自动倾转浇注机液压控制系统设计与研究
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２０１３年 ５月 第 ４１卷 第 １０期
机 床 与 液 压
ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯ０Ｌ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
Ｍ ａｖ ２０１３ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１０
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．１０．０３６
自动倾 转 浇 注 机液 压 控制 系统 设 计 与研 究
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｈｕｎａｎ ４１００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃａｓｔｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｂａｌｌｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｂａ ｌｌ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ，ｔｈｅ ｖｉｒｔｕ— ａｌ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ３Ｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ，ａｎｄ ｔ ｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍ ａｔｉｃ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｃａｓｔｉｎｇ ｍ ａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ａ ｄｅｃｉｓｉｖｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ’Ｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｄｕｒ ｉｎｇ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｓｉｚｅ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｗｅｒｅ ｍａｄｅ ｂｙ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｙｌｉｎ— ｄｅｒ． Ｂｙ ｃｏｍ ｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅｓ，ｔｈｅ ｆｉｘｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｗａ ｓ ｒａｔｉｏｎａｌｌｙ ｄｅｔｅｒｍ ｉｎｅｄ． Ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ， ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｂａ ｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＡＭＥＳｉｍ ，ｔｈｅ ｖａｒ ｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｆ ｌｏｗ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｈｙ— ｄｒａｕｌｉｃ ｃｙｌｉｎｄｅｒ￣ｄｏｕｂｌｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｗｅｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｌｏａｄｓ，ａｎｄ ａｎ ｏｐｔｉｍ ｉｚｅｄ ｍｅａｓｕｒｅ Ｗａ ｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔ ｈ ｅ ｓｉｍｕｌａ· ｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ． Ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｕｔ ｗｏｒｋｓ ｒｅｌｉａｂｌｙ ａｎｄ ｓａｆｅｌｙ．
Ｈｕ Ｘｉｄｏｎｇ ． ＴＡＮ Ｗ ｕｚｈｏｎｇ
（１．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒａｃｔｉｃｅ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｚｈａｎｇｊｉａｊｉｅ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａ ｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａ ｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈａｎ舀ｉａｊｉｅ Ｈｕｎａｎ ４２７０００，Ｃｈｉｎａ；
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ；Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ；ＡＭＥＳＩＭ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ
浇注是铸造 生产 的关 键工 序 ，对于 铸件 的产量 、 质量有着重大 的影 响。面对铸造生产 高效率 、高精度 的发展趋 势 ，传统 的手动浇 注方 式 已不 能与之 适应 ， 提高定量浇 注过程 的 自动化水 平是当前铸造业 迫切 需 要解决 的问题 。 自动倾 转浇注机的研 发是承接某 生产 单 位的磨 球 自动生产线研发的一个子项 目。由于液压 传 动平稳 ，驱动力矩大 ，换向方便 ，可以实现无级调 速 ，特别是和 电气联合控制可实现 自动化操作 ，故该 浇注机采用液压驱动方式 。 １ 浇 注机 组成及 工作 原理
胡 细东 ，谭 武 中
（１．张 家界航 空工业 职业技 术 学 院机 械 实训 中心 ，湖 南 张家界 ４２７０００； ２．中南大 学机 电工程 学院 ，湖 南长 沙 ４１００００）
摘要 ：针对磨球 自动生产线上磨球 的 自动浇注要 求 ，采用三维设 计软件 Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ设计 出 自动倾 转浇 注机 的虚 拟样 机 ，并 分析 了 自动倾转浇注机 的工作原 理 ；倾转 液压 缸位 置对整个浇注过程驱 动力 矩的变化 及液压缸所 承受支撑力 的大小 有决定性影 响，通过 ３种不同方案 的比较 ，合理地 确定 了倾 转液 压缸安 装位置 ；根据浇 注机 的工艺要求设 计 了液压 系统 ， 并对其组成 和工作原理进行 了分析 ；基 于 ＡＭＥＳＩＭ软件 ，对倾转液压缸双缸在 不同载荷 时压 力 、流量和位 移的变化进行 了 仿 真分析 ，根据分析结果提 出了优化措施 。该液压 系统结构 简单 、工作 可靠 、安全性能好。
关键 词 ：浇 注机 ；液压 系百度文库 ；ＡＭＥＳＩＭ仿真 ；同步性 中图分 类号 ：ＴＧ２３２．７ 文献标识 码 ：Ｂ 文章编号 ：
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａｕｔｏｍ ａｔｉｃ Ｔｉｌｔｉｎｇ
Ｃａｓｔｉｎｇ Ｍ ａｃｈｉｎｅ
机 床 与 液 压
ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯ０Ｌ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
Ｍ ａｖ ２０１３ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１０
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．１０．０３６
自动倾 转 浇 注 机液 压 控制 系统 设 计 与研 究
２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｈｕｎａｎ ４１００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃａｓｔｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｂａｌｌｓ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｂａ ｌｌ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｉｎｅ，ｔｈｅ ｖｉｒｔｕ— ａｌ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙ ３Ｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ，ａｎｄ ｔ ｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｍ ａｔｉｃ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｃａｓｔｉｎｇ ｍ ａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ａ ｄｅｃｉｓｉｖｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｄｒｉｖｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ’Ｓ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｄｕｒ ｉｎｇ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｓｉｚｅ ｏｆ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｗｅｒｅ ｍａｄｅ ｂｙ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｙｌｉｎ— ｄｅｒ． Ｂｙ ｃｏｍ ｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅｓ，ｔｈｅ ｆｉｘｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｗａ ｓ ｒａｔｉｏｎａｌｌｙ ｄｅｔｅｒｍ ｉｎｅｄ． Ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ， ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｂａ ｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＡＭＥＳｉｍ ，ｔｈｅ ｖａｒ ｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｆ ｌｏｗ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｉｌｔｉｎｇ ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ ｈｙ— ｄｒａｕｌｉｃ ｃｙｌｉｎｄｅｒ￣ｄｏｕｂｌｅ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｗｅｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｌｏａｄｓ，ａｎｄ ａｎ ｏｐｔｉｍ ｉｚｅｄ ｍｅａｓｕｒｅ Ｗａ ｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔ ｈ ｅ ｓｉｍｕｌａ· ｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ． Ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｕｔ ｗｏｒｋｓ ｒｅｌｉａｂｌｙ ａｎｄ ｓａｆｅｌｙ．
Ｈｕ Ｘｉｄｏｎｇ ． ＴＡＮ Ｗ ｕｚｈｏｎｇ
（１．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒａｃｔｉｃｅ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｚｈａｎｇｊｉａｊｉｅ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａ ｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａ ｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈａｎ舀ｉａｊｉｅ Ｈｕｎａｎ ４２７０００，Ｃｈｉｎａ；
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｃａｓｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ；Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ；ＡＭＥＳＩＭ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ
浇注是铸造 生产 的关 键工 序 ，对于 铸件 的产量 、 质量有着重大 的影 响。面对铸造生产 高效率 、高精度 的发展趋 势 ，传统 的手动浇 注方 式 已不 能与之 适应 ， 提高定量浇 注过程 的 自动化水 平是当前铸造业 迫切 需 要解决 的问题 。 自动倾 转浇注机的研 发是承接某 生产 单 位的磨 球 自动生产线研发的一个子项 目。由于液压 传 动平稳 ，驱动力矩大 ，换向方便 ，可以实现无级调 速 ，特别是和 电气联合控制可实现 自动化操作 ，故该 浇注机采用液压驱动方式 。 １ 浇 注机 组成及 工作 原理
胡 细东 ，谭 武 中
（１．张 家界航 空工业 职业技 术 学 院机 械 实训 中心 ，湖 南 张家界 ４２７０００； ２．中南大 学机 电工程 学院 ，湖 南长 沙 ４１００００）
摘要 ：针对磨球 自动生产线上磨球 的 自动浇注要 求 ，采用三维设 计软件 Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ设计 出 自动倾 转浇 注机 的虚 拟样 机 ，并 分析 了 自动倾转浇注机 的工作原 理 ；倾转 液压 缸位 置对整个浇注过程驱 动力 矩的变化 及液压缸所 承受支撑力 的大小 有决定性影 响，通过 ３种不同方案 的比较 ，合理地 确定 了倾 转液 压缸安 装位置 ；根据浇 注机 的工艺要求设 计 了液压 系统 ， 并对其组成 和工作原理进行 了分析 ；基 于 ＡＭＥＳＩＭ软件 ，对倾转液压缸双缸在 不同载荷 时压 力 、流量和位 移的变化进行 了 仿 真分析 ，根据分析结果提 出了优化措施 。该液压 系统结构 简单 、工作 可靠 、安全性能好。
关键 词 ：浇 注机 ；液压 系百度文库 ；ＡＭＥＳＩＭ仿真 ；同步性 中图分 类号 ：ＴＧ２３２．７ 文献标识 码 ：Ｂ 文章编号 ：
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ａｕｔｏｍ ａｔｉｃ Ｔｉｌｔｉｎｇ
Ｃａｓｔｉｎｇ Ｍ ａｃｈｉｎｅ