伺服液压系统选型计算说明(1

1、伺服液压系统选型及计算说明1客户提供伺服液压系统工作原理要求如下：电机：15kW，工作压力15-16-25MPa伺服油缸：D=100 mm d=70 mm, L=200 mm,压力等级 25MPa垂直安装，中间铰接耳轴结构，工作状态为上下举升重物，传感器内置结构，内置传感器误差V 0.1 m,精度0.02%F.S,重复性V 0.02%F.S系统要求：(1) 整个系统控制8条油缸，两个为一组，分为四组，四组油缸平面布置为平行四边形分布，每组油缸两缸间距可调，调整行程为7米，此调整为机械结构调整，不用液压控制，但调整油缸的油管软管部分使用拖链形式，工作 时有时8条油缸同步，有时为一组中的两缸同步，

2、有时为一侧的两组四条缸 同步，有时为一端的两组四条缸同步，同步位置高度误差小于0.2 m。(2) 油缸升降速度可调。(3) 有防重物油缸急降功能。(4) 原理图完备，元器名细表型号完备，拖链型号。(5) 液压系统阀件、泵为力士乐产品，油缸可选，但必须是知名品牌。2、计算选型说明(1) 系统额定流量的确定由电机功率15KW工作压力按照25MPa根据公式卩=空 得出系统的额60定流量不大于Q=p 60 =15 60 =36L/min，取总效率为 0.8，则系统额定流量不大于36 XP250.8=28.8L/min ;(2) 泵的选取按照上述计算的流量参数，选取力士乐排量为28ml/r的恒压变量柱塞

3、泵，采用6级电机，得额定流量为 Q=28ml/r 960r/min =26L/min ；1000油泵型号：A10VSO28DR/31R-PPA12NOO(3) 计算油缸的速度按照8条油缸同时动作算得单只油缸通过的流量为：Q1=26/8=3.25L/min，取3L/min按照无杆腔计算，由公式 Q=vA算得油缸的速 度：V=Q= 3 1000=38.2cm/min=6.36mm/s ;取 6mm/sA n/4 10 10(4) 同步位置误差小于0.2mm的时间要求同步位置控制精度0.2mm油缸以6mm/s的速度运动，运行0.2mm的时间 为：t=0.2/6=0.03s=30ms ;此计算的数据3

4、0ms即是该系统保证同步误差小于 0.2mm的总响应时间，这其 中包括泵从零压到100%压力建立起来、阀的响应、位移检测的响应、控制系 统的响应等因素在内。根据以上计算的数据，初步方案按照比例伺服阀配位移传感器形成闭环控 制的方式来实现。(4)阀的选取因总响应时间小于30ms考虑控制及位移传感器的响应， 取总响应时间的 1/51/6为阀的响应时间，即阀的响应时间不得大于30/6=5ms;查看相关资料，Rexroth的伺服阀或高频响应比例伺服阀的响应时间(按照100%阶跃信号)均10ms无法满足工况要求；若采用MOO伺服阀，D765系列100渐跃信号的时间为4ms选取型号为 D765-10（ p

5、=3.5MPa时的额定流量为10L/min，则 p=1MPa时的额定流量为 10/ 3.5=5.35L/min）。若采用Parker比例伺服阀，D仆P系列100渐跃信号的时间为3.5ms,选取 型号为 DIFPE01BC9NS5S（p=0.5MPa时的额定流量为 3L/min，则 p=1MPa寸 的额定流量为3/ 0.5=4.24L/min）（5）蓄能器的选取恒压变量柱塞泵压力从 0到100%!立起来，所需要的时间约为 70ms此 时间远远大于系统允许的总响应时间。系统压力按25MPa设定允许系统工作 时最低的压力为21MPa根据压力引起的容积变化公式来计算压差为4MPa下引起的容积变化。公式

6、如下： V=0.7X 10 鼻 x V0 X p V:容积变化（I ） V :原始容积（I ） p：压差（bar）V。:按照油缸全伸出时的无杆腔计算得到V。二n /4 X 10 2 X 20 X 8=12560ml=12.56L p=250-210=40bar代入公式计算得出 V=0.7X 10, X 12.56 X 40=0.035L考虑余量，选取蓄能器容积为4L。（6）位移传感器的选择要求误差V 0.1伽，精度0.02%F.S,重复性V 0.02%F.S,且必须满足系统总 响应时间的要求，选定 BALLUFF的 BTL5-P1产品。采用数字脉冲接口，重复 定位精度在2卩m或一 1位数字（取决于处理器）、滞后咗4 1 m最大线性误差_0.02%o位移传感器采用内置结构，并将伺服阀直接安装在油缸端盖上，这样减小因管路引起的波动，并减小沿程损失。3、系统总体方案描述该系统采用力士乐（或 PARKER恒压变量泵来提供稳定的压力和流量，8条 油缸分别采用独立的 8套伺服+位移传感器组合成闭环结构来实现高精度要 求；每条油缸进出油口均装有液控单向阀来防止油缸急速下降；蓄能器用来 减小泵源压力上升过程中的脉动；采