铝卷包装线翻转机液压系统及位置控制的设计与研究

发布时间：2017-10-06 17:45

  本文关键词：铝卷包装线翻转机液压系统及位置控制的设计与研究

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【摘要】：先进的包装机械设备是包装工业发展的基础,铝卷翻转机是铝卷包装生产线的核心设备。本论文以新型铝卷翻转机为研究对象,针对传统铝卷翻转机存在的缺陷,立足于改善铝卷翻转机液压系统的性能,提高其可靠性,实现铝卷翻转机的快速、精确、稳定、智能控制,减少机器运行的故障,提高实际生产效率等。本论文主要完成以下工作： 设计铝卷翻转机的基本结构,并根据包装生产线的自动化需要设计满足生产线要求的运行功能。根据翻转机的运行功能设计其液压系统,包括翻转系统、旋转/平移台系统、接收臂伸缩系统。根据翻转机载荷及其工作环境,设定液压系统的基本参数：压力和流量。对所设计的液压系统进行了工况分析,通过分析结果确定执行元件——液压缸与液压马达的规格；辅助元件——方向阀、流量阀、液压泵等的规格。 本文着重对翻转机的伺服系统进行了动态特性分析。根据所建立的铝卷翻转机的翻转液压系统,建立其数学模型并对其进行线性化。根据系统工作原理建立其方框图,据此推导出系统的传递函数。利用仿真软件MATLAB一一SIMULINK对翻转机的伺服系统进行了动态特性分析。仿真结果表明：所设计的新型铝卷翻转机的翻转液压系统满足其工况要求。 最后利用可编程序逻辑控制器实现了新型铝卷翻转机的位置控制,在此过程中概述了可编程序逻辑控制器的定义、发展史、功能、特点以及本系统中PLC的选型。根据翻转机位置控制系统方案,配置可编程序逻辑控制器的I/O端口,设计PLC系统梯形图,完成位置控制方案。 本文提出的一些研究方法和结论将对今后铝卷翻转机产品的研制和开发提供理论参考。
【关键词】：铝卷翻转机 液压驱动 伺服系统 动态特性分析 PLC
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137;TB486
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题研究背景及意义13-14
• 1.2 液压技术的发展趋势14-15
• 1.3 液压技术及液压控制系统的国内外研究现状15-16
• 1.3.1 国内研究现状15-16
• 1.3.2 国外研究现状16
• 1.4 本课题主要研究工作16-18
• 1.4.1 课题研究目标16-17
• 1.4.2 课题研究内容17
• 1.4.3 技术路线17-18
• 1.4.4 拟解决的关键性问题18
• 1.4 本章小结18-19
• 第二章 铝卷翻转机液压系统工况分析19-30
• 2.1 新型铝卷自动包装生产线概述19-21
• 2.1.1 新型铝卷包装生产线功能介绍19-20
• 2.1.2 新型铝卷翻转机功能设计20-21
• 2.1.3 铝卷翻转机设计基本要求21
• 2.2 铝卷翻转机翻转系统工况分析21-24
• 2.2.1 铝卷翻转机翻转系统动力分析22-23
• 2.2.2 铝卷翻转机翻转系统运动分析23-24
• 2.3 铝卷翻转机水平移动系统工况分析24-26
• 2.3.1 铝卷翻转机水平移动系统动力分析24-25
• 2.3.2 铝卷翻转机水平移动系统运动分析25-26
• 2.4 铝卷翻转机旋转系统工况分析26-29
• 2.4.1 铝卷旋转速度变化分析26-27
• 2.4.2 铝卷旋转过程中负载力矩的计算27-28
• 2.4.3 液压马达输出轴等效负载的计算28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 铝卷翻转机液压系统设计30-41
• 3.1 前言30
• 3.2 铝卷翻转机翻转系统设计30-31
• 3.3 铝卷翻转机翻转系统液压元件设计31-35
• 3.3.1 执行元件的设计31-32
• 3.3.2 液压泵的选择32-33
• 3.3.3 电液伺服阀的选择33-34
• 3.3.4 其它阀类元件的选择34-35
• 3.4 铝卷翻转机翻转系统温度校核35-37
• 3.4.1 液压油的选择35
• 3.4.2 油箱的选择35-36
• 3.4.3 系统温度校核36-37
• 3.5 铝卷翻转机其他机构液压系统的设计37-40
• 3.5.1 水平移动系统设计37-38
• 3.5.2 升降系统设计38
• 3.5.3 旋转系统设计38-39
• 3.5.4 接收臂伸缩系统设计39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第四章 铝卷翻转机翻转系统动态特性分析41-51
• 4.1 前言41
• 4.2 翻转系统数学模型的建立41-47
• 4.2.1 伺服阀的流量方程41-43
• 4.2.2 液压缸流量连续方程43-44
• 4.2.3 液压缸和负载的力平衡方程44-45
• 4.2.4 伺服阀控制液压缸传递函数的确定45-46
• 4.2.5 伺服阀传递函数的确定46
• 4.2.6 其他元件传递函数的确定46-47
• 4.2.7 伺服系统传递函数的确定47
• 4.3 翻转系统特性分析47-50
• 4.3.1 频域响应分析48
• 4.3.2 时域响应分析48-49
• 4.3.3 误差分析49-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 铝卷翻转机位置控制系统的设计51-58
• 5.1 铝卷翻转机位置控制系统51
• 5.2 铝卷翻转机定位控制系统方案51-52
• 5.2.1 铝卷翻转机定位方案51-52
• 5.3 可编程控制器概述与选型52-57
• 5.3.1 PLC的定义和发展历史52
• 5.3.2 PLC的基本功能和特点52-54
• 5.3.3 可编程控制器的选型54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 结论与展望58-60
• 结论58
• 展望58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 附录A 攻读学位期间发表的科研成果目录64

【参考文献】

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本文编号：984146