
两通式比例阀主要是比例节流阀,常和其它元件一起构成复合阀,从而对流量、压力控制;三通式比例阀主要是比例减压阀,移动式机械液压系统中应用较多,主要是对液动操作多路阀的先导油路来进行操作。
电液比例控制技术简介
电液比例控制作为一种新的液压传动控制技术,在液力传动系统中取得了较好的使用效果。
通过采用此项技术,可将液压系统的某些控制功能集成到电液比例控制器内,简化液压系统的构成,提高液压系统动作的稳定性和可靠性。
电液比例控制主要是采用电液比例控制器控制比例电磁铁带动先导阀,从而达到控制液压系统动作的目的。
电液比例控制主要作用在系统起动及停止时,不必采用外部减压阀就可达到自动减压减速的目的,较采用减压阀更稳定、更易于调整。
电液比例控制的主要构成部件为电液比例控制器,其主要工作原理是通过采用内部控制电路,按输入电压呈线性比例来控制输出电流,以实现对液压阀的比例控制。
即通过对电的比例控制达到对液压的比例控制,以实现电液比例控制。
电液比例控制器的主要功能如下:
a、输出斜坡时间可调,即比例系数可调,其时间调整可为内置或外置调整。
b、输入电压可调,既可内置调整,亦可外置调整。
控制要求不高时,可内置调整;控制要求较高或功能较多时,可外置调整。
c、多路输入可选,即设置多个输入回路供灵活选择,以提高可靠性,同时也可通过对输入回路的不同控制达到对系统的多功能控制。
d、可与外部PC机及计算机联接,按编制的程序接收控制信号,
执行程序功能。
e、采用标准插板,便于安装及与其它控制设备连接。
双辽发电厂翻车机系统ZDC型重车调车机牵车臂的液压控制回路经改造后采用VT3006BS30型比例控制器,避免了大臂在起落过程及中途停止时的冲击,取消了原装外部减压阀及减压阀控制曲线板,简化了系统,提高了稳定性和可靠性。
运行实践证明,此项技术先进、可靠,具有推广使用价值。
电液比例阀的工作原理电液比例阀是一种常用的控制元件,它可以将电信号转换为液压信号,从而实现对液压系统的精确控制。
本文将从电液比例阀的工作原理、结构组成、应用领域等方面进行详细介绍。
电液比例阀的工作原理是利用电磁铁的磁场作用,控制阀芯的运动,从而调节液压系统的流量和压力。
具体来说,电液比例阀由电磁铁、阀芯、弹簧、阀体等组成。
当电磁铁通电时,产生磁场,使阀芯受到磁力作用,向开口方向移动,从而改变阀口的大小,调节液压系统的流量和压力。
当电磁铁断电时,弹簧的作用下,阀芯回到原位,阀口关闭,液压系统停止工作。
二、电液比例阀的结构组成电液比例阀的结构组成主要包括电磁铁、阀芯、弹簧、阀体等部分。
其中,电磁铁是电液比例阀的核心部件,它通过电流控制阀芯的运动,从而实现对液压系统的精确控制。
阀芯是电液比例阀的关键部件,它的运动状态直接影响液压系统的流量和压力。
弹簧是电液比例阀的辅助部件,它的作用是使阀芯回到原位,保证液压系统的正常工作。
阀体是电液比例阀的外壳部分,它起到固定和保护阀芯等内部部件的作用。
三、电液比例阀的应用领域电液比例阀广泛应用于各种液压系统中,如机床、冶金、船舶、航空、军工等领域。
具体来说,电液比例阀可以用于控制液压缸的速度、位置和力量,实现对机械运动的精确控制。
此外,电液比例阀还可以用于控制液压泵的流量和压力,保证液压系统的稳定性和安全性。
在现代工业生产中,电液比例阀已成为不可或缺的重要控制元件。
电液比例阀是一种重要的液压控制元件,它通过电磁铁的磁场作用,控制阀芯的运动,从而实现对液压系统的精确控制。
电液比例阀具有结构简单、控制精度高、响应速度快等优点,广泛应用于各种液压系统中,为现代工业生产提供了重要的技术支持。
内燃机与配件0引言电液比例控制技术作为连接现代微电子、计算机和液压技术的桥梁,在近20年来得到了快速的发展,应用领域得以拓展,已成为机电一体化的基本技术构成之一。
而做为构成电液比例技术的液压传动及控制系统的基础元件(泵、阀、液压缸和液压马达等)的研究开发是至关重要的。
针对这种情况和用户的要求,本文作者团队研制出一种采用液比例控制排量的液压泵,它的特点是①控制精度高,液压泵既是动力元件又是控制元件,可与电子技术,计算机技术配合控制灵活,可达到功率匹配的要求,高效节能;②它廉价于电液伺服控制;③抗油污染能力强于电液伺服控制机构;④由于变量机构结构简单、廉价和制造容易,易于推广。
该泵已应用于石油勘探工程车上的液压发电的系统上,获得了很好的应用。
1电液比例泵的工作原理调节机构由图2的右部的件6、7、8、9、10、11组成;其工作原理如下:调节机构初始处于一个图示的平衡状态,当电子放大器输给比例减压阀的电流信号增加一△i 时,比例减压阀输出一的压力增加△P2,该力作用在活塞9上,该力与复位弹簧力相平衡,其变形量为△Xt ,同时使三通阀7的A 口打开,液压油进入差动活塞6上腔,其压力增加,使差动活塞下移,下移到使A 口关闭为止,差动活塞不再移动,即直接位置反馈,即差动活塞的移动跟随三通阀移动,且移动距离相等;反之当放大器输给比例减压阀的电流信号减小时,比例减压阀输出一的压力亦减小,三通阀在复位弹簧作用下使其上移打开B 口,使差动活塞上腔压力降低,差动活塞在其小端压力油的作用下使其上移,直到将B 口关闭为止,差动活塞不再移动,差动活塞移动的距离与三通阀移动上移的距离相等,就是复位弹簧8的压缩量;在结构上差动活塞的位移Xp ,会使变量斜盘5的倾角α改变,随之泵的排量Vp 也改变,它们是线性关系。
因此排量Vp 与输给比例电磁铁一电流信号i 相对应,成比例关系。
2电液比例位移直接反馈式排量调节机构的特性的分析静态特性的分析:该调节机构静态特性方程表如下式:①比例减压阀的特性方程P2=Kv ·i (1)式中,i ———比例减压阀的入电流;P2———比例减压阀的输出压力;———————————————————————作者简介:刘峰(1969-),男,硕士,沈阳工业大学,工程师,主要从事液压与气压传动的教学和研究。
电液比例技术在快速锻造液压机中的应用摘要电液比例控制技术经过几十年的发展,已广泛应用于各行业的工业设备中,具有对传动介质污染不敏感、可控性强、重复精度高等优点,因此目前快速锻造液压机中所有执行机构的运动均为液压传动,能够充分满足其响应速度快、定位精度高、运动频率快的要求。
关键词电液比例控制技术;节流调速系统;pid控制
中图分类号tg315 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2013)88-0197-03
1 比例技术概述
随着近代科学技术的发展,人们已经对各个行业不同的生产工艺过程有了较为深入的研究,并且能够建立出这些工艺过程的数学模型,因而对其工艺过程的控制提出了比较高的要求。
现代微电子技术在20世纪末得到了非常迅猛地发展,特别是计算机技术的广泛应用,为实现各种复杂工艺过程的最佳控制提供了非常强大的技术基础。
因而,工程控制理论已经逐步从军事和航空领域,大量地应用于工业领域。
电液比例技术作为连接现代微电子技术和工程控制设备之间的桥梁和纽带,已经成为现代工程控制技术的基本构成之一[1]。
从广义上来说,在应用液压和气压的传动与控制的工程系统中,凡是系统的输出物理量,如压力、流量、位移、速度等,都能随输
入参数的变化连续成比例地进行控制,因此,这种控制方式称之为比例控制系统[1]。
在工程实际应用中,根据输入信号类型的不同,将控制对象分为模拟式电液比例元件和数字式电液比例元件;而根据控制系统构成的结构特点来区分,又可分为电液伺服控制系统和电液比例控制系统;而类似于传统的液压控制系统,按功率单元的不同,又可将比例控制系统分为节流控制系统和容积控制系统,后者又可分为液压泵调节和液压马达调节。
快锻压机中的核心机构是活动横梁,其较之工作台和砧子横移装置有运动惯量大,负载变化范围宽,动作频率高等特点,且因为它是在垂直方向做往复运动,因此控制难度较大。
在液压系统设计时,根据其运动特性采用的是节流调速的电液伺服控制系统,其原理见图2。
1.电液伺服阀,
2.主系统进油阀,
3.系统安全阀,
4.压力传感器,
5.活动横梁
图 2 电液伺服控制系统原理
电液伺服使能阀的功能和电液比例使能阀是相同的,都是起到激活主阀芯控制的作用。
从图2中可以看出,活动横梁的控制其实是旁路节流调速的控制系统,其在快速锻造中的运动过程是:加载→卸压→大量排油→回程→加载,这样往复运动的频次对于一台中等吨位的压机来说要求达到每分钟60~70次,因此电液伺服阀的开关频率要求小于1hz;而且如果要在活动横梁运动过程中找出其
快速性与稳定性的最佳平衡点的话,则卸压→大量排油这一过程的时间通常要在500ms左右,这是经过大量现场调试工作得出的经验值。
所以综合考虑活动横梁的工艺过程,选用中位死区较小的电液伺服阀是比较合适的,在提高了伺服阀开口度分辨率的同时,增强了执行机构的可调节性。
3 控制软件的设计
与模拟控制系统不同,数字控制系统的基本控制方法是依靠专业软件作为平台,通过编程实现的,这种方式使得控制方法的改变与相关系统参数的修正变得十分快捷;而随着计算机硬件配置的不断提升,其运行速度有了较大幅度的提高,所以能够实现运用复杂及运算量较大的数学算法对各种不同地工艺过程进行控制[2]。
目前,快速锻造液压机中应用最多的控制器是plc(可编程控制器),其具有可靠性高、编程语言类型丰富、与外设接口简便等优点。
plc经过几十年的发展,由最初只能进行逻辑运算到现在可进行各种复杂的控制算法,其运算速度有了大幅提升,循环扫描时间极短,能够充分适应电液比例控制系统和电液伺服控制系统的高频响应、计算精确的要求。
pid控制算法是在工业控制系统中应用最为广泛的,该算法不仅快速有效,而且控制程序结构简单,执行时间短,通常能够满足系统实时性的要求。
1)在系统控制的起步阶段,由于输出量与输入量的偏差信号较大,因此系统的超调量就会比较大,所以如果积分运算在控制系统
中的作用很明显的话,其超调和振荡过程就会持续较长的时间,这时就应该将积分运算的作用减小到最弱的程度或暂停其控制功能,在控制系统稳定后再启动其控制功能,并且根据系统控制过程的要求实时地增强或减弱积分运算的作用[2];
2)液压控制系统虽然固有频率比较高,但其阻尼比较小,在pid 算法的参数整定过程中,通常要选较小的ki值和较大的kd值,以此来避免控制系统不稳定所造成的不良后果[2]。
在快速锻造液压机中,主机构和其余的辅助机构都属于液压定位控制系统,由于油缸位置对输入的控制流量本身具有积分作用,因而ki对改善系统的精度效果并不明显,所以在实际应用中,只对比例环节进行调节,而不引用积分和微分环节。
4 结论
电液比例控制技术的发展,使工业领域的控制技术进入了现代工程控制的新行列,在各个行业不同程度地确立了电液一体化的技术优势,而构成电液比例系统的液压元件,却是将新的加工与制造技术融入到传统的逻辑型和伺服型元件中发展起来的。
它们所依据的基础理论和基本结构形式是完全相同的,基本控制物理量通常就是流量和压力。
电液比例技术具有无可比拟的优势,它的应用能够将液压技术、微电子技术和计算机技术融为一体,其发展前景无限广阔。
从液压元件的控制输入信号角度来看,电液比例控制是多种控制信号中的一种,除了电液控制以外,还包括电动控制、机动控
制、手动控制等。
因此,控制元件发展至今的显著特征,就是适用于多种控制输入方式,使元件能够满足不同生产工艺过程、不同技术层次的需求[1]。
参考文献
[1]吴根茂,等.新编实用电液比例技术.杭州:浙江大学出版社,2006,9:1-2,5.
[2]阮健.电液(气)直接数字控制技术.杭州:浙江大学出版社,1999,6:269-270.。