liangquan6 发表于 2022-4-16 10:33:15

简易液压伺服试验台设计方案,请大家提提意见!

本帖最后由 liangquan6 于 2022-4-16 10:40 编辑

1. 在高校做科学研究,想做一套简易的液压伺服系统试验台,做一些液压伺服系统试验。

考虑的因素主要包括:1)系统占用场地尽量小;2)系统在一定范围内可移动;3)液压系统回路可以灵活多变,能完成:单自由度阀控伺服、单自由度伺服电机泵控伺服、多自由度伺服电机泵(阀)控伺服、常见液压传动系统回路搭建;4)尽量提高液压系统元件的重复使用率;5)想做机械臂的伺服控制,机械臂系统的自由度可适当增减;6)电气系统灵活多变。
为此,选用了如下的微型液压泵,其性能参数如下:

选用台达伺服电机作为动力源。

2.初步设计了液压试验台的结构图;


2.1 为提高泵的自吸能力,将液压泵布置在了油箱下面;


2.2 设计为小车结构,方便搬运和移动;

2.3 两块带孔的铁板(0.7mm厚,阿里巴巴采购),打算一块安装机械元件(集成块、压力表等,0.7mm厚的钢板能承受住吧?);另一块布置导轨,安装电气控制元件。

3. 为了用这一套设备,完成尽可能多的液压系统试验,元件之间,采用软管连接;

3.1 系统建成后,首先完成这个“泵循环试验”,原理图如上图。

系统的功能模块包括:1)泵-电机组;2)调压卸荷集成块;3)油箱及其辅件;4)运行状态检测。
可测试:1)泵-电机组的运行可行性;2)系统调压集成块设计的可行性;3)冷却、过滤、油温、液位等功能是否可行;4)系统压力是否能够检测到。


3.2 单自由度阀控缸系统试验原理图,如上图所示。

系统的功能模块包括:1)泵-电机组;2)调压卸荷集成块;3)油箱及其辅件;4)运行状态检测;5)高压过滤器;6)吸收压力脉动蓄能器;7)阀控缸系统。
可测试:1)阀控缸系统的PID控制;2)阀控缸系统的非线性控制策略;3)测试阀控缸系统的温升现象。


3.3 单自由度泵控缸系统试验

系统的功能模块包括:1)泵-伺服电机组;2)闭式回路调压、卸荷、换向集成块;3)油箱及其辅件、冷却系统;4)运行状态检测;5)高压过滤器;6)吸收压力脉动蓄能器;7)液压缸执行器。
可测试:1)泵控缸系统的PID控制;2)泵控缸系统的非线性控制策略;3)泵控缸系统的温升现象、系统效率等。

3.4 多自由度机械手伺服系统

系统的功能模块包括:1)泵-电机组;2)闭式回路调压、卸荷、换向集成块;3)油箱及其辅件、冷却系统;4)运行状态检测;5)高压过滤器;6)吸收压力脉动蓄能器;7)3组液压缸执行器。
可测试:1)多自由度液压机械手控制算法研究;2)多自由度液压机械手前馈控制算法研究;3)多自由度液压机械手虚拟分解控制算法研究。


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以上系统方案、原理,有没有考虑不周,不合理的地方?欢迎大家多提宝贵意见!



机械小仙女 发表于 2022-4-16 10:55:29

比较深奥

斯文棒棒 发表于 2022-4-16 11:32:47

开机会不会轰动全球?

repzk031 发表于 2022-4-16 11:37:38

粗略看了一下,我有一些看法,液压伺服系统,一般不会选择转速电机转速4500rpm,甚至你说的7000rpm(建议选择泵的额定转速在2000-3000转之间),高速时,液压泵的噪音是非常大的,泵在高低速频繁启动时,对泵寿命也有影响,一般泵使用内啮合的齿轮泵(螺杆泵;柱塞泵也行);伺服电机驱动泵,无非就是控压力与流量通过伺服驱动器,伺服电机转速决定流量,电机屁股后面有旋转编码器做转速反馈,压力呢?没见你原理图上有压力传感器,泵出口为何要电磁卸荷阀是不是稍显多余,个人认为有安全阀即可,电机反转就完成卸荷了啊

liangquan6 发表于 2022-4-16 12:11:01

repzk031 发表于 2022-4-16 11:37
粗略看了一下,我有一些看法,液压伺服系统,一般不会选择转速电机转速4500rpm,甚至你说的7000rpm(建议选 ...

感谢您中肯的建议,我会认真考虑的:


粗略看了一下,我有一些看法,液压伺服系统,一般不会选择转速电机转速4500rpm,甚至你说的7000rpm(建议选择泵的额定转速在2000-3000转之间),高速时,液压泵的噪音是非常大的,泵在高低速频繁启动时,对泵寿命也有影响,一般泵使用内啮合的齿轮泵(螺杆泵;柱塞泵也行);

答:没用过伺服电机驱动过液压泵,打算尝试一下。本柱塞泵,打算选用“重庆微液公司”产品,图片中的参数是该公司提供的样本,公司网站如下:
微型柱塞泵、微型阀、微型液压系统 (midraulic.com)
他样本中的电机转速,应该是想证明自己的产品性能好。由于我选用台达伺服电机,其样本参数如下。
我想可能不会让泵在4500-7000rpm的状态下运转。

伺服电机驱动泵,无非就是控压力与流量通过伺服驱动器,伺服电机转速决定流量,电机屁股后面有旋转编码器做转速反馈,压力呢?没见你原理图上有压力传感器,

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答:这个问题我还没有投入精力去研究,我现在的想法是在扭矩控制状态下(而不知位置或速度控制),对泵孔伺服系统进行伺服控制,不知是否正确,我再想一想;

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泵出口为何要电磁卸荷阀是不是稍显多余,个人认为有安全阀即可,电机反转就完成卸荷了啊
答:电磁直驱泵控缸的原理图方案,其中的电磁卸荷阀的选用,参考了如下国内外资料(都是学术论文的截图)






ywjianghu 发表于 2022-4-16 13:02:55

楼主选用的是哪个厂家的哪种泵?
我之前使用HGP系列齿轮泵,初略看,进油口和出油口可以通过调整泵的转向而调换,并且短时间也可以使用。但实际使用寿命很短。仔细观察,发现调过来后润滑和密封都不合理了。

threetigher 发表于 2022-4-16 14:02:13

0.7厚铁板,阿里采购,忒不靠谱

liangquan6 发表于 2022-4-16 15:03:40

ywjianghu 发表于 2022-4-16 13:02
楼主选用的是哪个厂家的哪种泵?
我之前使用HGP系列齿轮泵,初略看,进油口和出油口可以通过调整泵的转向 ...

感谢中肯建议,没用过,首次尝试。

选用的是“重庆微液”公司的产品。

http://www.midraulic.com/sy

liangquan6 发表于 2022-4-16 15:04:57

threetigher 发表于 2022-4-16 14:02
0.7厚铁板,阿里采购,忒不靠谱

有点图方便了,这种铁板原来是用来挂工具的。


不买现成的了,改成厚铁板加钻孔吧!

虚空拾荒者 发表于 2022-4-16 15:11:45

学习了
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