基于负载敏感理论的注塑机节能系统研究

【摘要】：近年来,随着塑料工业的迅猛发展,塑料加工设备的生产制造日益受到人们的重视。在塑料成型加工中,注塑占有十分重要的位置,其加工设备是注塑机。注塑机主要的能耗部分是动力驱动系统。因为注塑机液压系统需要多级压力-流量控制,所以传统的注塑机定量泵液压系统在注塑机的一个生产周期内有很大的溢流和节流损失,因此注塑机液压系统的节能研究日益成为人们关注的焦点。负载敏感系统的出现使得这一关键问题得到解决,该系统不但能够自适应负载压力和流量的需求,使泵输出的功率与负载消耗的功率相适应,而且还可以与比例压力阀和比例节流阀相结合,实现对系统压力和流量的比例控制,构成电液比例负载敏感系统。本文根据现代注塑机液压系统的具体要求,结合负载敏感技术和电液比例技术,设计了新型电液比例负载敏感系统方案。对该系统进行了深入的研究,主要研究内容如下几个方面： 1、设计了新型电液比例负载敏感系统方案,对系统中各个元件的工作原理和结构进行了分析。 2、对系统的建模理论进行了研究,深入分析了系统中各个组成部分的动态特性,求出了各个部分的动态方程,然后经拉氏变换,建立了各个部分的传递函数框图,最后将各个部分的传递函数框图恰当地组合起来,建立了系统流量调节过程和压力调节过程的传递函数框图,深入分析了各个参数对系统动态特性和稳态特性的影响。 3、利用AMESim高级建模和仿真软件,对系统中的各个元件建立了AMESim模型,设置了相关的参数,并对各个模型的功能进行了仿真分析,最后将系统中的各个AMESim模型恰当地组合来,建立了新型电液比例负载敏感系统整体AMESim仿真模型。 4、对系统的调节原理、系统的流量和压力调节特性、重要参数对系统动态特性的影响进行了仿真研究,最后结合注塑机的实际工况,对新型电液比例负载敏感系统进行了仿真研究,取得了以下结论： ①系统能够根据负载的要求提供恒定的流量,而不受负载压力变化的影响,具有良好的恒流特性。②泵输出功率始终与负载消耗的功率相适应,实现了功率的匹配,具有良好的节能效果。③系统的压力和流量可以在很大的范围内无级调节。④系统保压时能够处于高压小流量的节能状态,而且可以实现保压压力的无级调节。⑤系统具有良好的动态和稳态性能。⑥系统参数对系统的动态和稳态性能有重要的影响.⑦该系统不仅可以满足注塑机的节能要求,还可以根据具体要求合理选择参数,使系统具有良好的稳态和动态控制特性,以满足注塑机的工况要求。 【关键词】：注塑机 电液比例 节能 负载敏感 AMESim 仿真
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TQ320.52
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题的研究背景及意义11-12
• 1.2 注塑机概述12-13
• 1.3 注塑机节能液压系统国内外研究现状和发展趋势13-14
• 1.4 液压系统节能技术简介14-17
• 1.5 课题主要研究内容17
• 1.6 本章小结17-18
• 第二章 新型电液比例负载敏感系统方案设计和元件选择18-30
• 2.1 新型电液比例负载敏感系统方案和系统节能原理18-23
• 2.1.1 电液比例定量泵液压系统能耗分析18-19
• 2.1.2 负载敏感系统概述19-20
• 2.1.3 新型电液比例负载敏感系统方案20-21
• 2.1.4 新型电液比例负载系统调节原理21-23
• 2.2 变量泵的选择和工作原理分析23-25
• 2.3 比例节流阀和比例压力阀的结构和工作原理25-28
• 2.3.1 比例节流阀的结构和工作原理25-27
• 2.3.2 比例压力阀的结构和工作原理27-28
• 2.4 负载敏感阀和恒压阀工作原理28-29
• 2.4.1 负载敏感阀工作原理28-29
• 2.4.2 恒压阀工作原理29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 新型电液比例负载敏感系统建模理论30-40
• 3.1 负载敏感阀动态特性方程30-31
• 3.2 恒压阀动态特性方程31-33
• 3.3 斜盘组件动态特性方程33-35
• 3.4 变量泵动态特性方程35-36
• 3.5 系统流量调节阶段的动态特性36-38
• 3.6 系统压力调节阶段的动态特性38-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第四章 新型电液比例负载敏感系统建模40-50
• 4.1 AMESim高级建模与仿真软件介绍40
• 4.2 负载敏感阀的AMESim建模和仿真分析40-43
• 4.2.1 负载敏感阀的AMESim建模40-41
• 4.2.2 负载敏感阀工作原理仿真分析41-43
• 4.3 恒压阀的AMESim建模和仿真分析43-45
• 4.3.1 恒压阀的AMESim建模43-44
• 4.3.2 恒压阀的工作原理仿真分析44-45
• 4.4 比例节流阀和比例压力阀的AMESim建模45-46
• 4.5 变量泵与变量机构的AMESim建模和仿真分析46-48
• 4.5.1 变量泵与变量机构的AMESim建模46-47
• 4.5.2 变量泵与变量机构工作原理仿真分析47-48
• 4.6 新型电液比例负载敏感系统整体AMESim建模48-49
• 4.7 本章小结49-50
• 第五章 新型电液比例负载敏感系统仿真实验与分析50-72
• 5.1 系统调节原理仿真分析50-52
• 5.2 系统流量和压力调节特性仿真分析52-54
• 5.2.1 系统流量调节特性仿真分析52-53
• 5.2.2 系统保压压力可调特性仿真分析53-54
• 5.3 系统动态特性仿真分析54-58
• 5.3.1 系统流量调节动态特性仿真分析55-56
• 5.3.2 系统压力调节动态特性仿真分析56-58
• 5.4 重要参数对系统动态特性的影响仿真分析58-68
• 5.4.1 重要参数对流量调节动态特性的影响仿真分析59-63
• 5.4.2 重要参数对压力调节动态特性的影响仿真分析63-68
• 5.5 结合注塑机实际工况对系统调节特性的仿真分析68-71
• 5.6 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 总结72-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士期间参加的科研项目与发表的论文80

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