某输送装置二次调速系统的设计与实现

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Implementation and Design of Secondary Timing for a Transportation EquipmentYE Lin，SONG Suhua，GU Gang，XIANG Yang，PENG Songjiang(No.713 Research Institute，China Shipbuilding Industry Corporation，Zhengzhou Henan 450015，China)Abstract：Aimed at the movement characteristic of secondary timing for a transportation equipment，the control scheme of fore-runner-flow-control valve combined with computer control to control motor flow was adopted，and the analysis，design and calculationwere completed. The results show that the design is basically in consistent with experiment and the scheme meets the design request。

Keywords：Secondary timing；Hydraulic system；Forerunner·flow-control valve；Computer control某输送装置通过控制链条的运动实现其多功能、组合式的输送物资至某接收设备。液压系统是该输送装置的重要动力，其主要作用之-，是在计算机控制下完成控制链条实现二次加减速的功能。

1 系统要求及对策分析该输送装置输送的物资体积小，质量大，输送交接过程中运动轨迹会发生变化，如果受到碰撞冲击，易损坏变形，并损伤接收设备。由于技术指标的限制，该输送装置输送某物资总体时间短，平均速度较快。因此，要求该输送装置运行过程平稳，在启动阶段需低速运行，中间阶段切换到高速平稳运行，当运送的物资接近接收设备时进行减速，以减猩能发生的碰撞冲击；当物资进入接收设备内部之后，再次进行二次加速，到完全送人后，二次减速，并停机。其速度 -时间曲线见图 1。

速 度 v图 1 速度 -时间曲线图该类输送装置传统设计方案大多采用电机带制动器或离合器进行动力传输及间歇起停，无法实施二次调速。采用普通液压阀虽能实现调速，但速度转换跳跃太大，冲击明显 ；采用先导操作流量控制阀控制马达的流量并结合计算机控制能很好地实现所需要的功能。

2 液压系统的设计2.1 液压 系统工作原理如图2所示，当控制系统给出 1通道上升”指令后，程序启动液压泵电机，电磁换 向阀 9的电磁铁 YV2通电，阀芯右移，使 P与 B口相通 ，液压油进入输送装置油路；紧接着 电磁换 向阀 10的电磁铁 YV4通电，阀芯左移，使 P与 A、B与 T口相通，并且电磁铁 Yv7通电，液压油经先导操作流量控制阀 12调节之后进入 1号输送通道液压马达 13油腔 ，推动马达带动链条加速正转 ，链条带动物资加速上升。同时，控制系统通过角度仪实时监控物资位置的变化情况 ，当物资快到接 收设备入 口时，电磁铁 YV7断电，液压马达 13减速。物资头部被推入接收设备接口之后，电磁铁 YV7再次通电，液压马达 13再次加速，物资在接收设备内快送到位时电磁铁 YV7再次断电，液压马达 13再次减速，直至把物资送到位 ，之后电磁铁 YV4断电，阀芯复位 。

2号输送通道与 1号输送通道工作原理-样。两者可以并行工作，也可以独立工作，并行工作时相应的阀和电磁铁同时通电或者断电。

收稿日期：2012-03-27作者简介：叶琳 (1980-)，男，硕士，工程师，现主要从事机械总体设计研究工作。E-mail：linye668###hotmail.com。

· 70· 机床与液压 第 4l卷接其l号输送通道 2号输送通道图22.2 液压回路的选择2.2.1 调速方式的选择l-回油过滤器2-油泵.电机组3-液压空气滤清器4-压力油过滤器5-单向阀6吸油过滤器7-超短球 阀先导溢流阀二位三通换向阀1o三位四通换向阀l1-平衡阀l2-先导操作流量控制 阀13-液压马达液压系统原理图反向空载运动 爬行”工作状况。

2.3 液压马达的计算与选择采用先导操作流量控制阀，该型调速阀的流量调节旋钮的机能由先导油缸代取，使执行元件在加减速时具有平稳的流量特性 ，可实现无冲击的操作。由于带有压力和温度补偿器 ，可以实现稳定的流量控制，而与压力和温度的变化无关。其最大流量 Q 与最小流量 Q：可调节，转换时间t ，t：也可根据实际情况调节。其流量 -时间曲线见图3。由图 3可见该阀的流量特性曲线与输送设备所需的速度 -时间变换规律非常吻合。

最小流量到最大 最大流量到最小流量转换时间 流量转换 时间图3 先导操作流量控制阀流量调节曲线2.2.2 卸油回路的选择由于液压系统工作时整个系统会承受-定的压力，造成液压马达和先导操作流量控制阀在工作情况下会有部分液压油通过卸油 口泄漏，为此单独设置卸油回路 ，避免与进油油路干扰造成工作流量不稳定。

回油油路采用平衡阀，以便增加背压 ，减少马达液压系统主要参数 的确定如下：输送行程 s，4 m，输送时间 T 10 S，回转半径 r 0.139 7 m，平均线速度 ，S1/Tl0.4 m/s，平均角速度 ∞ I)1/r 2.863 3 rad/s；输送过程中传动比为 i1，运行周期为 T10 s，每个运行周期转角为 16.117 2rad，转动惯量为 J15 kg·m ，摩擦阻力矩为 ：400 N·11，运动过程中的最大角加速度为132.686 2rad/s ，计算 ：所需马达 的转速为 n × ×i 1T15.39 r/min，所 需 马 达 的 最 小 输 出扭 矩 为 T：J 个÷- ：441 N.m所选马达为 1QJM21-0.63S型 自控式带制动器定量液压马达，其参数如下 ：排量 q。0.63 IMr，额定输入压力 16 MPa，尖峰压力 31 MPa，转速范围2～250 r/min，额定输出转矩 1 572 N·In，启动压力 4MPa。该型马达输出扭矩大、速度低、传动平稳，-旦液压系统压力不够可 自锁 ，经过核实可以满足使用要求。

3 控制系统的设计控制系统采用计算机集中监控，核心是计算机 ，它由电源拈 、主板拈、I/O拈、A/D拈、网络拈和底板等组成。外部交流电源220 V进电源模