低速大扭矩控制系统研究

　　液压传动与控制，由于其操作简单，过载保护容易实现，动作比较准确，单位功率重量比较轻以及机构系统布置可以相对比较紧凑的特点，在现在的生产中，应用越来越普遍。低速大扭矩液压马达控制系统是电液伺服控制系统的一种，由于其转速较低，反馈控制显得更难，扭矩大，则会涉及到传动一系列的问题，对它的分析一直是液压控制分析的一个难点。随着高精度、高载荷数控车床以及液控马达的使。对其性质做出一般性的分析，对于生产的指导意义会比较明显。本论文基于这一点提供了研究和其相关的系统一种通用的方法。

　　1 问题的提出

　　驱动模型，见图1 所示。

　　2 问题研究的边界条件

　　供电电压：28.5 VDC ± 10%;

　　系统压力： ≤ 28 MPa;

　　分析系统的驱动模型并结合已知条件可知，作用在系统上的力矩为：

式中：A₁ ~A₂ 为0 或1，0 表示此位置无负载，1 表示此位置有负载，最大负载转矩22500N·m。

式中：A₁ ~A₆ 为0 或1，0 表示此位置无负载，1 表示此位置有负载;J₂₀ ≈ 59 kgm;J₁ ≈ 200 kgm²。

　　最大工作速度为0.35 rad/s ，平均工作速度0.26 rad/s 。

　　作用在转轴上的总扭矩可以用下式表示：

式中：T₀为摩擦力矩，T₀ = 1000N·m; J 为转动惯量;α 为角加速度;T_G 为重力转矩，该力转矩方向与旋转方向相反为正，相同为负。

　　结合工作条件初步分析设计如下：

　　当T_G=22500N·m， J_Z=6000 N·m 为最大，摩擦扭矩T₀ = 1000N·m， α 在( 0 ~ 1)S 取α = 0.35r /s²表示转动惯量与负载一致，在( 3~ 4 )s 取α = −0 .35 r/ s²转动惯量与负载方向相反，得马达最大扭矩为：T_Σ= 25600N·m

　　3 设备选型

　　泵的选型：依据以上分析，可以确定，泵以及马达应该选用低速大扭矩液压马达。

　　泵型号A₂F₀-05-80，排量V_s=80cmg³，进油口(斜盘式轴向柱塞泵)。

　　马达型号A₂F_M-05-80，V_g=80cm³，T = 445N·m(轴向柱塞定量马达)。

　　电业伺服阀型号为4WSE2EM6-2X/15B9ET315K17EV。放大器内置，入口压力范围为10～315bar，额定流量为15 L/min。

　　角位移传感器型号为QXJV1-BZA，θ = ±30^o工况。

　　综上所述，可以初步绘出系统油液原理图，如图2 所示。

　　4 系统伺服分析