2015/9/11 16:01:56
液压系统的工作原理及其特点
棒料高速剪切工艺主要有速度和径向夹紧两方面的要求。在低速剪切时，上下裂纹最初的扩展路线总是偏离剪切面的，但又在棒料中心附近彼此相交，造成断面质量差；而当提高剪切速度，即采用高速剪切时，可以明显改善毛坯断面的剪切精度。例如，当剪切速度为６～７ｍ／ｓ时，材料变形区及其影响的面积都变得很小，毛坯的剪断面与其轴线相互垂直，断面不平度和椭圆度也明显下降。采用径向夹紧剪切时，由于限制了棒料的轴向位移，棒料处于夹紧和受压状态，使得剪切区的材料处于三向压应力状态，剪切的毛坯能与棒料平行下移，剪切面的变形很小，得到的毛坯断面光滑平整，倾斜角小，达到了塑性剪切的目的，从而提高了毛坯的剪切质量。
棒料高速剪切机采用液、气联合驱动，以液压力提升整个动上模系统并压缩气体蓄能，工作行程则利用气体膨胀做功，使气体释放的能量转化为棒料的剪切能，并且可使剪切速度高达６～７ｍ／ｓ，达到高速剪切的目的。棒料在夹紧状态下剪切时，剪切区呈多向应力状态，提高了材料塑性，使断面产生纯剪切，大大提高了剪切断面的质量。
所设计的液压系统采用插装阀集成开式液压系统，其工作循环为：滑块回程→夹紧缸松开→夹紧缸夹紧→剪切。首先，电磁换向阀换向，油液通过二通插装阀进入主工作缸下腔，提升滑块，气体压缩蓄能。随后，电磁换向阀５换向，油液进夹紧缸下腔，夹紧缸快速回程，松开工件。进料后，电磁换向阀换向，高压油进夹紧缸上腔，当夹紧模夹紧工件
后，电磁换向阀换向处于中位，电磁换向阀８换向
油液通过二通插装阀进入增压缸，通过增压缸使油液增压。剪切时，气体膨胀作功，同时油液通过二通插装阀快速放油，滑块快速下行，进行剪切，剪切后，工作循环结束。用来控制寸动对模。系统具有下列优点：
①采用一个泵控制夹紧和剪切回路，效率高、
成本低，实现了连续工作；
②主要控制阀采用了二通插装阀，通油量大，便于集成；
③系统中的小型蓄能器保持控制油压的稳定。
３液压大系统建模方法
对液压系统进行仿真首要任务就是建立数学模
型，最困难的也是进行建模，然后才可能进行计算机仿真研究。将液压大系统视为灰色系统（“灰箱”），利用液压元件（子系统）子模型按一定原则组合形成大系统模型。液压大系统建模法是一种理论分析与辩识实验相结合的建模方法。子模型和液压大系统模型中的性能参数是通过参数辩识获得的，而且考虑到了这些参数在系统中随压力等参数的变化情况，比功率键合图法等“白箱”方法所获得的参数准确。因而，用“灰箱”方法所建的数学模型更能准确地描述系统的实际情况。
液压大系统建模法将液压系统视为“灰箱”，其中有些参数如元件或系统的结构参数是已知的，而有些性能参数如阀口流量系数和阻尼系数等是待定的。首先根据元件的功能和作用建立元件的子模型（或子系统），然后根据系统拓扑结构分析、节点拓扑约束条件和边界条件，由元件子模型生成液压大系统模型。子模型和液压大系统模型中的待定参数，通过对元件或子系统的参数辩识获得。然后由数学模型生成仿真模型，输入已知参数和辨识参数，即可进行仿真。液压大系统是由若干元件和子系统按一定的方式组合而成的，所以在液压大系统建模方法中
对系统进行拓扑结构分析，就是分析液压系统组织液压元件模型的方法。将液压大系统及其功能进行
简化和抽象化，以利于由子模型方便而迅速地构成液压大系统模型。在由元件子模型生成液压系统数学模型时，还要依据元件间节点信息、节点拓扑约束条件和边界条件。液压大系统建模法中充分利用拓
扑结构分析技术、系统拓扑结构信息流图、节点信息与节点拓扑约束条件和边界条件来分析描述系统，有利于实现液压系统自动建模，具有形象化和方便直观的优点。