冲压机床液压控制系统设计[毕业论文+开题报告+翻译]

机电毕业论文：冲压机床液压控制系统设计含毕业论文、任务书、开题报告、英文论文翻译

冲压机床液压控制系统设计[毕业论文+开题报告+翻译]

摘要

液压机是冲压机床的重要组成部分之一，由于传统试验法成本高、效率低、系统动态分析复杂，一直是液压机设计的瓶颈。

本文首先针对3150KN四柱式液压机液压控制系统性能的要求，提出了该系统总体设计方案，初步确定了系统各回路的基本结构及主要元件选型；进而，以AMEsim为仿真平台进行液压系统建模，并对该系统进行了动态性能仿真，发现了系统初步设计中存在着压力冲击大及回程速度慢两个问题，最后提出了增加释压回路和增大工作缸活塞杆直径的两个解决方案以解决问题，从而达到优化系统、缩短设计周期和提高系统稳定性的目的。

关键词 冲压机床 液压机 液压控制系统 仿真

Abstract

Hydraulic Presses is one of most the important part of the punching machine.Due to the high cost,low efficient and complicated of traditional try-error test,the dynamic analyse and evaluate of the system always is the bottle-neck of the design of hydraulic presses.

Firstly,aimed at the requirement of the performance of the hydraulic control system of 3150KN type four-pillars hydraulic machine,overall design of this system was proposed.Furthermore the configuration of loops,the type of main components were given.Moreover it was modeled with AMESim.By dynamic simulation of system,the problems such as excessive pressure impact and too slow return rate exist in preliminary design were found.Finaly,additional a pressure-release loop and inrease the diameter of the rod were put forward as solutions to solve those problems. Therefore,the purpose of optimizing system,shorting design cycle and improving the stability of system can be achieved.

Keywords Punching machine Hydraulic presses Hydraulic control system simulation

目 录

1 绪论 1
1．1 研究背景及意义 1
1．2 国内外研究现状和发展趋势 1
1.2.1 液压控制技术的发展情况 1
1.2.2 液压系统仿真技术的发展 2
1．3 论文主要研究内容 3
1．4 论文的组织结构 3
2 冲压机床液压控制系统总体设计 5
2．1 液压机的工作原理及特点 5
2.1.1 液压机的工作原理 5
2.1.2 液压机的主要结构形式 6
2.1.3 液压机基本参数 6
2.1.4 液压机的特点 7
2．2 液压控制系统的功能和组成 7
2．3 3150KN四柱式通用液压机系统设计及其分析 8
2.3.1 液压机的液压系统功能需求分析 8
2.3.2 液压机的系统图及系统工作原理分析 9
2.3.3 系统控制基本回路 12
3 3150KN四柱式液压机液压系统详细设计 16
3．1 液压缸的尺寸 16
3.1.1 工作缸的尺寸 16
3.1.2 顶出缸的尺寸 17
3．2 计算液压系统工作的流量 17
3．3 选择液压泵的规格 18
3．4 确定控制阀的尺寸 19
4 基于AMESim的液压控制系统建模与仿真分析 21
4．1 建模仿真软件AMESim简介 21
4．2 基于AMESim液压系统的仿真设计步骤 21
4．3 基于AMESim的3150KN液压机液压控制系统的建模与仿真 24
4.3.1 系统建模 24
4.3.2 仿真结果分析 26
4.3.3 液压控制系统的改进 28
结束语 32
致谢 34
参考文献 35

1 绪论

1.1 研究背景及意义

随着现代工业的发展，对液压传动与控制系统的性能和控制精度等提出了更高的要求，而运用计算机仿真技术对液压系统进行分析具有重要的意义。计算机仿真技术不仅可以预测系统性能，减少设计时间，还可以对所涉及的系统进行整体分析和评估，从而达到优化系统，缩短设计周期和提高系统稳定性的目的[1]。

液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。

液压控制系统可以在运行过程中实现大范围的无级调速，在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳，便于实现自动工作循环和自动过载保护。由于一般采用油作为传动介质，因此液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设计、制造和推广应用。

本课题针对3150KN四柱式液压机，首先设计液压机的液压控制系统，进而基于AMESim软件进行了冲压机床液压控制系统数字建模，并完成动态仿真实验，帮助企业降低成本实现冲压机床液压系统优化的目的[2]。

1.2 国内外研究现状和发展趋势

1.2.1 液压控制技术的发展情况

当前，液压技术在实现高压，高速，大功率，高效率，低噪声，经久耐用，高度集成化等各项要求方面都取得了重大的发展，在完善比例控制，伺服控制，数字控制等技术上也有许多新成就。下面的表格简洁的介绍了国内外液压技术发展动向[3]。

表1.1 国内外液压技术发展的动向

国内 国外

发展内容 小型化、集成化、多样化 机电一体化集成元件和系统

高压、高速、高精度、高可靠性 智能化自动控制元件和系统

高效、节能、环保 高精度数字控制元件和系统

机电一体化 水介质液压元件和系统

1.2.2 液压系统仿真技术的发展

从20 世纪70 年代初开始，国外开始进行液压系统和元件的计算机数字仿真研究，我国也从20 世纪70年代末80 年代初开始进行液压系统与元件的仿真研究。经过几十年的研究开发，液压仿真软件包的性能实现了从原先的精度低，速度慢发展到精度高，速度快；从只能处理单输入、单输出的线性系统发展到能处理多输入、多输出的非线性系统；从复杂的编程和输入发展到交互友好的图形用户界面等都有极大的提升。特别是近几年，国外尤其在欧洲液压仿真技术得到了飞速发展，各款老牌的液压仿真软件纷纷推出了面目一新的版本。如英国的Bathfp ，瑞典的Hopsan ，德国的DSH + 等。另外一些擅长液压仿真的综合系统仿真软件在商业上也获得了很大的成功，具代表性的有法国的AMESIM，波音公司的Eay5。
作为一种多学科领域复杂系统建模仿真解决方案，AMESim（Advanced Modeling Environment for Simulation