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简易液压伺服试验台设计方案,请大家提提意见!

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发表于 2022-4-16 10:33:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 liangquan6 于 2022-4-16 10:40 编辑
0 W0 P+ t5 s, I6 |; u- A% d
' ~, O2 _9 L4 d7 ?9 o% Y1. 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。
* Z* o' z1 P# a! x
! n% n2 E( K. ]2 v) `% t" j
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。
+ `7 Y0 ?) b: F3 T8 f
为此,选用了如下的微型液压泵,其性能参数如下:
' @3 F. R. [# H( Q! _: {
, k* h4 X3 ]  C  R1 |
选用台达伺服电机作为动力源。  k4 |: o* }  J) n
; A0 i- L9 }4 t* a" `4 l$ x
2.初步设计了液压试验台的结构图;4 ]  l# Y* Z5 d% w2 ~
. O3 N( _4 y8 R8 b& h

6 Y/ _  |" A5 I7 X, V; Y2.1 为提高泵的自吸能力,将液压泵布置在了油箱下面;/ x7 C1 ?5 p" P$ t$ I0 R2 Q$ s7 x

2 _3 m! N; s; B0 P+ X$ y
- u: `3 t% Q& U' f: J+ O0 k2.2 设计为小车结构,方便搬运和移动;
) J* h% p8 E: r! R6 I# R  l2 d( ~
2 ]5 O6 H! L9 {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。  O8 g$ H: {( E& s

- `3 ^- Q+ R$ ]1 {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;+ s# l& c0 T9 F5 K2 s: H

6 z3 F* a8 ~8 w* ]3.1 系统建成后,首先完成这个“泵循环试验”,原理图如上图。1 V4 \+ t" G$ V/ i; u" C7 [, w
( T9 M% `3 L  e
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。

2 C. u/ K! ?. E9 u( o* y5 K
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。
. C8 U% c0 y% u* F  V

, G. @1 H! `) ~7 q+ g2 d' V; c7 Y7 q7 U: k! X/ l
3.2 单自由度阀控缸系统试验原理图,如上图所示。- A2 e. F# Y  X9 j7 v# I# g" _) M
: s9 L8 y* j/ G, B3 r& U6 x$ l
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。
" ]/ m& R! F( I% j: {
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。
. Z  I2 [( k4 ~3 ~9 u3 t- z; a
9 }6 D0 l/ U( A
# Z8 d' M  b5 \6 w. _6 r( F  n
3.3 单自由度泵控缸系统试验" U. k- Q2 |7 x5 A1 V  w
6 i; E1 j+ h6 R0 }, w
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。
# K6 U- z' d" T: }4 f# \- I" ?$ v
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。

* [9 o* i5 C% v3 p
, ^% B! \- B  F, z* u0 N# Y3.4 多自由度机械手伺服系统
+ }- q+ l! ~3 B) E6 E6 ^
- }; q3 h( V* }5 X# c6 K
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。
; U6 N, R( u7 g. O8 ?( s
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。  H/ _% y0 V/ T9 |* C, ^
  H! f% e7 B8 K1 q$ k$ u
9 x+ r$ o' }' ]$ z# U
--------------
% k" y4 i% M  U+ o" e$ |# b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!  {4 w- y3 j- ^/ ]& u; L- Q
0 d; W8 v7 v9 y& [! q

! c1 }( [, }3 e$ v/ d
% n8 Y0 F, y3 N) R, H4 [

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发表于 2022-4-16 10:55:29 | 显示全部楼层
比较深奥
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发表于 2022-4-16 11:32:47 | 显示全部楼层
开机会不会轰动全球?

点评

高校中科学研究,要拼“创新性”,不然没法“发高水平文章”(当然,这么做是否有意义是另一个问题)! 以上设想的研究内容,国内国外都已经满天飞了,虽然对于我可能还是新的……  发表于 2022-4-16 11:55
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发表于 2022-4-16 11:37:38 | 显示全部楼层
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
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 楼主| 发表于 2022-4-16 12:11:01 | 显示全部楼层
repzk031 发表于 2022-4-16 11:37
! Z+ B/ {" V: M0 V4 j0 w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 ...
( Y# I9 A2 x" e/ W( ^3 H" B
感谢您中肯的建议,我会认真考虑的:
1 a# ^8 v; j$ `6 T; S+ L. l) H
0 l! v, A; p$ Z6 i6 t( v
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);
+ q4 x0 O3 R1 g: y# ~
6 J* s" J$ T" ~( [/ ~. }9 X- ?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:$ t! l: e# Q0 w8 k
微型柱塞泵、微型阀、微型液压系统 (midraulic.com), [* ^) N! n, W$ X' t
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。+ }2 B) m4 J1 x+ ^6 D" P7 j( W
我想可能不会让泵在4500-7000rpm的状态下运转。# g2 i# F1 Z9 B3 O/ z) Q

' d' L& D: l" W8 J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,
9 H. R! h  U' k
2 n' _# |4 g; d# a5 s------------------------
2 q& J$ G& |4 Y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;
' b& y  ]3 E9 M% K9 h
  W0 v5 L' W# Z7 \4 T, w2 D------------------------
: Z2 ]' s# i' F; ^" S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" l. k6 k+ F3 x; q8 R
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)
& ~$ ?1 h* O. f; c0 ?: L* p& B! b0 C% S6 M1 }

3 f; o/ M6 o. R  O% ^
9 U% a- _* `5 J- T% i4 E- c7 P1 F1 I" {1 {

* Z5 f4 J/ j* m3 j/ h

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发表于 2022-4-16 13:02:55 | 显示全部楼层
楼主选用的是哪个厂家的哪种泵?
1 r2 f, u7 v$ a# M& C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。
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发表于 2022-4-16 14:02:13 | 显示全部楼层
0.7厚铁板,阿里采购,忒不靠谱
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 楼主| 发表于 2022-4-16 15:03:40 | 显示全部楼层
ywjianghu 发表于 2022-4-16 13:02
7 F# ?, {1 i. i% R$ O楼主选用的是哪个厂家的哪种泵?
! t+ A: r% q) b  a: g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 ...
# c$ z& {& \& N
感谢中肯建议,没用过,首次尝试。/ k6 O" V+ x9 `

  h& W: u3 H4 j# S+ G2 n  v" }0 d选用的是“重庆微液”公司的产品。8 {+ R* c! D! e) B+ |

/ T# A. p1 m) ohttp://www.midraulic.com/sy
( P5 P( o& f! g# y1 i0 _, q: g& P
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 楼主| 发表于 2022-4-16 15:04:57 | 显示全部楼层
threetigher 发表于 2022-4-16 14:02& D! n+ H; H' Q6 Z* c) j; e
0.7厚铁板,阿里采购,忒不靠谱

1 H. Z) c6 B$ j6 }0 J% `有点图方便了,这种铁板原来是用来挂工具的。4 r) r9 p6 c; B2 k( X  W
  M) K% r4 F" \
5 ]% W; R6 h' c+ r
不买现成的了,改成厚铁板加钻孔吧!4 k* j1 y; x3 q/ Y

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发表于 2022-4-16 15:11:45 | 显示全部楼层
学习了8 B9 n$ [6 N( d) V' V0 j+ a
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