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DP80-3型三缸单作用液压隔膜泵动力端控制系统研究

张宏利  
【摘要】:从上世纪70年代以来,随着料浆输送设备的迅速发展,隔膜泵在矿山、电站、冶金、石油及化工等各个行业得到了越来越普遍的应用。但目前传统隔膜泵的驱动形式大多为传统的机械式曲柄滑块机构,使得泵的流量脉动、震动和噪声较大,体积大以及制造成本高。因此,一种性价比高的新型动力端来代替传统的机械式动力端已成为未来隔膜泵发展的趋势。 本课题在研究当前传统隔膜泵的基础上,针对DP80-3型隔膜泵动力端开展分析和设计,探讨解决传统隔膜泵存在的问题,设计了一种新型的三缸单作用液压动力端,可为液压隔膜泵的研究提供理论参考。 本课题在分析当前常用的液压缸速度控制回路的基础上,设计了负载传感液压动力端,主要由三个单杆液压缸和一个主变量泵组成。具有节流损失小,结构简单,一次性制造成本低,安装维修方便,占地面积小,市场竞争力强等特点。同时,还选择了所需液压元件的规格和尺寸,建立了电液比例方向阀控液压缸和电液伺服换向阀控变量泵的线性数学模型,并在课题最后对系统液压缸的速度控制和变量泵的泵压控制的控制策略进行了理论研究和MATLAB/Simulink仿真,仿真结果和预期的结果有较好的一致性。本课题还深入研究了隔膜泵工作过程中液压缸的运行速度曲线,研究表明三个液压缸只有保持120度的相位角并按规定的速度曲线工作才能有效减轻隔膜泵的流量脉动、震动和噪声。同时,对液压隔膜泵动力端控制系统的硬件和软件实现进行了研究,选择了在控制过程中所需的PLC和相应的硬件模块,并对液压缸运行速度曲线在PLC控制器内的存储方式进行了一定的探讨。最终确定速度曲线按定时20ms变地址存储的原则,存储到PLC的用户存储器中。液压缸运行速度、位置的测量采用旋转增量式光电编码器,具有精度高、分辨力高、可靠性好、不需要A/D转换等特点,并可实现单个传感器测量多种变量的功能。


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