对于伺服液压缸试验台动态性能研究

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1、２０１４年１２月机床与液压Ｄｅｃ?２０１４第４２卷第２３期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４２Ｎｏ?２３ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１４?２３?０２２伺服液压缸试验台动态性能研究吴英武，宋锦春，李松，任广安（东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳１１０８１９）摘要：根据某钢厂ＡＧＣ液压缸测试试验台的需要，设计了ＡＧＣ测试缸加载机架和液压控制系统。利用传递函数方法建立了液压控制系统模型，得到了系统开环伯德图。根据设计的液压控制系统计算了相关参数，在有负载干扰的情况下得到了系统的阶跃响应曲线和２０Ｈｚ下的正弦响应曲线。

2、结果证明加载控制系统能满足ＡＧＣ液压缸动态试验２０Ｈｚ的响应要求。关键词：ＡＧＣ；加载机架；动态性能；响应频率中图分类号：ＴＨ１３７?９文献标识码：Ａ文章编号：１００１－３８８１（２０１４）２３－０９０－３ＤｙｎａｍｉｃＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｅｒｖｏＨｙｄｒａｕｌｉｃＣｙｌｉｎｄｅｒＴｅｓｔ⁃ｄｅｖｉｃｅＷＵＹｉｎｇｗｕ，ＳＯＮＧＪｉｎｃｈｕｎ，ＬＩＳｏｎｇ，ＲＥＮＧｕａｎｇａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉａｏｎｉｎｇ１１０８

3、１９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆＡＧＣｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒｔｅｓｔ⁃ｂｅｄｉｎａｃｅｒｔａｉｎｓｔｅｅｌｍｉｌｌ，ｔｈｅＡＧＣｔｅｓｔｃｙｌｉｎｄｅｒｌｏａｄｉｎｇｆｒａｍｅａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｏｐｅｎｌｏｏｐＢｏｄｅ⁃ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｇｏｔ．Ｐａ

4、ｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｓｔｅｐｒｅｓｐｏｎｓｅｃｕｒｖｅａｎｄ２０Ｈｚｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｃｕｒｖｅｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｌｏａｄｉｎｇｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅＡＧＣｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＧＣ；Ｌｏａｄｆｒａｍｅ；Ｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；Ｒｅｓｐ

5、ｏｎｓｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ０前言所示。轧机液压ＡＧＣ系统已成为高精度快速轧制的核心设备。系统中的关键元件轧制伺服油缸轧制力大、［１］行程短、频率响应高、测试难度大，以上特点为ＡＧＣ液压缸的故障处理和检修提出了难题。ＡＧＣ液压缸试验装置为ＡＧＣ液压缸专用试验设备，可以完成ＡＧＣ液压缸的空载及模拟轧机加载的静态和动态特性测试，以便技术人员根据测试结果对ＡＧＣ液压缸的性能进行分析，对ＡＧＣ液压缸状态进行评价。掌握ＡＧＣ液压缸的特性，为ＡＧＣ系统的可靠运行提［２－３］供基础保障。为实现ＡＧＣ液压缸的独立检测和维修，需要伺图１ＡＧＣ加载框架图２ＡＧＣ缸测试液服缸的检测试验台。设

6、备上缸径超过１２００ｍｍ的结构示意图压控制原理图ＡＧＣ缸数量不多，因此，考虑模拟加载牌坊承载力２液压控制系统模型的建立时，满足对缸径不超过１２００ｍｍ的缸达到耐压试验［４］建立的液压控制系统模型如图３所示。压力要求，其余缸在不超过模拟加载牌坊承载能力范（１）液压执行元件的传递函数围内进行加载。以下的动态参数都是以１２００ｍｍ缸［５］对于三通阀控制的非对称缸，液压谐振频率为径为例进行计算和仿真的。２βｅＡβｅＡ１ＡＧＣ液压缸的结构及控制原理ｃｃω＝＝（１）ｈＡＧＣ液压缸测试试验台采用机架加载，机械结ＶｃｍｔＳｍｔ２构示意图如图１所示。式中：Ａｃ为ＡＧＣ缸活塞腔面积，Ａｃ

7、＝１?１３１ｍ；省略液压油源部分，液压控制系统原理图如图２βｅ为油液的容积弹性模量，考虑到系统在２６收稿日期：２０１３－１０－１０作者简介：吴英武（１９７９—），女，博士研究生，主要从事液压传动和控制的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｇｏａｎｈｖｕｇｔ＠ｙａｈｏｏ?ｃｏｍ。第２３期吴英武等：伺服液压缸试验台动态性能研究·９１·２ＭＰａ左右的高压状态下工作，取βｅ＝８００ＭＰａ；Ａ为液压缸无杆腔面积，取Ａ＝１?１３１ｍ；１１３Ｖｃ为ＡＧＣ缸活塞腔控制容积，考虑到伺服阀直Ｋｃｅ为总的流量－压力系数，（ｍ／ｓ）／Ｐａ，Ｋｃｅ＝接安装在压下缸缸体上，管道容积极小，则Ｖ