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驱动复合连杆机构滚动的液压控制系统特性

北京工业大学学报 2012年第11期38卷 1601-1607页

作者：马立峰黄庆学韩贺永楚志兵李志刚太原科技大学重型机械教育部工程研究中心太原030024 吉林大学超塑性研究所长春130025

针对曲轴连杆机械式滚切剪机构复杂、设备质量大、造价高等问题,研制出液压缸驱动PR-8R-PRⅡ级杆组的复合连杆剪切机构.通过建立复合连杆机构的位置环方程、力矩平衡方程,求解出构件的轨迹曲线及液压缸的位移、双腔平衡力参数及液压控... 详细信息

针对曲轴连杆机械式滚切剪机构复杂、设备质量大、造价高等问题,研制出液压缸驱动PR-8R-PRⅡ级杆组的复合连杆剪切机构.通过建立复合连杆机构的位置环方程、力矩平衡方程,求解出构件的轨迹曲线及液压缸的位移、双腔平衡力参数及液压控制系统的传递函数.理论与实测结果表明:液压伺服控制系统模型满足了连杆机构复演滚动轨迹的特性要求;该机构构型设计及机构学综合分析数据正确可行,液压伺服控制系统具有较强的鲁棒性和自适应能力,可在复杂恶劣工况下实现较高的位置控制精度,采用非对称阀控制非对称缸的方法能有效解决剪切机构驱动液压缸的换向冲击问题.

关键词：复合连杆机构滚动轨迹液压控制

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液压滚切剪液压系统的换向冲击分析

吉林大学学报（工学版） 2012年第6期42卷 1396-1401页

作者：马立峰韩贺永黄庆学王晶周研太原科技大学重型机械教育部工程研究中心太原030024 吉林大学超塑性研究所长春130022

液压滚切剪的剪切机构,建立了液压缸的力平衡方程。通过求解液压缸换向前后的两腔压力,比较对称阀控制非对称缸和非对称阀控制非对称缸两种形式的压力冲击。通过仿真软件模拟两种形式的液压缸换向冲击,可以看出非对称阀控制非对称缸的... 详细信息

液压滚切剪的剪切机构,建立了液压缸的力平衡方程。通过求解液压缸换向前后的两腔压力,比较对称阀控制非对称缸和非对称阀控制非对称缸两种形式的压力冲击。通过仿真软件模拟两种形式的液压缸换向冲击,可以看出非对称阀控制非对称缸的换向压力冲击较小,符合理论计算的结果。依据仿真结果设计合理的液压系统,有利于设备的安全运行。通过采集现场样机液压缸的两腔压力,证实了采用非对称阀控制非对称缸的方法能够有效地解决液压缸的换向冲击问题。

关键词：液压传动与控制液压系统模型压力冲击

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液压滚切剪液压控制系统的研究

液压滚切剪液压控制系统的研究

作者：韩贺永太原科技大学

学位级别：硕士

滚切剪是中厚板生产线上最关键的设备之一,滚切剪分为机械滚切剪和液压滚切剪两种形式,它具有剪切质量好、剪切频率高等优点,但机械滚切剪整体重量大制造成本较高。液压滚切剪是完全自主研发制造的新型滚切剪,它是采用液压缸控制上剪刃... 详细信息

滚切剪是中厚板生产线上最关键的设备之一,滚切剪分为机械滚切剪和液压滚切剪两种形式,它具有剪切质量好、剪切频率高等优点,但机械滚切剪整体重量大制造成本较高。液压滚切剪是完全自主研发制造的新型滚切剪,它是采用液压缸控制上剪刃的滚动剪切轨迹来实现滚动剪切原理,优点是其本体重量大约是机械滚切剪的一半。目前中厚板生产线上已经看到它的工作身影,而且今后将会有更多的液压滚切剪出现在生产线上。液压滚切剪的难点是液压控制系统比较复杂,不同工况我们需要不同对待。因此为了能使的液压滚切剪技术更完善,使它在中厚板生产线上发挥更大的作用,我们需要对其液压控制系统进行深入研究。本论文首先根据它的工作特点对其剪切机构做了介绍、对其滚动剪切的原理和导向型式进行了数学分析;然后分析了其液压系统的数学模型和PID控制原理,并应用HYVOS软件对剪切过程进行了动态模拟,结果表明该液压系统完全能够满足要求;应用有限元分析软件ANSYS-LAND对滚切剪的剪切过程进行模拟,并通过实际采集的数据对各项分析进行验证,结果表明对剪切过程做的模拟分析是正确可行的。通过比较液压滚切剪的实际剪切力和理论剪切力后,发现理论剪切力的公式是正确可用的。本文的研究将有助于液压滚切剪的开发完善,使其能够被更多的钢铁生产企业所接受。其优点在于其能够降低企业的生产成本,提高企业社会和经济效益,同时又能打破国外机械滚切剪对中厚板生产线的垄断。

关键词：液压滚切剪剪切原理液压控制系统实验研究

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液压矫直机液压伺服系统动态特性分析比较

吉林大学学报（工学版） 2012年第2期42卷 372-376页

作者：韩贺永黄庆学张洪王建梅李玉贵太原科技大学重型机械教育部工程研究中心太原030024

根据矫直机矫直原理和矫直工艺要求设计了全液压矫直机液压伺服系统,在此基础上采用非对称伺服阀加位移传感器控制非对称液压缸位移的方法达到了矫直钢板的目的。通过求解出非对称阀控制非对称液压缸的系统传递函数和非对称阀控制恒背... 详细信息

根据矫直机矫直原理和矫直工艺要求设计了全液压矫直机液压伺服系统,在此基础上采用非对称伺服阀加位移传感器控制非对称液压缸位移的方法达到了矫直钢板的目的。通过求解出非对称阀控制非对称液压缸的系统传递函数和非对称阀控制恒背压液压缸系统的传递函数,用Hyvos软件仿真分析液压缸两种位置控制效果。通过仿真可以发现:非对称阀控制非对称缸的控制效果明显优于非对称阀控制背压缸。同时通过现场生产样机的液压缸位置控制精度和钢板平直度证实该液压系统的设计是先进的。研究结果对非对称阀控制非对称缸的设计、仿真及控制具有指导意义。

关键词：液压传动与控制液压矫直机液压系统模型位置控制

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液压滚切剪液压系统的研究

四川大学学报（工程科学版） 2011年第3期43卷 239-243页

作者：韩贺永黄庆学马立峰王晶张洪太原科技大学重型机械教育部工程研究中心山西太原030024

根据滚动剪切的剪切原理设计液压滚切剪的液压系统。在滚切方程基础上采用比例伺服阀加位移传感器控制液压缸位移的方法来实现滚动剪切的目的。通过建立液压系统3大方程的方法求解出整个液压系统的传递函数,用Simulink仿真分析液压缸的... 详细信息

根据滚动剪切的剪切原理设计液压滚切剪的液压系统。在滚切方程基础上采用比例伺服阀加位移传感器控制液压缸位移的方法来实现滚动剪切的目的。通过建立液压系统3大方程的方法求解出整个液压系统的传递函数,用Simulink仿真分析液压缸的位置控制效果。通过仿真可以确定一些控制参数的范围,但在仿真过程中无法直观检测到液压系统在改变控制参数后产生的超调震荡,须在实际调试过程中做适当调整。液压系统采用的控制策略必须具有较强的鲁棒性和自适应能力,以确保对不同的情况具有比较稳定的补偿精度。现场生产样机液压缸的位置控制精度和高质量的钢板剪切断面证实了该液压系统设计的正确性。

关键词：液压滚切式剪切机液压系统模型位置控制仿真研究

液压滚切剪机新型伺服缸控制系统动态解耦及仿真试验

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机械工程学报 2019年第6期55卷 203-212页

作者：马丽楠赵晓冬马立峰马强俊韩贺永太原科技大学重型机械装备协同创新中心太原030024

全液压滚切剪是伺服缸为滚切剪刀提供精准曲线力。因重载缸卧式铰接安装,缸筒自重等会引起密封处摩擦过大,造成拉缸、泄漏而导致输出力不足等现象。为克服自重对密封的影响,提出在全液压滚切剪的伺服缸端底用一小缸进行支撑,并设计压力... 详细信息

全液压滚切剪是伺服缸为滚切剪刀提供精准曲线力。因重载缸卧式铰接安装,缸筒自重等会引起密封处摩擦过大,造成拉缸、泄漏而导致输出力不足等现象。为克服自重对密封的影响,提出在全液压滚切剪的伺服缸端底用一小缸进行支撑,并设计压力-位置双闭环PID控制系统,该系统通过精准控制小缸压力和位移以满足所需工况。对该控制系统进行耦合特性分析,推导出压力与位置独立闭环控制系统的数学模型,进行稳定性分析。在基于理论分析研究的基础上,运用AMESim/Matlab联合仿真,进一步验证了压力-位置双闭环独立PID控制系统的合理性。结果表明该控制系统能够实现小缸的压力和位移精准控制,实现了重载卧式缸在输出曲线力时不受自重因素影响,密封装置几乎不受工况所限无摩擦运行。通过工程试验证明了该控制系统的可行性与可靠性,为理论分析和工程实际应用提供了重要依据。

关键词：卧式缸抗摩擦控制系统解耦联合仿真

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高速重载液压系统气体溶解理论分析

振动与冲击 2021年第2期40卷 199-203页

作者：韩贺永秦丽霞柳渊马立峰李永祥太原科技大学机械工程太原030024 山西盈得液压有限公司太原030024

针对液压系统中阀口空化后的气泡进入液压缸对液压缸表面造成气蚀以及对液压系统造成振动、噪声、不稳定等问题,以滚切剪液压系统为例,以液压油有效体积模量为桥梁,建立了阀口初始含气量和气泡运动距离之间的数学模型。通过不同的液压... 详细信息

针对液压系统中阀口空化后的气泡进入液压缸对液压缸表面造成气蚀以及对液压系统造成振动、噪声、不稳定等问题,以滚切剪液压系统为例,以液压油有效体积模量为桥梁,建立了阀口初始含气量和气泡运动距离之间的数学模型。通过不同的液压阀口后的初始含气量,得到孔道中气泡运动的最佳溶解距离,从而使更少的气体进入液压缸,并用Fluent进行仿真验证。研究表明:随着初始含气量的变化,孔内气体溶解的距离也在发生变化;并且分析发现数学模型和仿真模型误差在10%以下。该模型的研究有助于防止空化后更多的气泡进入液压缸,防止液压缸造成气蚀及密封装置出现断裂等问题,更有提高液压系统的稳定性。

关键词：液压系统含气量距离

矿井应急救生舱爆炸冲击波作用下的结构瞬态响应分析及参数化设计

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应用力学学报 2013年第2期30卷 184-189,300-301页

作者：马立峰胡文莉楚志兵潘海彦黄志权韩贺永太原科技大学重型机械教育部工程研究中心太原030024 吉林大学超塑性研究所长春130025

针对因矿井应急救生舱模拟爆破冲击时分析数据缺乏而严重影响救生舱的开发设计问题,同某企业合作对救生舱进行了结构瞬态响应分析和优化设计,分析了不同压力和作用时间工况下,舱体封头和舱体正面的应力、应变、冲击变形及回弹情况。结... 详细信息

针对因矿井应急救生舱模拟爆破冲击时分析数据缺乏而严重影响救生舱的开发设计问题,同某企业合作对救生舱进行了结构瞬态响应分析和优化设计,分析了不同压力和作用时间工况下,舱体封头和舱体正面的应力、应变、冲击变形及回弹情况。结果表明:舱体封头受到的应力2.0MPa时变形量过大,所以门板可以设计成骨架的扁箱体结构,以增强该部位的结构强度和刚度;舱体受0.5MPa压力冲击力时只发生弹性变形,随着冲击峰值的变大,变形量急剧增大,塑性变形占主导地位。变形过程在冲击载荷衰减为零后,还要延续一段时间,之后发生一定量的回弹,同时舱体的回弹能力急剧下降。本文在结构数值分析的基础上对舱体结构进行了参数化设计,通过对救生舱结构主要设计参数变化对其抵抗冲击能力的趋势分析可知:在允许范围内,应尽量增加支撑筋骨的高度B1并减少波纹板宽度L2及边部支撑筋骨厚度B2,以增强救生舱抵抗冲击的能力。

关键词：矿井救生舱瓦斯爆炸压力冲击瞬态响应分析结构优化

液压系统弹簧刚度动态变化下的压力冲击余弦级数研究

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液压与气动 2018年第8期42卷 1-6页

作者：韩贺永王凯王晶柳渊太原科技大学重型机械教育部工程研究中心山西太原030024

分析了油液含气量和液压缸活塞位移对液压油的有效体积弹性模量和液压缸等效动态弹簧刚度的影响,利用余弦级数计算出压力冲击的作用时间,并利用AMESim仿真软件验证所求时间的准确性。在此基础上利用动量定理推导出了压力冲击的计算公式... 详细信息

分析了油液含气量和液压缸活塞位移对液压油的有效体积弹性模量和液压缸等效动态弹簧刚度的影响,利用余弦级数计算出压力冲击的作用时间,并利用AMESim仿真软件验证所求时间的准确性。在此基础上利用动量定理推导出了压力冲击的计算公式,并求出了压力冲击的数值大小。研究结果表明,液压缸的等效动态弹簧刚度和油液中的含气量是影响压力冲击数值大小的主因,因此在设计液压系统时,可以降低油液中的含气量,提高液压缸的等效动态弹簧刚度来确保系统的稳定。以国内某钢厂的全液压双边滚切剪作为实验对象,由于数据采集的时间间隔为0.5 s/次,在出现压力冲击的时候数值没采集到,但是通过现场油管爆裂来看是有冲击产生的。通过分析理论推导与所采集到的压力冲击的大小,得出误差在11.12%左右,验证了理论推导的正确性。

关键词：压力冲击动态弹簧刚度含气量有效体积弹性模量