电液比例技术在快速锻造液压机中的应用
电液控制工程技术的应用领域及发展趋势

电液控制工程技术的应用领域及发展趋势摘要电液比例技术是一门涉及航空、航天和军事工程领域和民用工业部门,是连接现代微电子技术和大功率工程控制设备之间的桥梁。
电液比例技术以其精度较高、结构简单、成本合理等优点在工业生产中获得了广泛的应用,它的发展强度可以从侧面反映一个国家的工业技术水平,因而受到工业界的重视。
我国在电液比例技术方面与国际水平还有较大的差距,主要表现在产品的耐用性差和产品的种类缺乏。
本次对电液比例技术控制的概述主要表现在它的应用领域和在生产实际中的应用以及将来的发展趋势。
电液控制工程技术将会给工业生产的发展带来美好的前景。
关键词电液比例控制电液伺服技术液压系统精度结构性能前言电液比例控制技术是为适应开发一种可靠、价廉、控制精度和响应特性均能满足工程技术实际需要的电液控制技术的要求。
现代工业的不断快速发展对电液控制技术的自动化、精度、响应速度等方面的要求愈来愈高,因此对控制系统的快速性、动态精度和功率——重量比都提出了更高的要求,电液伺服技术也因此而发展了起来,带动了国民经济的发展,大大带动了工业发展的进度。
同时,对国家的政治实力也起到了促进作用,最主要是在军事方面的应用,使得军事控制精度更高,打击目标的能力更加的准确,大大的提升了军队的作战速度和性能,先进电液伺服技术的发展,首先就是应用在军事方面。
20世纪60年代,各种结构的电液伺服相继问世,电液伺服技术日趋成熟,与此同时,工业伺服技术也发展了起来。
随着工业的发展,融合了各门学科和各门技术,使现代工业设备成为集光、机、电、液、气等多门技术的复合体,综合性能也有了极大的改善。
电液比例技术及电液伺服技术就大大的改善了技术结构和性能,集中了电气和微电子技术信号的检测、放大、处理和传输方面的优势,并结合现代工业计算机,实现了机电一体化,随着工业的发展,电液比例和电液伺服技术将会得到更广泛的应用,也会向着越来越精确的方向发展,对国民经济、政治及军事实力的发展起到不可估量的作用。
电液比例溢流调速阀在大型液压系统上的应用

电液比例溢流调速阀在大型液压系统上的应用周玉海;陈伟俊【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2013(41)16【摘要】Electro-hydraulic proportional relief and speed-regulating valve adjusts pressure and flow parameters according to input electric signal and it is extensively used with the characteristic of high controlaccuracy,variable adjustment and so on.A largescale hydraulic system employing electro-hydraulic proportional relief and speed-regulating valve was introduced which could meet process requirements commendably.%电液比例溢流调速阀根据输入的电信号来调整压力和流量参数,具有控制精度高、无级调整等特点,得到广泛应用.介绍一种采用电液比例溢流调速阀的大型液压系统,该系统能很好地满足工艺要求.【总页数】3页(P119-121)【作者】周玉海;陈伟俊【作者单位】广州铁路职业技术学院,广东广州510430;广东科达机电股份有限公司,广东佛山528313【正文语种】中文【中图分类】TH13【相关文献】1.电液比例液压系统在车辆冷却风扇上的应用 [J], 田小燕;徐诗辉;于艳秋;唐镜2.电液比例溢流阀在液压加载系统中的应用 [J], 张红涛;王新晴;梁升;朱会杰3.PCL-818L数据采集卡在电液比例调速阀实验系统中的应用 [J], 修有峰4.电液反比例溢流阀的原理及应用——访广州机械科学研究院成国真教授级高工[J], 何文杰;冯晓兰5.IABC-elite算法在电液比例溢流阀压力控制中的应用 [J], 方锡岗;周孟然;胡锋;周悦尘;余道洋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
工程机械电液比例阀的特点及其应用研究

电液比例阀与其他控制阀的比较研究
电液比例阀与机械控制阀
电液比例阀具有更高的控制精度和更快的响应速度,同时能够实现远程控制 和调节。
电液比例阀与电气控制阀
电液比例阀具有更大的调压范围和更高的可靠性,同时能够适应恶劣的工作 环境。
电液比例阀在工程机械中的优势与不足
优势
电液比例阀具有较高的控制精度、响应速度和可靠性,能够实现远程控制和调节 ,同时具有较大的调压范围和较高的可靠性。
电液比例阀的特点
1
电液比例阀具有高精度、快速响应、宽范围等 优点,能够实现对工程机械液压系统的精确控 制。
2
电液比例阀能够根据输入的电信号大小实现对 液压信号的连续控制,从而提高了工程机械的 控制精度和稳定性。
3
电液比例阀还具有防爆、防尘、防水等特性, 能够在恶劣的环境条件下工作。
03
工程机械电液比例阀的应用研究
意义
通过对工程机械电液比例阀的特点及其应用进行研究,有助 于提高工程机械的性能和效率,推动工程机械技术的发展。
研究目的和方法
目的
本研究旨在探讨工程机械电液比例阀的特点及其应用 ,分析其在实际应用中的性能表现,为进一步优化电 液比例阀的设计和应用提供理论支持和实践指导。
方法
本研究采用文献综述、实验研究和理论分析相结合的 方法,对工程机械电液比例阀的特点及其应用进行研 究。首先,通过文献综述了解电液比例阀的研究现状 和发展趋势;其次,通过实验研究分析电液比例阀在 实际应用中的性能表现;最后,运用理论分析对实验 结果进行深入分析和总结,提出优化电液比例阀设计 和应用的建议。
通过引入先进的制造技术和优化生产流程,提高电液比例阀的质量和生产效率, 降低生产成本。
电液比例阀的使用和维护建议
分析电液比例控制技术及其在大型养路机械中的应用研究

分析电液比例控制技术及其在大型养路机械中的应用研究摘要:电液比例控制阀由于其具有结构简单、制造与维护成本较低且抗污能力较强等优势被广泛地应用于当前铁路大型养路机械之中,实现了铁路施工设备的现代化与专业化等目标。
深入研究电液比例控制技术,积极探究它在大型养路机械中的应用,对于全面提升铁路养路机械的控制水平影响深远。
本文在概述了电液比例控制技术及其系统结构的基础上,进一步分析了电液比例控制技术在大型养路机械中的应用问题。
关键词:电液控制技术;大型养路机械;电业比例控制阀;应用Abstract::electro-hydraulic proportional control valve because of its simple structure, manufacture and maintenance cost is low and the anti pollution ability and other advantages is widely applied in the large railway maintenance machinery, realize the modernization of railway construction equipment and professional goals. Research of electro-hydraulic proportional control technology, and actively explore its application in large maintenance machinery in the control, to enhance the level of railway maintenance machinery of far-reaching influence. Based on the survey of the electro-hydraulic proportional control technology and its system structure, further analysis of the application of electro-hydraulic proportional control technology in the large maintenance machinery.Keywords:electro hydraulic control technology; large maintenance machinery electric proportional control valve; application;随着铁路运输业的飞速发展,对铁路线路的标准化程度以及机车高速运行安全提出了更高的要求,因此铁路线路的养护问题受到社会各界的高度重视。
电液比例技术

中矿物油内混入的空气量可达10-20。但随着压力上升,一部分混入的 气体将溶解于液体中,不再对液体的有效弹性模量产生明显的影响。
比例控制放大器
一. 作用:
起功率放大及其它作用(死区补偿、颤振、缓冲、阀芯位移控制等)
起功率放大:
输入信号:0-10V; 0-10V(方向阀);0-20mA,0-20mA(电流抗干扰, 但获得不便)
⑥ 先导液桥是由液阻构成的 无源网络,需要由外部压 力供油。
液压半桥的基本类型
类 输入 输出 型 液阻 液阻
符号
A 可变 可变
B 固定 可变
C 可变 固定
相对出 增益 现率
5% 2
93% 1
2% 1
先导液桥中的液阻
液阻的功能
说A明、:桥路液阻 1、B、若固动定态液阻阻工尼作在零流量附近, C则 a、)工流动作量时压压,差反其增馈流益量很压小差;动而态如增图 D益、很限大。流故在用阻尼液阻时, E导 作、入 于稳稳 图压定a)位流(置量隔以可提使压高固)增定益液;阻工
表示
油液的压缩率(压缩系数):
1ห้องสมุดไป่ตู้
(V )
p V
弹性模量:E 1 V P V
ΔV V-ΔV
V
P+ΔP
P
5 4
得到静压封闭容腔压力基本公式
p E V V
3 2
1
液压系统压力容腔压力公式
P E VL V
液压系统压力区的划分
在压力伺服机构中,实际上出现的许多不稳定现象,都是由于 压力介质的压缩性所引起的。这种压缩性,表现为介质在一定温度下,压 力变化引起的密度变化。油源设计时,考虑到这一情况,按压力基本公式 进行如下的计算。
液压伺服和电液比例控制技术 ppt课件

液压伺服和电液比例控制技术
• 当阀进油口p处作用在锥阀上的液压力超过 弹簧力时,锥阀打开,油液通过阀口由出 油口T排出,这个阀的阀口开度是不影响 电磁推力的,但当通过阀口的流量变化时, 由于阀座上的小孔d处压差的改变以及稳态 液动力的变化等,被控制的油液压力依然 会有一些改变。
液压伺服和电液比例控制技术
• 优点:伺服阀控制精度高, 响应速度快,特别是电液 伺服系统易实现计算机控 制。
• 在工业自动化设备、航空、 航天、冶金和军事装备中 得到广泛应用。
• 缺点:伺服阀加工工艺复 杂,对油液污染敏感,成 本高,维护保养困难。
液压伺服和电液比例控制技术
二、电液伺服系统的应用
• 电液伺服系统通过电气传动方式,将电气 信号输入系统,来操纵有关的液压控制元 件动作,控制液压执行元件使其跟随输入 信号动作。其电液两部分之间都采用电液 伺服阀作为转换元件。
液压伺服和电液比例控制技术
• 近年来在国内外得到重视,发展较快,电 液比例控制的核心元件式电液比例阀,简 称比例阀。本节主要介绍常用的电液比例 阀及其应用。
液压伺服和电液比例控制技术
一.电液比例控制器
• 电液比例控制阀由常用的人工调节或开关控制的 液压阀加上电-机械比例转换装置构成。常用的 电-机械比例转换装置是有一定性能要求的电磁 铁,它能把电信号按比例地转换成力或位移,对 液压阀进行控制。
• 图8-6所示为直动式压力阀,它可以直接使 用,也可以用来作为先导阀以组成先导式 的比例溢流阀,比例减压阀和比例顺序阀 等元件。
液压伺服和电液比例控制技术
• ⒉电液比例换向阀 • 电液比例换向阀一般由电液比例减压阀和
液动换向阀组合而成,前者作为先导级,以 其出口压力来控制液动换向阀的正反向开 口量的大小,从而控制液流的方向和流量 的大小。
电液比例技术与双机联动折弯机
2、比例技术的含义
电液比例技术是一门综合性技术,既实现了液压动力传动,又具有电子控制的灵 活性。
带比例电磁铁的比例阀、比例泵为电子控制提供了合适的接口,从而生产机 械的工作循环更加灵活,甚至能方便实现可编程控制和传动。工作过程柔性很大 的各类传动控制系统统一在一起。
电液比例技术填补了传统开关式液压传动技术与电液伺服技术之间的空缺。
通过这样转换,一个输入电压信号的变化,不但能 控制执行器和机械设备上工作部件的运动方向,而且可对 其作用力和运动速度进行无级调节。
电液比例技术的基本含义:
电液比例技术的基本含义:
电液比例控制的技术特征
(1)性能特点
比例技术的发展;除中位死区外,在滞环、 重复精度等主要稳态特性上已与伺服阀相当,而 工作频宽又具有足以满足大部分工业系统控制要 求的相当水平;对介质过滤精度要求,阀内压力 损失和价格方面,又接近开关阀。因此,赢得了 比电液伺服比例控制远为广泛的应用领域。
比例方向阀
工进时 Q工进=5~20L/min
对工进速度的调节,也只达 到调节范围的10%(20L/min时为 47%额定电流,5L/min时为37%额 定电流)。假如一般阀的滞环为 3%,而对应于调节范围仅10%的情 况,则其滞环相当于30%。显然, 很难用如此差的分辨率来进行控 制。
比例方向阀
流量特性 (阀口流量特性)
选用比例阀的正确方法。
快进工况的比例关系
此时设定值在66%到98%额定电流之间(60-150L/min),因此得到32%调 节范围。
比例方向阀
流量特性
现用一实例来说明按下列特性选用比例阀的正确方法。
工进工况设定的比例关系
此时设定值落在36%至63%额定电流之间,可见调节范围很大,有一个较 好的分辨率。同时,重复精度造成的偏差当然也减小。
电液比例技术与双机联动折弯机课件.ppt
生产批量较大的比例压力阀、比例方向阀,常与开关阀通用主阀阀体, 有利于生产管理和标准化,也将为原有液压系统的改造带来方便;力反馈比 例元件可以配用多种控制输入方式;
比例泵的恒压、恒流、压力流量复合控制等多种功能控制块,可采用组 合叠加方式;
电液比例技术与双机联动折弯机课件
比例方向阀
流量特性 (阀口流量特性)
选用比例阀的正确方法。
快进工况的比例关系
此时设定值在66%到98%额定电流之间(60-150L/min),因此得到32%调 节范围。
电液比例技术与双机联动折弯机课件
比例方向阀
流量特性
现用一实例来说明按下列特性选用比例阀的正确方法。
电液比例技术与双机联动折弯机课件
比例方向阀
工进时 Q工进=5~20L/min
对工进速度的调节,也只达 到调节范围的10%(20L/min时为 47%额定电流,5L/min时为37%额 定电流)。假如一般阀的滞环为 3%,而对应于调节范围仅10%的情 况,则其滞环相当于30%。显然, 很难用如此差的分辨率来进行控 制。
对交流电磁铁而言,由于其输入电流和行程有关, 工作时必须尽可能快地到达其行程终了位置。
不带位移反馈(力调节型、行程调节型)和带位 移反馈(行程调节型)
电液比例技术与双机联动折弯机课件
比例电磁铁
1、 比例电磁铁结构原理分类 (1)力调节型比例电磁铁
电液比例技术与双机联动折弯机课件
比例电磁铁
1、 比例电磁铁结构原理分类 (1)力调节型比例电磁铁
电液比例技术与双机联动折弯机课件
比例方向阀
第八章电液比例控制系统的工程应用-文档资料
8-13 运卷小车托盘升降液压原理图
8.7 电液比例控制在连轧管设备上的应用
在PQF连轧机设备上有多处应用电液比例位置闭环控制技术:PQF连轧 管机主传动接轴支承装置、轧机出口辊道在线高度调整装置、芯棒支承 架支承辊位置控制、机架拉出及推入装置及轧机机架侧向移动装置等。 在此以主传动接轴装置为例来说明。PQF连轧机主传动接轴支承装置用 于PQF连轧管机更换三根传动轴进的精确定位。如下图所示,接轴的位 置完全由液压缸的位置精度保证,位置误差小于1mm,否则接轴无法顺 利插入。
图8-6 金属带CVT原理示意图
动画
金属带的主动轮、从动轮皆由可动锥盘部分和不可动锥盘部分构成,它 们的中心距是固定的。工作中,当主、从动轮的可动锥盘作轴向移动时, 改变了金属传动带的工作半径,从而改变了传动比。 可动锥盘的轴向移 动量是根据发动机使用要求的变速比,通过液压控制系统分别调整主、 从动轮上作用油缸的压力来调节的。由于工作节圆半径可连续调节,所 以可实现无级变速。
3.水平支路:在接箍拧紧过程中,换向阀19处于中位状态,此时油缸浮 动。在接箍及钢管螺纹螺旋传动的作用下,钢管带动滑台向前移动,油 缸被滑台驱动。
8.5 带钢对中装置电液比例控制系统
8-11 带钢对中装置电液比例控制系统原理图
工作原理为:液压马达带动导板和导辊沿水平方向左右移动,来调整带 钢中心线所在位置,并由制动器保证其位置不变。导板位置调整完毕、 制动器锁死之后,带钢运动的中心线即被控制在该导板纵向中心线位置。 油缸9可以带动齿条齿轮机构来完成夹棍夹紧及松开带钢动作。
金属带式无级变速器属于摩擦传动式无级变速器,它主要利用两个锥形 带轮来改变传动比,从而实现无级变速。从下图可见,发动机输出的动 力经输入轴传到主动轮上,主动轮锥盘通过与金属带的V型摩擦片的侧 面接触产生的摩擦力向前推动摩擦片,这样就使后一个摩擦片推压前一 个摩擦片,在二者之间产生推压力.该压力形成于接触弧的始端,至终端 逐渐加大,这种推力经金属带的摩擦片作用在从动轮上,由摩擦片通过 与从动轮锥盘的接触产生的摩擦力带动从动轮旋转,这样就将动力传到 了从动轴上。
电液一体化的比例伺服系统及其在密炼机上的应用
sse rai sahg —t n t y tm el e ih s e gh,hg —p e z r ihs e d,hg — s lt n rm i nen l x r t tpespe sr du t n. ihr oui a nitr a mieswi se ls rsu eaj sme t e o h
Elc r — y a lc p o r i na e vo va v y t m t a lc to n i e na ie s e t o h dr u i r po to ls r l e s s e wih pp i a i ns o nt r lm x r
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
WE i ig , H h— u n C A G Q n e ,WE iot n ,LU Tn I N el I — n Z U Z i h ag , H N igj A b z i I a —a I ig ,LA G D — X i v
c n rl o to ;cls —o p prs ur o r l o e l o e s e c nto
0 引 言
电液 比例伺 服控 制系 统是 一种 电子技术 和 液压 技
的欢迎 。
本 研究 以密炼 机 的 实 际 使 用 情况 为 例 , 简述 电液
比例伺 服 系统 的控 制机 理 及其 使用 效果 。
( .R s r n e l met i s n D l n R be & Pa t s c ie o L . D l n 1 6 3 , hn ; 1 ee c a d D v o n D v i , ai u b r a h ep io a l i hn r C . t , ai 1 0 C ia s c Ma y d a 3
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电液比例技术在快速锻造液压机中的应用摘要电液比例控制技术经过几十年的发展,已广泛应用于各行业的工业设备中,具有对传动介质污染不敏感、可控性强、重复精度高等优点,因此目前快速锻造液压机中所有执行机构的运动均为液压传动,能够充分满足其响应速度快、定位精度高、运动频率快的要求。
关键词电液比例控制技术;节流调速系统;pid控制
中图分类号tg315 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2013)88-0197-03
1 比例技术概述
随着近代科学技术的发展,人们已经对各个行业不同的生产工艺过程有了较为深入的研究,并且能够建立出这些工艺过程的数学模型,因而对其工艺过程的控制提出了比较高的要求。
现代微电子技术在20世纪末得到了非常迅猛地发展,特别是计算机技术的广泛应用,为实现各种复杂工艺过程的最佳控制提供了非常强大的技术基础。
因而,工程控制理论已经逐步从军事和航空领域,大量地应用于工业领域。
电液比例技术作为连接现代微电子技术和工程控制设备之间的桥梁和纽带,已经成为现代工程控制技术的基本构成之一[1]。
从广义上来说,在应用液压和气压的传动与控制的工程系统中,凡是系统的输出物理量,如压力、流量、位移、速度等,都能随输
入参数的变化连续成比例地进行控制,因此,这种控制方式称之为比例控制系统[1]。
在工程实际应用中,根据输入信号类型的不同,将控制对象分为模拟式电液比例元件和数字式电液比例元件;而根据控制系统构成的结构特点来区分,又可分为电液伺服控制系统和电液比例控制系统;而类似于传统的液压控制系统,按功率单元的不同,又可将比例控制系统分为节流控制系统和容积控制系统,后者又可分为液压泵调节和液压马达调节。
快锻压机中的核心机构是活动横梁,其较之工作台和砧子横移装置有运动惯量大,负载变化范围宽,动作频率高等特点,且因为它是在垂直方向做往复运动,因此控制难度较大。
在液压系统设计时,根据其运动特性采用的是节流调速的电液伺服控制系统,其原理见图2。
1.电液伺服阀,
2.主系统进油阀,
3.系统安全阀,
4.压力传感器,
5.活动横梁
图 2 电液伺服控制系统原理
电液伺服使能阀的功能和电液比例使能阀是相同的,都是起到激活主阀芯控制的作用。
从图2中可以看出,活动横梁的控制其实是旁路节流调速的控制系统,其在快速锻造中的运动过程是:加载→卸压→大量排油→回程→加载,这样往复运动的频次对于一台中等吨位的压机来说要求达到每分钟60~70次,因此电液伺服阀的开关频率要求小于1hz;而且如果要在活动横梁运动过程中找出其
快速性与稳定性的最佳平衡点的话,则卸压→大量排油这一过程的时间通常要在500ms左右,这是经过大量现场调试工作得出的经验值。
所以综合考虑活动横梁的工艺过程,选用中位死区较小的电液伺服阀是比较合适的,在提高了伺服阀开口度分辨率的同时,增强了执行机构的可调节性。
3 控制软件的设计
与模拟控制系统不同,数字控制系统的基本控制方法是依靠专业软件作为平台,通过编程实现的,这种方式使得控制方法的改变与相关系统参数的修正变得十分快捷;而随着计算机硬件配置的不断提升,其运行速度有了较大幅度的提高,所以能够实现运用复杂及运算量较大的数学算法对各种不同地工艺过程进行控制[2]。
目前,快速锻造液压机中应用最多的控制器是plc(可编程控制器),其具有可靠性高、编程语言类型丰富、与外设接口简便等优点。
plc经过几十年的发展,由最初只能进行逻辑运算到现在可进行各种复杂的控制算法,其运算速度有了大幅提升,循环扫描时间极短,能够充分适应电液比例控制系统和电液伺服控制系统的高频响应、计算精确的要求。
pid控制算法是在工业控制系统中应用最为广泛的,该算法不仅快速有效,而且控制程序结构简单,执行时间短,通常能够满足系统实时性的要求。
1)在系统控制的起步阶段,由于输出量与输入量的偏差信号较大,因此系统的超调量就会比较大,所以如果积分运算在控制系统
中的作用很明显的话,其超调和振荡过程就会持续较长的时间,这时就应该将积分运算的作用减小到最弱的程度或暂停其控制功能,在控制系统稳定后再启动其控制功能,并且根据系统控制过程的要求实时地增强或减弱积分运算的作用[2];
2)液压控制系统虽然固有频率比较高,但其阻尼比较小,在pid 算法的参数整定过程中,通常要选较小的ki值和较大的kd值,以此来避免控制系统不稳定所造成的不良后果[2]。
在快速锻造液压机中,主机构和其余的辅助机构都属于液压定位控制系统,由于油缸位置对输入的控制流量本身具有积分作用,因而ki对改善系统的精度效果并不明显,所以在实际应用中,只对比例环节进行调节,而不引用积分和微分环节。
4 结论
电液比例控制技术的发展,使工业领域的控制技术进入了现代工程控制的新行列,在各个行业不同程度地确立了电液一体化的技术优势,而构成电液比例系统的液压元件,却是将新的加工与制造技术融入到传统的逻辑型和伺服型元件中发展起来的。
它们所依据的基础理论和基本结构形式是完全相同的,基本控制物理量通常就是流量和压力。
电液比例技术具有无可比拟的优势,它的应用能够将液压技术、微电子技术和计算机技术融为一体,其发展前景无限广阔。
从液压元件的控制输入信号角度来看,电液比例控制是多种控制信号中的一种,除了电液控制以外,还包括电动控制、机动控
制、手动控制等。
因此,控制元件发展至今的显著特征,就是适用于多种控制输入方式,使元件能够满足不同生产工艺过程、不同技术层次的需求[1]。
参考文献
[1]吴根茂,等.新编实用电液比例技术.杭州:浙江大学出版社,2006,9:1-2,5.
[2]阮健.电液(气)直接数字控制技术.杭州:浙江大学出版社,1999,6:269-270.。