某大型水壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)

1、11緒論1.1課題的來(lái)源和研究的意義自上世紀(jì)50年代以來(lái)，我國(guó)的液壓技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，就水壓機(jī)來(lái)說(shuō)，1961年12月，上海江南造船廠成功地建成國(guó)內(nèi)第一臺(tái)12000噸水壓機(jī)，這臺(tái)水壓機(jī)的制造成功，為中國(guó)重型機(jī)械工業(yè)填補(bǔ)了一項(xiàng)空白，也為我國(guó)的鍛造事業(yè)跨進(jìn)世界先進(jìn)行列起了重要作用。它主要用于鍛造有色金屬合金的一般鍛件和帶孔的復(fù)雜鍛件，特別是用于鍛造航空航天工業(yè)需要的特殊加工部件，如飛機(jī)大梁、機(jī)翼龍骨、長(zhǎng)征火箭和巡骯導(dǎo)彈的端環(huán)等。它也是鍛造

2、萬(wàn)噸巨輪發(fā)動(dòng)機(jī)主軸、大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸、大型軋鋼機(jī)架、炮管及導(dǎo)彈殼等不可缺少的設(shè)備。萬(wàn)噸水壓機(jī)建成后，為國(guó)家電力、冶金、化學(xué)、機(jī)械和國(guó)防工業(yè)等部門鍛造了大批特大型鍛件；30多年來(lái)，仍在正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為社會(huì)主義建設(shè)作出了重大的貢獻(xiàn)。本世紀(jì)60年代以后，液壓技術(shù)隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展。因此，液壓傳動(dòng)真正的發(fā)展也只是近三四十年的事。當(dāng)前液壓技術(shù)正向迅速、高壓、大功率、高效、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。同時(shí)，新型

3、液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)、計(jì)算機(jī)直接控制(CDC)、機(jī)電一體化技術(shù)、可靠性技術(shù)等方面也是當(dāng)前液壓傳動(dòng)及控制技術(shù)發(fā)展和研究的方向。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的水壓機(jī)不管是結(jié)構(gòu)、功能、噸位、操作系統(tǒng)還是控制系統(tǒng)都顯得比較陳舊和落后。比如結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜、工作的壓力比較小、體積龐大。因此，現(xiàn)在研究水壓機(jī)仍有十分重要的意義，尤其是對(duì)現(xiàn)有的水壓機(jī)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造十分必要。1.2液壓機(jī)的發(fā)

4、展概況液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)是一門新技術(shù)，但自從18世紀(jì)末，英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)以來(lái)，液壓技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了兩百多年。直到20世紀(jì)30年代它才較普遍地用于起重機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)需要，出現(xiàn)了由響應(yīng)迅速、精度高的液壓控制機(jī)構(gòu)所裝備的各種軍事武器。第二次世界大3保持折彎?rùn)C(jī)床身和上橫梁之間的平行度，從而保證了3m長(zhǎng)的薄板彎曲件沿彎曲線的角度偏差在0.5度。CNC知道彎管機(jī)可以存儲(chǔ)一千多個(gè)程序段，可以知道

5、彎曲不同弧度的管子，送進(jìn)、夾緊、折彎自動(dòng)化?？删幊涛⑻幚頇C(jī)控制的知道矯正液壓機(jī)，其控制塊包括檢測(cè)、計(jì)算和存儲(chǔ)，在考慮毛坯原始彎曲程度、材料硬度性能等原始條件下，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算，可得出優(yōu)化的矯正過(guò)程。從一種矯正工件換到另一種所需輔助時(shí)間僅為幾分鐘。矯正過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題可隨時(shí)在屏幕上顯示出來(lái)，以便于修正。2.采用各種先進(jìn)的快速滑閥或插裝閥，減少閥的換向時(shí)間，使閥的響應(yīng)時(shí)間減少到10ms以下。3.采用各種有效的緩沖扎，以減少?zèng)_載時(shí)的振動(dòng)及噪聲

6、，擴(kuò)大液壓機(jī)的應(yīng)用范圍。4.逐步向柔性加工系統(tǒng)（FMS）發(fā)展，即把微電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)反饋、工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)結(jié)合在一起，將多臺(tái)不同功過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題可隨時(shí)在屏幕上顯示出來(lái)，以便于修正。5.出現(xiàn)了快速換模裝置，它包括設(shè)立中間模具庫(kù)、模具轉(zhuǎn)臺(tái)、橫向換氈裝置及快速夾緊機(jī)構(gòu)等，以適應(yīng)多品種小批量的市場(chǎng)需求。例如Hasenclever的20MN下拉式鍛造液壓機(jī)上，已能將換一副氈子的時(shí)間由15分鐘減少到1分鐘。又如瑞典制造的DP200A_10型

7、深拉延液壓機(jī)，模具初調(diào)在機(jī)外進(jìn)行，安裝完畢后進(jìn)入壓力機(jī)，新型夾緊裝置使模具在液壓機(jī)上的拆裝時(shí)間不到1分鐘，同時(shí)完成行程、壓力的調(diào)整，再借助待加工板材進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整，2分鐘內(nèi)即可投入生產(chǎn)。1.3液壓機(jī)的特點(diǎn)液壓機(jī)是一種利用液體壓力能來(lái)傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)器。液壓機(jī)的工作循環(huán)一般包括停止，沖液行程，工作行程及回程。液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)包括各種高、低壓泵，各種高低壓容器（油箱、沖液罐等），各種閥及相應(yīng)的連接管道。液壓機(jī)的工作介質(zhì)主要