倾转式电炉定点浇注角位移控制电液比例技术定量控制硕士论文

1、定点倾转式电炉及阀控缸角位移控制系统研发【摘要】 铸造是机械制造过程链中的第一道环节,铸造质量的好坏直接影响零件的最终性能,在机械制造中占有极重要的位置。浇注是铸造生产的关键工序,对于铸件的产量、质量有着重大的影响。到目前为止,我国大部分工厂仍然采用手工操作浇包的工艺完成金属熔液的浇注,不仅工作条件差,劳动强度大,存在较大的安全隐患,浇注工烧伤事故时有发生,而且铸件废品率高,生产效率低下。为此,提高铸件质量,对浇注过程实施有效的控制,提高浇注过程的自动化水平及控制精度是一个急待解决的问题。论文以倾转式电炉为例,对常规的倾转式电炉浇注进行了深入分析研究发现：常规的倾转式电炉,浇注口与转动轴中心不

2、重合,在浇注过程中浇注口高度不断降低,并伴有水平方向的移动。这种浇注系统必须同时控制三个方向的运动,不仅结构复杂,控制困难,浇注口位置变化仍比较大,浇注平稳性差,影响了浇注质量,而且系统整体的稳定性较差,存在较大的安全隐患。现行的倾转式电炉浇注机构无法满足铸件生产工艺和安全要求。在查阅大量国内外有关文献的基础上分析了目前国内外倾转式浇注机构的应用现状,论文提出定点浇注概念,并设计了新的倾转式定点浇注机构,解决了常规倾转式电炉因浇注口与转动轴中心不. 更多还原【Abstract】 The casting is first link in the machine manufacture

3、process chain, the castability quality immediate influence components final performance, It plays the extremely important role in the machine manufacture. The casting is the foundry practice critical process,and it has the significant influence regarding the casting output、the quality. So far, our c

4、ountry Majority of Factories still used manual operation pouring package of craft to complete the metal melt fluid the casting, not only the workin. 更多还原 【关键词】 倾转式电炉； 定点浇注； 角位移控制； 电液比例技术； 定量控制； 【Key words】 Leans type electric stove； Fixed-point casting； The angular displacement control； Electro

5、-hydraulic proportional technology； Quota control； 摘要 3-5 Abstract 5-6 第一章 绪论 12-18 1.1 浇注过程及其控制 12 1.2 倾转式浇注设备的工作原理及应用现状 12-15 1.2.1 倾转式电炉的结构 13-14 1.2.2 倾转式电炉的驱动方式 14-15 1.3 论文选题的意义与主要研究内容 15-17 1.3.1 论文选题及主要研究内容 15-16 1.3.2 论文选题的意义 16-17 1.4 本章小结 17-18 第二章 定点倾转式电炉浇注机构设计 18-28 2.1 炉体外形布局及设计 18-21

6、2.1.1 电炉工作原理及炉体结构设计 18 2.1.2 炉体转轴位置确定 18-19 2.1.3 活塞杆铰位确定 19-21 2.2 电炉机架结构设计 21-22 2.3 定点倾转式浇注虚拟样机 22-27 2.3.1 油缸体铰位确定 22-25 2.3.2 整机设计 25-27 2.4 本章小结 27-28 第三章 阀控缸角位移液压控制系统设计研究 28-40 3.1 主控阀的选型 28 3.2 电液比例控制技术概述 28-30 3.3 电液比例角位移液压控制系统设计 30-33 3.3.1 对液压系统基本要求 30 3.3.2 系统子回路设计 30-33 3.4 系统原理图拟定及工作原理

7、 33-34 3.4.1 系统的液压原理图 33 3.4.2 液压系统的工作原理 33-34 3.5 油缸主参数计算 34-36 3.5.1 等效静负载估算 34-35 3.5.2 油缸行程确定 35 3.5.3 油缸主参数计算 35-36 3.6 液压元件选择计算 36-38 3.7 本章小结 38-40 第四章 系统数学建模研究 40-58 4.1 电液比例调速阀数学模型的建立 40-42 4.2 阀控非对称液压缸数学模型 42-46 4.2.1 无杆腔进油模型 42-44 4.2.2 有杆腔进油模型 44-46 4.3 炉体驱动机构分析及数学模型建立 46-53 4.3.1 炉体驱动机构

8、分析 46-47 4.3.2 炉体驱动机构动力学数学模型 47-52 4.3.3 角位移控制系统运动学数学模型 52-53 4.4 角位移传感器的模型 53 4.5 角位移控制系统数学模型 53-56 4.5.1 无杆腔进油角位移控制系统模型 53-55 4.5.2 有杆腔进油角位移控制系统模型 55-56 4.6 本章小结 56-58 第五章 角位移控制系统特性分析研究 58-64 5.1 系统稳定性分析 58 5.1.1 无杆腔进油稳定性分析 58 5.1.2 有杆腔进油稳定性分析 58 5.2 浇注系统稳态位置误差分析 58-61 5.2.1 无杆腔进油稳态位置误差分析 58-59 5.

9、2.2 有杆腔进油稳态位置误差分析 59-60 5.2.3 稳态位置误差的讨论 60-61 5.3 电液调速阀总放大系数设计 61-62 5.4 本章小结 62-64 第六章 系统参数设计及性能指标计算 64-68 6.1 系统参数设置及计算 64-65 6.1.1 主要技术参数 64 6.1.2 系统参数设置 64 6.1.3 角位移传感器系数确定 64-65 6.1.4 容积系数计算 65 6.2 比例流量阀总放大系数K值确定 65-66 6.2.1 按稳定性要求计算 65-66 6.2.2 按稳态误差要求计算 66 6.3 稳态误差计算 66 6.4 本章小结 66-68 第七章 系统校

10、正及数字仿真研究 68-80 7.1 仿真环境简介 68-69 7.2 系统频率特性仿真分析 69-74 7.2.1 开环频率特性分析 69-70 7.2.2 相位滞后校正设计 70-71 7.2.3 相位超前补偿设计 71-73 7.2.4 动态性能指标估算 73-74 7.3 PID校正 74-79 7.3.1 PID控制器模型 74-76 7.3.2 参数整定及仿真 76-79 7.4 本章小结 79-80 第八章 定量浇注控制策略研究 80-90 8.1 定量浇注模型 80-85 8.1.1 炉体内胆设计计算模型 80-81 8.1.2 浇注体积V与倾转角度的数学模型 81-85 8.2 定量浇注控制方法 85-89 8.2.1 定量浇注控制策略与自然控制法 85-87 8.2.2 区间控制法 87-88 8.2.3 增量控制法 88 8.2.4 两方法的异同点 88-89 8.3 本章小结 89-90 第九章 结论及展望 90-92 9.1 结论及研究成果 90-91 9.2 展望 9