小R弯管机顶推缸液压伺服控制系统设计和分析.pdf

学兔兔 维普资讯 24 余 热 锅 炉 2002．4 小R弯管机顶推缸液压伺服控制 系统的设计和分析 杭州杭锅通用设备有限公司 应群伟 1 概述 随着现代余热锅炉的发展，常常会碰到 相对弯曲半径为 (0．6～1．5)Dw的小 R弯 管，所以研制小R弯管机已变得十分必要。 (1)小R弯管机理 由经验和理论得知，当管子相对弯曲增 径小于 2．5Dw时，随着弯曲半径的减小， 应变中性层相对几何中心层内移越多，造成 小R弯管 h处的外壁减薄量越大，而R内 处的壁厚则显著增厚，甚至引起内管壁材料 失稳、起皱。为了控制管子外壁减薄量，必 图 1 须使应变中性层外移。弯管如图1所示。 2 液压伺服系统设计 (2)小R弯管方法 一 般管子内壁材料失稳、起皱可以通过适 该机的各个动作 (如夹紧、弯管、顶推 当的弯管模具、加装防皱板及使用带助力器的 等)均由液压缸来完成，本文仅对顶推缸位 压块等方法来解决，而控制外壁减薄量成为我 置伺服控制系统作分析。 们要解决的问题。管子在弯曲过程中产生的 根据小 R弯管的工艺要求，给出下列 附加拉力N拉使应变中性层内移，加大了小R 参数： 弯管外壁的减薄量，因此减少甚至抵消附加拉 弯管机弯矩 My=27000N．m 力N拉的影响是小 R弯管机的设计关键。为 顶推力 F顶=129060N 此，我们在小R弯管机中设置了顶推油缸，且 (M顶=9830N．m) 顶推速度必须和弯管速度同步，该动作采用液 顶推夹紧力 =32000N 压位置伺服控制，管子弯曲的同时还受轴向压 顶推速度 V顶=26．6mm／s 紧力的作用，使N拉变成N推，以解决应变中性 顶推滑架行程 L顶=403mm 层内移的问题；而影响管子内壁起皱的主要因 弯管速度 co=0．1885rad／s 素又和压块的压力N压有关，因此压块助力器 弯管功率 N=5kw 的压紧力采用比例减压阀控制；同时要求压块 弯管缸行程 L=862mm 能跟随弯管模的转动而移动，或者稍快于弯管 链轮线速度 V=47．75mm／s 速度，在此也采用位置伺服控制系统。弯管原 链条拉力 F粒=106580N 理如图2所示。 要求顶推系统工作稳定，伺服控制系统 学兔兔 维普资讯 余 热 锅 炉2002．4 25 频带宽度 F一3db10HZ，位置误差 EP± 0．05mm，速度误差Evlmm。