非谐振式液压输送装置的研制与开发

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当前国内对振动机械的品种和质量要求愈来愈高，使振动机械的向-个新的阶段发展。随着科技的进步，液压技术由于采用了电子技术、信息技术、自动化技术及新材料、新工艺等后取得了新的发展，使液压传动技术在水平上有了很大的提高。液压传动具有功率密度高。易于实现直线运动、速度刚性大、便于冷却散热、动作实现容易等突出优点。液压技术已经渗透到很多领域，在工程机械、冶金机械、塑料机械、农林机械、汽车、船舶等行业得到大幅度的应用和发展，而且发展成为包括传动、控制和检测在内的-门完整的自动化技术。现在，采用液压技术的程度已成为衡量-个国家工业水平的重要标志之-。发达国家生产的 95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动化生产线都采用了液压传动技术。

1 非谐振式液压输送装置的基本情况我公司经过多年研究开发出了世界领先的系列数字液压技术 ，数字液压缸是将液压缸与数字阀、反历收稿日期：2012-04-20作者简介：郭字光(1969-)，男，河南新乡人，本科 ，主要从事机械理论教学与实习教学工作。

在液压系统的设计中。不但要满足输出与调节功能，还要旧能地利用能量。达到高效、可靠运行的目的。在液压回路的选取方面我们选用了传动效率较高的液压回路和适当的调速方式。目前开发的振动频率 已达500Hz，可以满足振动设备的使用要求 ，将数字液压缸与振动输送结合在-起形成的液压传动系统主要有以下优点：(1)在相同功率下，液压执行元件体积孝重量轻、结构紧凑。液压装置的体积比同样输出压力的电机及机械传动装置的体积小得多；(2)振动源由液压控制，传力均匀、运动平稳、可靠性高，调整方便维护方便；(3)可采用高可靠性和抗干扰能力的PLC控制，保持长期稳定的振动波形；(4)速度调整容易，液压系统速度调整非常简单 ，可改变振动波形得到不同的输送效果；(5)不会有过载的危险。液压系统中装有溢流阀，当压力超过设定压力时，阀门打开.液压油经由溢流阀流回油箱。

将液压系统和振动机械有机地结合在-起 ，向成套、系统和规模化发展，将各种振动机械、输送机械组合成成套系统 ，使振动机械、输送机械与液压技术有机Hydraulics Pneumatics& Seals/NO.01.2013结合，通过计算机对物料在振动输送过程进行动态模拟仿真，寻求出最佳匹配组合。通过实验、总结、验证 ，最终设计出结构合理、技术先进、性能稳定、能耗少、维护方便的液压输送机；达到在液压振动及输送机械中技术领先国际水平的新-代振动机械。我们将开式回路应用于液压振动系统。采用高频率大振幅，即能满足液压系统的技术要求，所以采用开式回路的液压泵、齿轮马达加阀控液压系统。不论从实用性成本、维护是比较适宜的，能体现设计布局上的合理性。该形式目前在国内振动输送机领域尚属空白。

为了进-步提高我公司振动机械水平 ，开创世界领先的数字液压技术和新产品。我公司研制的数字液压缸”是靠脉冲信号驱动步进电机，带动数字液压缸内的振动伺服阀控制阀芯做正、反旋转运动，从而打开数字液压缸内部的阀口，数字液压缸活塞杆在高压油的驱动下前进或后退，活塞杆内装有机械位置传感器，活塞杆在前进或后退的过程中带动传感器不断的关闭阀口，与步进电机带动的阀芯耦合，构成了速度闭环和位置闭环。步进电机旋转-圈，数字液压缸就移动-个固定距离。例如设定为数字液压缸移动 100ram。步进电机转动-周需要 1 000个脉冲；如果步进电机的脉冲频率是 500Hz，则数字液压缸的速度为50mm/s，如果脉冲总数是 5 000，则数字液压缸行程是 500ram，即数字液压缸的速度和行程都是由步进电机的转速和转角决定的，数字液压缸不需要加装任何检测液压缸速度和行程的传感器，即可完成各种运动控制。速度和位置闭环在数字液压缸内部自动完成，是该数字液压缸的特点。

数字液压缸可以与PLC控制器可编程数字配合进行控制，可以实现各种力量大小的数字液压缸精确的速度、位置和方向的控制，以及各种步进电机、伺服电机的角度、速度的精确控制 ，大大的提高了振动输送机的控制精度。

液压振动输送的动力装置为液压动力站，它作为动力源向数字液压缸提供稳定的压力和流量的油液，液压动力站的信号由PLC系统控制，液压振动的核心控制装置为振动伺服阀，振动伺服阀的灵敏度极高，液压动力站提供的动力如有波动.伺服阀的动作就会失真，造成振动时运动不平稳和振动波形失真，为此在系统中安装蓄能器以吸收各类波动和冲击 。保证整个系统的压力稳定。由PLC系统控制数字液压缸中的振动伺服阀，从而获得不同的非线性振动曲线，得到不同的振幅和频率。达到理想的输送效果。在软件编程中还可以设置报警和保护措施以避免重大事故的发生。这种任意调整振动波形、振幅和频率是常规振动机械所实现不了的。整个液压系统还设计有液位计 、温度计、压力继电器、过滤器堵塞检测等装置，对液压系统进行检测、监视、显示和安全保护。

2 非谐振式液压输送装置目前达到的水平该振动输送机的输送方式为水平方向振动输送，无垂直方向的分量。依靠其加速度的非谐振规律，即加速度曲线对时间轴的不对称性 ，使物料沿槽体向前滑动完成输送作业。常规的振动输送机振动源为同步振动器，由反向同速转动的高速轴、反向同速转动的低速轴组成，获得频率比固定的复合谐波振动从而获得差动的运动特性，产生输送料槽向前慢、向后快的水平振动，使物料在料槽内向前振动时随着料槽-起运动，而料槽向后振动时，物料在料槽表面滑动，迫使物料始终向前移动。在实验中我们将输入、输出的频率比按照不同比例和不同的行程，获得最佳的频率比，实验出液压输送的运动特性，找出最佳非线性振动曲线并运用在液压输送机中。

总体技术指标为：数字液压缸由PLC控制，三种以上频率比输入、输出效果 ；振动方式：水平方向由数字液压缸控制 ；振动频率 ：200～500Hz，振动幅值 ：8～18mm；最大位移 ：18mm，最大速度：0.8m；相 比同类输送机输送效果提高 50%以上 ：调整方便、性能安全可靠，能够满足高强度、高效率、高寿命的要求。

液压系统采用数字液压缸、截止阀、蓄能器等配置，实现液压系统的集成化控制，对于关键部件--数字液压缸 。具有密集而复杂的空间孔道系统，因此设计工作极其繁琐 ，复杂而又容易出错，-旦设计有误 ，往往造成极大的损失和延误。因此 ，从实用性出发，在设计过程中整改我公司现有液压设备，并在PLC控制器技术的支持下▲行相关实验 ，这个过程中实验出液压输送的相关数据，进行技术功能分析 ，得到最佳的非谐振性振动曲线，采用新理论、新技术和新手段，进-步展开掌握振动机械的载荷变化功率、运动特性、疲劳特性和可靠性的实验研究。

3 结论可以相信，随着液压技术与电子技术、计算机控制技术以及传感技术的紧密结合 ，液压传动技术必将在未来振动机械中发挥出越来越重要的作用～液压技术与振动机械通过的可靠性设计与电子技术高度结合，会彻底改变振动机械行业的面貌，在未来振动机械行业中应用前景十分广阔，使我国振动机械技术水平整体提高。

17液压 气动 与密封/20l3年 第 O1期基于VlSIO的液压传动系统CAD软件的研究与开发赵 艳(北京航空航天大学 机械工程及 自动化学院，北京 100191)摘 要：研究了在 NET平台下。利用 C#语言二次开发以 VisioDrawingControl控件为核心的液压传动系统自动建模与计算的实现问题。

以 VisioDrawingControl控件为基础，建立了液压传动系统元件图形库和设备信息参数数据库，实现了液压传动系统原理图的绘制和参数赋值；设计了系统拓扑结构识别程序 ，能够自动提取元件参数和设备连接关系；基于节点法建立系统数学模型，结合参数信息用分析计算液压系统经典回路的稳态特性，并将计算结果与 Excel整合 ，形成各类计算报表。

关键词：液压传动系统；C#；自动建模 ；分析计算中图分类号：TP136 文献标识码：A 文章编号：1008-0813(2013)Ol-0018-03The Research and Development of CAD Software for HydraulicPower Transmission System Based on Visioo Yah(School of Mechanical Engineering and Automation，Beijing University of Aeronautics and Astronautics，Beijing 100191，China)Abstract： The realization methods of automatic modelling and analyzing for hydraulic power transmission system were studied. UsingVisioDrawingControl as key element，this application built the hydraulic components library and parameter data base，which helped todraw schematic diagram and parameter value assigning.Automatic analysis pmgram of topological structure was designed to extract theparameter values and connection between components.And mathematic model of the system was pmgrammed to calculate， then the finaldata could output to excel to do report。

Key words：hydraulic power transmission system； C#； automatic modeling； calculate0 引言随着液压技术和计算机技术的发展，研制高效率、可维护性强、具有良好用户界面的图形化设计、计算分析软件成为液压传动系统 CAD软件研究的重要任务之-。目前，国内外已经存在-些液压系统原理图绘制软件和仿真分析计算软件，但是前者没有提供系统分收稿 日期：2012-04-16作者简介：赵艳(1986-)，女，陕西渭南人，在读硕士研究生，研究方向为液压传动系统 CAD软件的研究与开发。

析计算功能，不能充分满足众多用户的需要 ；后者价格昂贵专业性强，要求使用者具备较高素质；两者均不能满足工程技术人员日常设计使用和实验教学需求。

本文基于 NET平 台，利用 C#语言二次开发VisioDrawingControl控件，研究了液压传动系统原理图图形化设计和分析计算的技术。这样不仅可以充分利用 Visio强大的绘图和交互功能，还可以与.NET平台无缝连接，利用 C#面向对象设计的优势快速设计实现液压传动系统的分析计算功能。

本软件最终实现的液压传动系统 自动建模和分析计算的过程如图1所示。

参 考1 惠学磊，J、型全液压振动压路机主传动系统设计浅析[J].流体传动与控制，2007，(5)。

[2 蒋志新，孙虎儿，郭刚.基于 MATALAB的液压直线振动筛的计算机仿真[J].煤炭工程，2007，(11)。

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