تصميم النظام الهيدروليكي وتحليل الخصائص الديناميكية لآلة الانحناء

الخلاصة: آلة الثني تستخدم على نطاق واسع آلة الانحناء ويلعب دورًا لا غنى عنه في معالجة الصفائح المعدنية.يؤثر أداء النظام الهيدروليكي لآلة الثني بشكل مباشر على حالة عملها.في هذا يتم تحليل الورق وحالة العمل وحالة الحمل لآلة الثني ، وتم تصميم النظام الهيدروليكي لآلة الثني على هذا الأساس.من خلال تصميم معلمات النظام الهيدروليكي لآلة الثني ، فإن تم إنشاء نموذج نظام محرك هيدروليكي مناسب وتم إنشاء نموذج رياضي.بناءً على النموذج الرياضي ، يتم تحليل الخصائص الديناميكية لنظام المؤازرة الهيدروليكية.تظهر النتائج أن ملف يعمل التصميم المعقول لنظام المؤازرة الهيدروليكي على تحسين أداء آلة الثني وتحسين موثوقية لف لفائف الألمنيوم ، والتي يمكن أن توفر التوجيه النظري لتصميم التدفق الهيدروليكي الكبير نظام.

1 المقدمة

آلة الثني هي آلة ثني مستخدمة على نطاق واسع.نظرًا لتعدد استخداماتها وعملية بسيطة ونطاق عمليات واسع ، فقد تم استخدام تشكيل ثني الألواح على نطاق واسع في معالجة الصفائح المعدنية [1].آلة الثني الهيدروليكية لها حجم كبير جدًا العرض ، وطريقة النقل الميكانيكية لها كفاءة نقل منخفضة نسبيًا.لذلك ، يتم استخدام ناقل الحركة الهيدروليكي بشكل عام.وذلك لمنع تشوه الجسم أثناء عملية العمل والتأكد من ذلك تأثير الانحناء للوحة ، يتم استخدامه بشكل عام.يتم ترتيب أسطوانتين هيدروليكيتين على طرفي جسم الطائرة لدفع حركة جسم الطائرة بشكل متزامن.يظهر هيكل جسم الطائرة في الشكل 1. إن يستخدم نظام التزامن الهيدروليكي لآلة الثني للحفاظ على تزامن الأسطوانتين الهيدروليكيتين بدقة أو يمكن لإحدى الأسطوانات الهيدروليكية متابعة حركة الأسطوانة الهيدروليكية الأخرى بشكل متزامن ، وبالتالي ضمان خفض المنزلق والثقب عند تشغيل آلة الثني الهيدروليكية.السطح موازٍ للسطح العلوي للطاولة والقالب.

الشكل 1 - هيكل جسم آلة الانحناء

2. عملية عمل آلة الانحناء

نظام المزامنة الهيدروليكية لآلة الثني هو النظام الأساسي والتكنولوجيا الأساسية لآلة الثني.يتم ضمان دقة الانحناء من خلال الحركة المتزامنة الدقيقة للأسطوانات الهيدروليكية من آلة الانحناء لتشغيل الأسطوانتين الهيدروليكيتين.من أجل تحسين كفاءة الإنتاج وجودة الانحناء ، يجب تحريك شعاع آلة الثني والقالب العلوي المركب على وجهها السفلي السفلي بشكل مختلف سرعات في كل ضربة.يوضح الشكل 2 القاعدة العامة لمنحنى الحركة. 2. ظروف التشغيل الرئيسية لنظام التزامن الهيدروليكي لآلة الثني: التقديم السريع ، الضغط السفلي ، ضغط النظام الهيدروليكي ، الهيدروليكي تفريغ النظام والعودة السريعة.

الشكل 2 - إزاحة المنزلق الرئيسي لآلة الانحناء - منحنى الوقت

يتم تشغيل النظام الهيدروليكي لآلة الثني بواسطة أسطوانتين هيدروليكيتين وجسم الطائرة.من أجل منع تشوه الانحناء لشعاع جسم آلة الانحناء وضمان الاستقرار والدقة أثناء عملية الانحناء لقطعة العمل ، من الضروري تصميم الدائرة الهيدروليكية المتزامنة لآلة الانحناء وتجنب قفل الجهاز للحوادث.أثناء تشغيل آلة الثني ، تكون قوة رد فعل العارضة كبيرة وقوة القصور الذاتي لكتلتها كبيرة.إذا توقف العمل فجأة أو ارتفعت الطاولة ، فسيكون لذلك تأثير كبير على النظام الهيدروليكي.من أجل تقليل التأثير أو القضاء عليه ، هناك بعض الطرق لتحقيق ذلك التخزين المؤقت في تصميم النظام الهيدروليكي.

في نظام مؤازر المحرك الهيدروليكي المصمم في هذا الورق ، تتحقق الحركة المتزامنة للأسطوانتين الهيدروليكيتين من خلال وظيفة التتبع للصمام المؤازر ، ومستشعر الإزاحة 3 ومستشعر الإزاحة 5 الكشف عن الحركة الموضعية للأسطوانتين الهيدروليكيتين ، ويتم إجراؤها بواسطة مكبر الصوت المؤازر.

تتم مقارنة إشارة الخطأ ، ويتم إرجاع إشارة الخطأ المقارنة إلى صمام المؤازرة الكهروهيدروليكي 1. يتحكم صمام المؤازرة الكهروهيدروليكي 1 في فتح منفذ الصمام المؤازر وفقًا لإشارة خطأ التغذية الراجعة ، بحيث تدفق الزيت الهيدروليكي الناتج هو نفسه تدفق الصمام العكسي 2 ، وبالتالي التحكم في الحركة المتزامنة لاثنين من الأسطوانات الهيدروليكية.تكون الوظيفة المتوسطة للصمام العكسي 2 والصمام المؤازر 1 على شكل O ، والتي يمكن أن تلعب دور وظيفة قفل معينة ، ويتم تحقيق وظيفة المخزن المؤقت للنظام الهيدروليكي بواسطة صمام الخانق 7. باختصار ، يظهر نظام محرك هيدروليكي مؤازر في الشكل 3:

1: صمام مؤازر كهربائي هيدروليكي 2: صمام اتجاهي 3،4: مستشعر الإزاحة 5،6: أسطوانة هيدروليكية 7: صمام خانق 8: صمام تصريف 9: مضخة هيدروليكية 10: مضخم مؤازر

الشكل 3 - النظام الهيدروليكي لآلة الانحناء

3. تحديد معلمات النظام الهيدروليكي

3.1 الضغط الأولي للأسطوانة الهيدروليكية

وفقًا لحالة حركة آلة الثني والمتطلبات الأساسية لتصميم آلة الثني ، يتم تحديد الضغط الهيدروليكي للمضخة الهيدروليكية للنظام الهيدروليكي على أنه Ps = 30Mpa.

3.2 معلمات الأسطوانة الهيدروليكية

(1) معلمات الاسطوانة الهيدروليكية

أثناء عملية عمل آلة الثني ، فإن أقصى قوة حمل للأسطوانة الهيدروليكية هي FL = 160KN.

ضغط التحميل P1 للصمام المؤازر هو:

P1 = 2/3 * Ps = 21 ميجا باسكال

قوة الحمل على صمام المؤازرة هي:

FL = P1 * Ap = 2/3 * Ps * Ap

المنطقة الفعالة للأسطوانة الهيدروليكية هي:

Ap = 2/3 * FL / Ps = 0.0089 م 2

(2) يظهر الرسم التخطيطي الهيكلي للأسطوانة الهيدروليكية لآلة الثني في الشكل 4:

الشكل 4 —— آلة الانحناء التخطيطي لهيكل الأسطوانة الهيدروليكية

مساحة عمل الأسطوانة الهيدروليكية هي نفسها A1 = A2 ، وهي أصغر من مساحة العمل للأسطوانة الهيدروليكية ذات المخرج المزدوج.عندما يتم تغيير النظام الهيدروليكي في الاتجاه المتحرك ، فإن الاختلاف في الحركة الترددية صغيرة ، وخصائص السرعة متناظرة ، والضغط الهيدروليكي المتماثل مستوفى.الخصائص الرياضية للأسطوانة.

3.3 تحديد مواصفات صمام المؤازرة

يتم تحديد تدفق الحمل للصمام المؤازر بالسرعة القصوى:

qL = AP * Vmax = 26.7 لتر / دقيقة

AP —— المنطقة الفعالة للأسطوانة الهيدروليكية ؛

Vmax —— السرعة القصوى للأسطوانة الهيدروليكية.

في هذه المرحلة ، يكون انخفاض ضغط الصمام المؤازر هو:

Pv = Ps - Plmax = Ps - FL / AP = 12Mpa

بالنظر إلى التسرب وعوامل أخرى ، يتم تضخيم معدل تدفق الحمل qL بنسبة 20٪ ، مع أخذ qL = 32L / min.وفقًا لـ qL و Pv ، يمكن العثور على صمام المؤازرة مع qn = 40L / min من منحنى علاقة تدفق الصمام المؤازر.QDY6 يتم اختيار الصمام المؤازر الكهروهيدروليكي من كتالوج المنتجات.

4. التحليل الديناميكي

4.1 وظيفة النقل ومخطط كتلة النظام لكل مكون

في التحليل الديناميكي ، يجب إنشاء وظيفة النقل للنظام أولاً.لا يمكنها فقط تحديد الخصائص الديناميكية للنظام ، ولكن يمكن استخدامها أيضًا لدراسة تأثير بنية النظام أو المعلمة التغييرات في أداء النظام.

(1) فن الكسب لمكبر الصوت المؤازر ومستشعر الموضع هما Kd و Kf ، على التوالي.

(2) وظيفة النقل للصمام المؤازر الهيدروليكي هي:

(3) في ضوء خصائص الأسطوانة المتماثلة ، فإن وظيفة النقل للأسطوانة الهيدروليكية المصممة هي:

من خصائص الأسطوانة المتماثلة ، يمكن حساب حجم التحكم الكلي للأسطوانة الهيدروليكية على النحو التالي:

Vt ≈AP * S = 7.12 * 10-3 م 3

S — شوط فعال للأسطوانة الهيدروليكية

خذ معامل مرونة الحجم الفعال للسائل βe = 1000MPa ، ثم التردد الطبيعي الهيدروليكي:

معامل ضغط التدفق الصفري للصمام المؤازر:

نسبة التخميد الهيدروليكي:

تم حساب نسبة التخميد الهيدروليكي على أنها صغيرة ويمكن اعتبارها 0.2.

معامل الامتثال الديناميكي:

ثم تكون وظيفة النقل للأسطوانة الهيدروليكية والحمل هي:

(4) وفقًا لوظيفة النقل الجزئي المذكورة أعلاه ، يمكن تحديد مخطط كتلة نظام النظام كما هو موضح في الشكل 5:

الشكل 5 - مخطط كتلة نظام المؤازرة الهيدروليكية

وفقًا لمخطط كتلة النظام ، يمكن تحديد وظيفة نقل الحلقة المفتوحة للنظام على النحو التالي:

يمكن رؤية التجربة ، ويكسب النظام الحلقة المفتوحة:

4.2 تحليل استجابة مجال التردد

لكي يعمل النظام الهيدروليكي لآلة الثني المصممة بشكل مستقر وموثوق ، يجب ترك هامش ثبات.الشكل 6 هو منحنى استجابة التردد للنظام الهيدروليكي لآلة الثني.يمكن رؤيته من استجابة خاصية التردد للنظام الهيدروليكي لآلة الثني: هامش ثبات زاوية الطور γ = 87 درجة ، هامش ثبات كبير ، يلبي متطلبات الاستقرار ؛تردد عبور الحلقة:

بالنسبة لنظام مؤازر هيدروليكي من النوع الأول مع تخميد صغير ، يمكن اعتبار أن عرض النطاق الترددي للحلقة المغلقة f-3dB يساوي تقريبًا fc.يمكن ملاحظة أن سرعة الاستجابة تلبي متطلبات النظام الخاصة بها.

الشكل 6 - منحنى استجابة مجال تردد النظام الهيدروليكي لآلة الانحناء

4.3 تحليل استجابة المجال الزمني

يمثل إدخال إشارة الخطوة أشد ظروف التشغيل للنظام الهيدروليكي لفرامل الضغط.إذا كان النظام الهيدروليكي لآلة الثني يمكنه تلبية متطلبات العمل تحت تأثير إشارة وظيفة الخطوة ، فإنه يعني أن النظام الهيدروليكي المصمم يمكنه تلبية متطلبات العمل.الشكل 7 هو حالة استجابة النظام الهيدروليكي لآلة الثني لوظيفة الخطوة.يمكن أن نرى من الشكل 7 أنه على الرغم من وجود طفيف التذبذب أثناء صعود النظام ، تكون العملية الكلية مستقرة.يمكن أن يفي وقت عملية الانتقال tp <1s بمتطلبات تتبع المزامنة.

الشكل 7 —— استجابة النظام الهيدروليكي لآلة الثني لوظيفة الخطوة

4.4 تحليل الخطأ

من خلال تحليل محاكاة خطأ النظام الهيدروليكي لآلة الانحناء ، وخطأ الحالة المستقرة وخطأ الموضع ef الناجم عن العوامل غير الخطية في عملية تشغيل صمام المؤازرة الهيدروليكي ، الخطأ المنهجي هو:

e = esr + essn + ef = 0.002m

الخطأ صغير نسبيًا ويلبي تمامًا متطلبات الدقة لنظام التحكم.

5. الخلاصة

من خلال التصميم العقلاني للنظام الهيدروليكي لآلة الثني ، يتم تقليل ظاهرة التأثير والاهتزاز أثناء تشغيل آلة الثني ؛آلة الثني تعمل بسلاسة ، وسلامة وموثوقية تم تحسين النظام.