根据生产实际要求,高压溢流是应该避免的,因为泵的流量都非常大,高压溢流时产生大量的热量,使得油温很快升高,导致液压机不能正常生产。因此当压力传感器测得泵头压力p1超过设定压力时,计算机控制系统发出信号,某一供油的子系统的先导阀XV断电,主阀PV卸荷,该子系统退出为系统供油。
同时液压系统的建压过程要求快,保证锻件变形抗力增加时,液压系统能够迅速提供变形所需要的作用力,达到快速性的目的。
动态仿真分析系统动力学模型为了便于说明问题,系统的建压过程以油缸受到某一恒定负载F的作用为例来进行建压过程分析,如所示。并且假定5个泵均处于稳定的卸荷运行状态。以先导阀XV通电作为开始,其信号由计算机或PLC等控制系统给出,可以将其视为阶跃信号处理。
根据投入泵的数量以及负载力大小仿真系统建压过程。液压系统在进行计算机仿真计算时,通常可以描述成普通的微分方程组,并采用数值积分进行求解。根据基尔霍夫定律,即某一节点的流入量等于其流出量,建立起系统的连续流动方程。
设计时一般取回程液压缸的作用力稍大于活动部分重量(N)。消除活动部分的重量的影响,同时也保证压机停止时,压机活动部分不因自重而下滑。仿真程序仿真程序采用MATLAB语言,该语言虽然是解释性语言,但具有良好的图形显示功能以及大量的功能函数,使得编程比较简单。在编程过程中,直接采用了MATLAB语言的微分方程组的求解函数。将系统的压力、阀芯位移和经过各个节流口的流量分别用曲线表示出来。
仿真时的有关参数选择原则如下:油缸初始压力pL=1MPa;开始仿真时,系统处于稳定状态,液压油经泵头卸荷阀PV回流到低压罐中,其压力p4为017MPa;头的压力:p1=1MPa.各阀均处于稳定状态,即阀芯的运动速度为0.先导阀XV和泵头阀PV打开,而单向阀SV关闭。有关阀的型号、参数以及性能指标可以从有关样本中获得。
液压油的可压缩性是造成系统压力逐渐升高的直接原因,为便于说明问题,假定液压油的弹性模量系数为定值,即:B=7@108N/m2。结果分析3分别为负载为2000kN,4000kN,容积V1为500L时建压过程仿真曲线(5台泵一起工作)。其相对应的建压时间分别为120、260ms.图4为负载为4000kN,容积V1为300L时建压曲线。
可以得出,建压时间比较长,对于快速锻造液压机组而言,每分钟要完成2030次的锻击,即23s的时间内压机完成一次锻打,因此当满负荷锻击时,建压时间就可占去1/10的时间,因此尽量减少建压时间是提高快速锻造液压机组锻造次数的一个重要因素。因此在设计快速锻造液压机时,应考虑建压过程,尽量使得泵与液压缸之间的管道距离减小,因为这样可以使液压油的体积减小,建压过程加快。从而提高压机的锻造次数。