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冲压机床液压控制系统设计毕业论文.doc

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冲压机床液压控制系统设计毕业论文.doc

本科毕业设计说明书(论文)第I页共Ⅱ页目录1绪论................................................................11.1研究背景及意义...................................................11.2国内外研究现状和发展趋势.........................................11.2.1液压控制技术的发展情况..........................................11.2.2液压系统仿真技术的发展..........................................21.3论文主要研究内容.................................................31.4论文的组织结构...................................................42冲压机床液压控制系统总体设计........................................52.1液压机的工作原理及特点...........................................52.1.1液压机的工作原理................................................52.1.2液压机的主要结构形式............................................62.1.3液压机基本参数..................................................62.1.4液压机的特点....................................................72.2液压控制系统的功能和组成.........................................72.33150KN四柱式通用液压机系统设计及其分析...........................82.3.1液压机的液压系统功能需求分析....................................82.3.2液压机的系统图及系统工作原理分析................................92.3.3系统控制基本回路...............................................1233150KN四柱式液压机液压系统详细设计.................................163.1液压缸的尺寸....................................................163.1.1工作缸的尺寸...................................................163.1.2顶出缸的尺寸...................................................173.2计算液压系统工作的流量..........................................173.3选择液压泵的规格................................................193.4确定控制阀的尺寸................................................194基于AMESim的液压控制系统建模与仿真分析............................214.1建模仿真软件AMESim简介.........................................214.2基于AMESim液压系统的仿真设计步骤...............................214.3基于AMESim的3150KN液压机液压控制系统的建模与仿真..............244.3.1系统建模.......................................................244.3.2仿真结果分析...................................................264.3.3液压控制系统的改进.............................................28本科毕业设计说明书(论文)第II页共Ⅱ页结束语................................................................32致谢..................................................................34参考文献..............................................................35本科毕业设计说明书(论文)第1页共36页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本科毕业设计说明书(论文)第2页共36页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(AdvancedModelingEnvironmentforSimulationofengineeringsystems)提供了一个系统工程设计的完整平台,使用户得以建立复杂的多学科领域系统的模型,并在此基础上进行仿真计算和深入的分析。用户可以在AMESim平台上研究任何元件或系统的稳态和动态性能,如在燃油喷射、制动系统、动力传动、机电系统和冷却系统中的应用。工程设计师完全可以应用集成的一整套AMESim应用库来设计一个系统,所有这些来自不同物理领域的模型都是经过严格测试和实验验证的,AMESim可让工程师迅速达到建模仿真的最终目标,使用户从繁琐和高度专业的数学建模中解放出来,从而专注于物理系统本身的设计4。AMESim正处于不断的快速发展中,AMESim软件目前在中国销售的主要产品模块有4个操作平台、1个三维动画前后处理工具、28个应用模型库(共有3,500个模型)、5个接口工具、1个优化设计工具包以及10个实时仿真代码生成功能。现有的应用模型库有机械库、信号控制库、液压库(包括管道模型)、液压元件设计库、液阻库、注油库(如润滑系统)、气动库(包括管道模型)、气动元件设计库、热库、热液压库、热液压元件设计库、热气动库、冷却系统库、二相流库、空气调节库、电磁库、电机及驱动库、IFP整车性能库/驾驶库、IFP发动机库、IFP排放库、IFPC3D三维燃烧计算功能、平面机构库、动力传动库、车辆动力学库、换热器布置工具库、混合气体库、湿空气库。作为在设计过程中的一个主要工具,AMESim还具有与其它软件包丰富的接口,例如Simulink、Adams、LabVIEW、Simpac、Flux2D、RTLab、dSPACE、iSIGHT等等5。

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