型液壓壓磚機(jī)油路分析

1、YP4280型液壓壓磚機(jī)油路分析【摘要】本論文主要闡述了采用功率鍵合圖理論作為建模方法，建立了YP4280型全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)壓制過程的功率鍵合圖模型，并把功率鍵合圖模型轉(zhuǎn)化成為數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB6.0進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，得出系統(tǒng)壓制部分活塞運(yùn)動(dòng)速度和液壓缸壓力的動(dòng)態(tài)特性曲線，為全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)，動(dòng)態(tài)模型，動(dòng)態(tài)仿真，功率鍵合Abstract:This paper described the use of power bond graph theory as a modeling method, a hydraulic press YP

2、4280 automatic suppression of the power bond graph model, and the power bond graph model into a mathematical model, using MATLAB6 .0 A computer simulation system to suppress that part of piston speed and pressure of hydraulic cylinders to the dynamic nature of the automatic hydraulic press hydraulic

3、 system design and optimization of parameters provided a basis.Key words:Automatic hydraulic press, dynamic model, dynamic simulation, power bond目 錄1引言3 1.1全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)簡介31.2國內(nèi)液壓壓磚機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢41.3國外液壓壓磚機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢52 YP4280型液壓壓磚機(jī)油路分析.6 2.1 全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)6液壓壓磚機(jī)工作原理6液壓壓磚機(jī)主要特點(diǎn)7壓磚機(jī)的動(dòng)作程序8液壓壓磚機(jī)主要技術(shù)參數(shù)92.1.5液壓壓磚機(jī)的組成 11 2.2

4、YP4280型液壓壓磚機(jī)油路分析123 液壓系統(tǒng)數(shù)值仿真20 3.1 仿真軟件簡介 203.2 建立全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型的注意事項(xiàng) 213.3MATLAB仿真圖形用戶界面的實(shí)現(xiàn) 21 3.3.1 MATLAB圖形用戶界面簡介 21 3.3.2 MATLAB仿真圖形用戶界面的實(shí)現(xiàn) 213.3.3YP4280型壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)仿真圖形用戶界面的制作 24結(jié) 束 語 30謝 辭31文 獻(xiàn)321 引言全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)主要用于陶瓷墻地磚的壓制成形，是陶瓷墻地磚生產(chǎn)線中集機(jī)、電、液一體化的關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備。隨著陶瓷工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，對陶瓷墻地磚全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、精確

5、性及易操作性提出了愈來愈高的要求。對液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)的性能和控制精度等也提出了更高的要求。    自改革開放以來，我國的全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)從先進(jìn)設(shè)備的引進(jìn)、仿制、消化吸收，到具有自主知識產(chǎn)權(quán)，全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的設(shè)計(jì)、制造水平取得了顯著的進(jìn)步。國內(nèi)壓磚機(jī)的水平已達(dá)到或部分超過國外先進(jìn)壓磚機(jī)的水平，但液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要借助于經(jīng)驗(yàn)，而理論上的研究工作較少。我們知道磚坯質(zhì)量的高低、壓磚機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性及運(yùn)行速度的快慢與液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能密切相關(guān)，因此有必要對壓磚機(jī)的壓制力、運(yùn)動(dòng)速度、動(dòng)作時(shí)間、行程等參數(shù)進(jìn)行分析。    

6、通過對壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真研究，可以使我們了解壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)主油缸的壓制力、活塞運(yùn)行速度、動(dòng)作時(shí)間及活塞的行程等參數(shù)以及各個(gè)元件間相互影響和作用，從而為進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有的壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能提供理論依據(jù)。    本文基于改善全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，針對YP3280型全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)，采用功率鍵合圖理論作為建模方法，建立了YP3280型全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)壓制過程的鍵合圖模型。再根據(jù)鍵合圖模型與數(shù)學(xué)仿真模型間的對應(yīng)關(guān)系，在MATLAB65中建立仿真程序，得出系統(tǒng)壓制部分活塞運(yùn)行速度和液壓缸壓力的動(dòng)態(tài)特性曲線，并定量分析出元件參

7、數(shù)對液壓系統(tǒng)壓制部分動(dòng)態(tài)特性的影響，從而為壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。1.1全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)簡介所有的液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)都是由動(dòng)力部分、控制部分、執(zhí)行部分及輔助部分四大部分組成。 (1)動(dòng)力部分。動(dòng)力部分主要由電動(dòng)機(jī)和柱塞泵(或葉片泵)組成，向液壓系統(tǒng)提供壓力油。 (2)控制部分?？刂撇糠忠话阌蓧毫刂崎y、方向控制閥、流量控制閥三大類的閥件組成。液壓壓磚機(jī)的液壓系統(tǒng)一般將這些閥件組成三大集成塊，即頂模、布料集成塊，系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)集成塊和壓制循環(huán)集成塊?？刂撇糠值淖饔檬窃谙尬婚_關(guān)(包括行程開關(guān)和接近開關(guān))和延時(shí)器的配合下，按照壓制成形的工藝求，控制液壓壓磚機(jī)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的先后次序，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)

8、動(dòng)循環(huán)的同步化。 (3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是將壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，主要包括油缸和液壓馬達(dá)。油缸的作用是實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將壓力直接傳遞給坯體;液壓馬達(dá)是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一般是液壓馬達(dá)通過一個(gè)帶移動(dòng)導(dǎo)桿的曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(曲拐)將液壓馬達(dá)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為料車的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。(4)輔助部分。輔助部分主要由油箱、冷卻器(加熱器)、管路與接頭、濾油器、蓄能器等組成。它們的功能是貯存油液、控制油溫、輸送油液、對油液進(jìn)行過濾、清除油液中的雜質(zhì)，儲(chǔ)存能量等1.2國內(nèi)液壓壓磚機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢中國現(xiàn)已是世界公認(rèn)的陶瓷墻地磚生產(chǎn)大國，有著世界最大的陶瓷壓磚機(jī)市場。但在陶瓷壓磚機(jī)上，卻一直依賴于進(jìn)口，其中主要來年自意

9、大利和德國，自國家“七五”計(jì)劃以來，由國家建材局組織實(shí)施的墻地磚技術(shù)裝備現(xiàn)代化和國產(chǎn)化項(xiàng)目不斷取得進(jìn)步，在自主開發(fā)與國外先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，引進(jìn)技術(shù)與消化吸收相結(jié)合的方針指導(dǎo)下，國產(chǎn)液壓壓磚機(jī)取得了從無到有、從小到大的重大發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并且產(chǎn)品還開始出口到東南亞等國(2l。目前國內(nèi)己生產(chǎn)出從百噸到萬噸等多種規(guī)格的液壓壓磚機(jī)，累計(jì)達(dá)近萬臺(tái)。國產(chǎn)液壓壓磚機(jī)在主要技術(shù)參數(shù)、主要技術(shù)性能、主機(jī)結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電路系統(tǒng)等方面己達(dá)到國外先進(jìn)水平，能在上線生產(chǎn)可靠運(yùn)行，完全可替代進(jìn)口相同噸位壓磚機(jī)。國內(nèi)已掌握液壓壓磚機(jī)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，具有設(shè)計(jì)、制造各種結(jié)構(gòu)和各種噸位壓磚機(jī)的能力和經(jīng)驗(yàn)。隨著壓

10、磚機(jī)的種類越來越齊全，噸位越來越大，技術(shù)越來越成熟，一批批擁有豐富理論知識和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)科研隊(duì)伍逐步形成。相信在不久以后，在世界的舞臺(tái)上，中國將會(huì)成為壓磚機(jī)強(qiáng)國，國產(chǎn)壓磚機(jī)將會(huì)起著舉足輕重的作用，也必將為社會(huì)發(fā)展作出重大貢獻(xiàn)。 與國外的液壓壓磚機(jī)相比，雖說國產(chǎn)壓磚機(jī)在主要技術(shù)參數(shù)、主機(jī)結(jié)構(gòu)型式以及液壓元件、密封件、電氣元件的選用上，它們已無多大區(qū)別，但在壓磚機(jī)的性能、質(zhì)量、可靠性、工藝水平、外觀等方面尚一定的差距。要盡快趕上或超過國外液壓壓磚機(jī)的水平，還應(yīng)該做好幾點(diǎn)工作: 1.繼續(xù)研究和完善液壓壓磚機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電控部分，使之特點(diǎn)化，國外產(chǎn)品的共同點(diǎn)都是以液壓機(jī)構(gòu)為工作機(jī)構(gòu)，引入當(dāng)

11、代的科技成果，逐步完善，最終走向機(jī)電液一體化的高技術(shù)裝備，但他們又都保持著企業(yè)的特點(diǎn)，如在液壓油路的設(shè)計(jì)、控制顯示手段、機(jī)架結(jié)構(gòu)、布料系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。因此，行業(yè)人士看壓磚機(jī)，一看就知道是什么壓磚機(jī)，又都知道是哪個(gè)公司生產(chǎn)的壓磚機(jī)，也能評論這些壓磚機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與劣勢。 2.時(shí)刻關(guān)注國外液壓壓磚機(jī)的最新技術(shù)，及時(shí)消化吸收并創(chuàng)新體現(xiàn)在國內(nèi)的液壓壓磚機(jī)上，使國產(chǎn)液壓壓磚機(jī)能跟隨科技進(jìn)步和市場需求的變化不斷改進(jìn)產(chǎn)品，開發(fā)新產(chǎn)品。國外的壓磚機(jī)企業(yè)緊跟行業(yè)終端產(chǎn)品而開發(fā)，緊跟社會(huì)的新科技不斷提高，在這一點(diǎn)上值得國內(nèi)同行借鑒。 3.成本意識有待提高，在保證液壓壓磚機(jī)的可靠性、先進(jìn)性和精品的前提下，應(yīng)注意降低制造成本，

12、使國產(chǎn)液壓壓磚機(jī)價(jià)格低于國外液壓壓磚機(jī)，增強(qiáng)市場競爭1.3國外液壓壓磚機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢從20世紀(jì)70年代至今，國內(nèi)外墻地磚壓制成形機(jī)械設(shè)備有了很大的發(fā)展，取得了長足的進(jìn)步。意大利、德國、日本、中國等國家的一些陶瓷機(jī)械制造公司不斷推出了一大批結(jié)構(gòu)日益完善、生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高的全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)。這些全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)總的特點(diǎn)是壓制力大，主機(jī)結(jié)構(gòu)剛度大，壓制制度(壓力、壓制速度、壓制時(shí)間)靈活可調(diào)，各種參數(shù)數(shù)字顯示，壓制過程監(jiān)控，故障跟蹤顯示，程序存儲(chǔ)方便，自動(dòng)化程度高，高效節(jié)能，性能可靠，操作維護(hù)簡單，并且可以滿足不同墻地磚壓制成形工藝的要求。 意大利是墻地磚壓制成形機(jī)械設(shè)備主要生產(chǎn)國，有薩

13、克米(Sacmi )、西蒂(SiTi),娜塞提(Nassetti )、唯高(Welko )四家公司。德國生產(chǎn)全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的公司有萊斯·布赫(LADS BUCHER)公司、道爾斯特(DORST)公司、內(nèi)奇(Netzsch )公司，但目前國內(nèi)使用的德國墻地磚成形液壓壓磚機(jī)主要是萊斯.布赫公司制造。日本有日型(NIKKEI)公司 綜觀國外全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)近幾年的發(fā)展，結(jié)合國內(nèi)外等多家液壓壓磚機(jī)產(chǎn)商的產(chǎn)品特點(diǎn)，不難概括出今后全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的發(fā)展趨勢: 1.朝大噸位發(fā)展 3000, 4000, 5000, 7200噸等系列大噸位液壓壓磚機(jī)已于數(shù)年前進(jìn)入市場，有消息稱，10000噸以上液壓

14、壓磚機(jī)也己投入生產(chǎn)。 2.推出寬臺(tái)面的液壓壓磚機(jī) 不少公司推出了一些寬臺(tái)面的液壓壓磚機(jī)，增加磚坯的壓制塊數(shù)，以提高生產(chǎn)率。 3.液壓系統(tǒng)趨于簡化，注重系統(tǒng)的節(jié)能 最典型的是國外液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力源己從傳統(tǒng)的定量泵驅(qū)動(dòng)發(fā)展為新型的高效變量泵驅(qū)動(dòng)。增加了一些壓力能回收油路，盡量減少能量消耗。 4.注重液壓系統(tǒng)的清潔和過濾 因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的故障75%均由于是液壓油的不潔而造成的，故各公司都十分注重液壓系統(tǒng)的清潔和液壓油的過濾，普遍采用全過濾方式(即在主泵的進(jìn)、出口均設(shè)置過濾器)，提高過濾精度。 5.增加機(jī)架的整體剛性，減少壓制時(shí)機(jī)架的彈性變形 6.大量采用電液比例控制技術(shù) 電液比例技術(shù)是作為連接現(xiàn)

15、代電子技術(shù)和大功率液壓設(shè)備之間的橋梁，已經(jīng)成為現(xiàn)代控制工程技術(shù)的基本構(gòu)成之一，在近15年中得到了廣泛應(yīng)用。它具有節(jié)能、可靠、簡化系統(tǒng)、調(diào)節(jié)方便和價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)。國外液壓壓磚機(jī)首先在料車的速度控制上應(yīng)用了電液比例控制技術(shù)，其后應(yīng)用到活動(dòng)橫梁的速度控制上，近年來又有應(yīng)用到頂模裝置的速度控制上。采用電液比例控制技術(shù)和先進(jìn)的檢測元件，可使料車速度、活動(dòng)橫梁速度、頂模裝置的速度在任意行程任意位置實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換，且轉(zhuǎn)換位置準(zhǔn)確，重復(fù)精度高，調(diào)節(jié)方便、易實(shí)現(xiàn)。 7.采用先進(jìn)的PLC控制系統(tǒng) 可實(shí)現(xiàn)各種參數(shù)的自動(dòng)顯示，壓制程序的修改，過程的監(jiān)控，故障診斷的實(shí)時(shí)幫助和隨機(jī)教學(xué)等功能。 8.全新概念的布料系統(tǒng)

16、 為滿足人們對磚坯裝飾的要求越來越高，使生產(chǎn)的磚達(dá)到天然石材的效果，因此近兩年來在布料系統(tǒng)上做了許多的研究和改進(jìn)，如二次布料裝置、自由布料技術(shù)等2 YP4280型液壓壓磚機(jī)油路分析2.1全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)是當(dāng)代世界陶瓷墻地磚生產(chǎn)線上的高科技產(chǎn)品，是生產(chǎn)線的最關(guān)鍵裝備，液壓系統(tǒng)是液壓壓磚機(jī)的核心部分。2.1.1液壓壓磚機(jī)工作原理液壓壓磚機(jī)是根據(jù)靜態(tài)下液體壓力等值傳遞的帕斯卡原理制成的，它是-種利用液體壓力傳遞能量的機(jī)器。其工作原理如圖2-1所示。1類似泵的柱塞，在力作用下，將經(jīng)過連接將經(jīng)過連接管道等值傳至柱塞或活塞2上，使磚坯3受-作用，所以可得，由于由于，則。由此可知，液壓壓磚機(jī)

17、就是利用在小柱塞上的較小作用力Fl，可以在大柱塞上產(chǎn)生很大作用力F2的機(jī)器。圖2-1液壓壓磚機(jī)的工作原理1-小柱塞2-大柱塞3-坯體圖2-2力泰YP4280型壓磚機(jī)2.1.2液壓壓磚機(jī)主要特點(diǎn)根據(jù)液壓壓磚機(jī)的工作原理可知，壓磚機(jī)采用液壓傳動(dòng)具有以下特點(diǎn):1.容易實(shí)現(xiàn)大型化。因?yàn)橛蛪汉突钊拿娣e可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，壓制力F=AP，只要增大活塞面積A和提高油壓力P，就可得到大噸位的液壓壓磚機(jī)。由此可知采用液壓傳動(dòng)的壓磚機(jī)容易獲得更大的工作壓制力，以滿足壓制大規(guī)格制品的要求。2.可方便地對壓制過程的壓力、速度、保壓時(shí)間等參數(shù)實(shí)行調(diào)節(jié)和控制，使各項(xiàng)壓制參數(shù)滿足壓制成形工藝的要求。3.對磚坯施加的壓力為

18、靜壓力，因此工作平穩(wěn)，有利于磚坯的壓制成形。4.容易實(shí)現(xiàn)壓磚機(jī)的自動(dòng)化操作。2.1.3液壓壓磚機(jī)的工作制度和動(dòng)作程序1.壓磚機(jī)的工作制度液壓壓磚機(jī)的工作制度分為手動(dòng)、自動(dòng)兩種。兩種工作制度下液壓壓磚機(jī)所進(jìn)行的動(dòng)作如下圖2-3所示:圖2-3液壓壓磚機(jī)工作制度圖2-3液壓壓磚機(jī)工作制度手動(dòng)工作制度在壓磚機(jī)試車情況下使用，可以單獨(dú)讓動(dòng)梁、布料頂模等裝置分別運(yùn)動(dòng)，主要為壓磚機(jī)在進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)前滿足初始條件而設(shè)置。自動(dòng)工作制度是壓磚機(jī)的主要工作方式。自動(dòng)工作制度中又分為單次循環(huán)和連續(xù)循環(huán)兩種。單次循環(huán)可以用來壓制磚坯，調(diào)整磚坯的厚度。單次循環(huán)和連續(xù)循環(huán)區(qū)別在于:單次循環(huán)是在工作一個(gè)循環(huán)后，各機(jī)構(gòu)停于原始位

19、置，如果需要繼續(xù)工作，必須再按-次循環(huán)啟動(dòng)按鈕。而連續(xù)循環(huán)是連續(xù)不斷的-個(gè)循環(huán)接-個(gè)循環(huán)的工作。2.壓磚機(jī)的動(dòng)作程序壓磚機(jī)在自動(dòng)循環(huán)中，粉料由壓磚機(jī)后上方的料箱經(jīng)軟管送到壓磚機(jī)的布料裝置中的料斗內(nèi)，布料小車向前運(yùn)行，把前-次壓好的磚坯推出，頂模缸一次下降，使模腔內(nèi)填滿粉料，布料小車退回后位，頂模缸二次下降，實(shí)現(xiàn)墩料，下模芯落在工作臺(tái)面上，為壓制作準(zhǔn)備:上模(動(dòng)梁)慢速啟動(dòng)，上模快速下降至接觸粉料前開始制動(dòng)轉(zhuǎn)為慢速下降，接觸粉料后又轉(zhuǎn)為快速下降直到壓緊粉料(即慣性壓制)，然后依次進(jìn)行低壓壓制、排氣、中壓壓制(排氣、中壓壓制)、高壓壓制、卸荷、上模慢升、快升和慢升，在上模上升的同時(shí)頂模缸上升把壓制

20、好的磚坯頂出模腔，上模升到高位時(shí)，布料小車向前運(yùn)動(dòng)，開始下一個(gè)循環(huán)。其動(dòng)作程圖2-4所示程序框圖來表示圖2-4兩次加壓自動(dòng)循環(huán)程序框圖2.1.4液壓壓磚機(jī)主要技術(shù)參數(shù)1.公稱壓力。液壓壓磚機(jī)正常工作時(shí)，所能產(chǎn)生的最大壓力。液壓壓磚機(jī)的公稱壓力由下式計(jì)算: （2-1）式中:F公稱壓力，kN;D.主活塞(柱塞)直徑，m;p主油缸最大工作壓力，MPa。目前液壓壓磚機(jī)的系統(tǒng)油壓大多數(shù)為1517MPa，增壓后為2934MPa。液壓壓磚機(jī)公稱壓力變化基本上是靠改變主活塞(柱塞)直徑實(shí)現(xiàn)的。例如某公司生產(chǎn)的液壓壓磚機(jī)，系統(tǒng)壓力為16MPa，增壓后主油缸壓力為30MPa。液壓壓磚機(jī)的公稱壓力和柱塞直徑見表2-

21、l如示。表2-1某公司液壓壓磚機(jī)公稱壓力和柱塞直徑2.頂模力。頂模力用于將坯體從模腔中頂出時(shí)克服坯體與模壁間的摩擦力，用下式計(jì)算: (2-2)式中: 頂模力，KN;坯體與模壁間單位面積上的正應(yīng)力，MPa;S-坯體與模壁接觸的面積，;L坯體周長，m;h坯體厚度，m;坯體與模壁間的摩擦因數(shù)。不同公司生產(chǎn)的液壓壓磚機(jī)所配置的最大頂模力各不相同，不過-般說來，液壓壓磚機(jī)的公稱壓力越大，最大頂模力也越大。墻、地磚的厚度比較薄，脫模時(shí)實(shí)際需要的頂模力比最大頂模力小，液壓壓磚機(jī)的脫模能力是有富余的。3.立柱間距。立柱間距是指液壓壓磚機(jī)機(jī)架兩側(cè)立柱的凈跨距，與需要安裝的模具尺寸、液壓壓磚機(jī)的公稱壓力和生產(chǎn)的磚

22、坯品種有關(guān)。目前液壓壓磚機(jī)有普通寬度工作臺(tái)面和寬工作臺(tái)面。立柱間距-般比模具的最大長度大10-20mm。4.壓制次數(shù)。壓制次數(shù)是指液壓壓磚機(jī)每分鐘工作循環(huán)次數(shù)，分為空載次數(shù)和負(fù)載次數(shù)。國外液壓壓磚機(jī)說明書中標(biāo)明的壓制次數(shù)是空載次數(shù)，負(fù)載次數(shù)-般不低于空載次數(shù)的75%。國產(chǎn)液壓壓磚機(jī)說明書中標(biāo)明的壓制次數(shù)多為負(fù)載次數(shù)。壓制次數(shù)是表征液壓壓磚機(jī)生產(chǎn)能力的特征參數(shù)。5.最大行程?；顒?dòng)橫梁上、下極限位置(死點(diǎn))的距離稱為最大行程。最大行程由壓制時(shí)粉料的壓縮量以及模具裝卸方便的要求確定。目前液壓壓磚機(jī)的最大行程-般為140-200mm。工作時(shí)，在保證液壓壓磚機(jī)正常操作的條件下，可把行程調(diào)小，以提高壓制次

23、數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)，取小的行程，可降低液壓壓磚機(jī)整機(jī)高度。6.最大填料深度。墻、地液壓磚壓磚機(jī)設(shè)計(jì)的最大填料深度-般為25-60mm。填料深度與產(chǎn)品的厚度有關(guān)。7.單循環(huán)加壓次數(shù)。表示每個(gè)自動(dòng)壓制循環(huán)過程中，對坯體進(jìn)行加壓和排氣的次數(shù)，其目的是利于排氣，提高成坯質(zhì)量，一般為一次、二次或三次加壓。8.活動(dòng)橫梁與底座(工作臺(tái)面)的最小距離。該距離是用于安裝模具和布料的空間，由模具的高度、布料裝置中的推料板的高度尺寸決定。9.液壓系統(tǒng)工作壓力。液壓系統(tǒng)油路的壓力，單位用MPa表示。10.最大工作壓力。通過增壓后或不增壓，主缸達(dá)到的最大油壓，單位用MPa表示。11.功率。液壓壓磚機(jī)中的功率包含主泵電機(jī)功率，輔

24、助油泵電機(jī)功率，模具加熱所需熱功率等，單位用kw表示。12.冷卻水用量。用于冷卻液壓油的水消耗量，該用量與冷卻的溫度有關(guān)，-般應(yīng)標(biāo)明冷卻水的溫度及用量，用L/min或/min表示。2.1.5 液壓壓磚機(jī)的組成國內(nèi)外不同公司生產(chǎn)的全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)雖然在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別，各不相同，但是其組成部分基本上是大同小異的，在此以某公司的YP428O型壓磚機(jī)(如圖1-4所示)為例作-介紹。YP4280型全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)可分解為機(jī)械、液壓和氣動(dòng)、電氣三大部分。圖2-5YP4280型全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖l-框架2-主活塞3-油缸4-動(dòng)梁5-導(dǎo)桿6-頂出裝置7-支腳8-泵站9-閥組III 10、18-蓄能器1

25、1-自控柜12-動(dòng)力柜13-布料小車14-喂料斗15-閥組I 16-增壓器17-閥組II 19-安全裝置機(jī)械部分由液壓壓磚機(jī)主體、布料裝置、頂模裝置、排氣裝置和安全裝置組成。液壓壓磚機(jī)主體包括包括框架1、主活塞2、油缸3、動(dòng)梁4、導(dǎo)桿5和支腳7等。油缸在液壓油的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)動(dòng)梁上下往復(fù)運(yùn)動(dòng);上模板及上模芯固定在活動(dòng)橫梁的下表面，?？蚣跋履Ｐ景惭b在底座上，下模芯和頂模裝置相連。上模芯隨活動(dòng)橫梁下行時(shí)，由立柱導(dǎo)向，完成坯體的壓制成型。布料裝置包括喂料斗14和布料小車13兩個(gè)部分，喂料部分由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由它來完成供料任務(wù)。布料小車部分由油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，它起到把磚坯推出模具的同時(shí)也把粉料帶進(jìn)模腔的作用，再配

26、以先進(jìn)的比例控制，使推磚更平衡布料更均勻;頂出裝置6由液壓能驅(qū)動(dòng)，完成裝料、墩料和頂磚的動(dòng)作;安全裝置19的設(shè)置是為了需要壓磚機(jī)動(dòng)梁不工作(如擦模換模等)時(shí)，能且-定要將安全裝置拉起，安全裝置中的安全桿將動(dòng)梁頂住并與電控系統(tǒng)連鎖確保工作者的安全。電氣部分包括自控柜11、動(dòng)力柜12以及對壓磚機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的接近開關(guān)和安全開關(guān)等。液壓部分包括泵站8、閥組I 15、閥組II7、閥組III9、增壓器16、蓄能器10、18以及連接各部分的液壓附件組成。氣動(dòng)部分的氣動(dòng)系統(tǒng)由氣動(dòng)三聯(lián)體、氣動(dòng)閥及氣缸等組成。該部分的作用是給充液油箱加-定的壓力和喂料斗閘門氣缸及控制下模芯頂出裝置氣缸的壓縮空氣。機(jī)械部分由

27、液壓壓磚機(jī)主體、布料裝置、頂模裝置、排氣裝置和安全裝置組成。2.2YP4280型液壓壓磚機(jī)油路分析作為迄今為止世界上梁柱結(jié)構(gòu)形式壓制力最大的壓磚機(jī)，YP4280被客戶譽(yù)為“機(jī)王”，專家-致認(rèn)為它有7處創(chuàng)新的突出特點(diǎn)，代表國產(chǎn)壓機(jī)的先進(jìn)水平，該機(jī)型也是唯-列入國家科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目的陶瓷壓磚機(jī)產(chǎn)品。YP4280型液壓壓磚機(jī)的液壓原理圖如圖2-6所示，壓制循環(huán)曲線如圖2-7所示。1.泵站及系統(tǒng)壓力設(shè)定該機(jī)液壓系統(tǒng)的泵站主要由主油泵50、過濾循環(huán)泵40、集油箱48、下油箱45、列管式冷卻器44、濾油器46等元器件組成。主泵50為恒壓式變量泵。過濾循環(huán)泵40為葉片泵。濾油器46為粗過濾器(過濾網(wǎng)孔徑為1

28、00m)，濾油器29為精細(xì)過濾器(過濾網(wǎng)孔20m)。過濾循環(huán)泵40對油液進(jìn)行過濾，過濾后的油液主要返回充液罐，另外-路的油液進(jìn)入主泵50。對主泵進(jìn)行冷卻和潤滑后返回到下油箱45。冷卻器44為列管式熱交換器，對液壓油進(jìn)行冷卻。冷卻水靠人工調(diào)節(jié)。集油箱48是將液壓壓磚機(jī)增壓缸、活塞等處的泄漏油進(jìn)行回收，泄漏油裝滿油箱后，由集油箱48中的油泵泵回到油箱。系統(tǒng)壓力由先導(dǎo)式溢流閥19調(diào)定，壓力傳感器PB1和PB2，可對主缸內(nèi)的壓力和系統(tǒng)的壓力進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測。2.料車動(dòng)作料車的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)是通過油馬達(dá)25和曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。運(yùn)行速度的快慢是通過改變油馬達(dá)25進(jìn)油量的多少而使油馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化而實(shí)現(xiàn)的

29、。通過改變電磁比例閥26的電磁鐵YV307的不同通電量，使電磁比例閥的開口大小發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)油馬達(dá)25的旋轉(zhuǎn)。速度的變化，并在油馬達(dá)上安裝-角度編碼器，通過角度編碼器檢測油馬達(dá)的轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)在多種位置對料車運(yùn)行速度的控制與轉(zhuǎn)換，有利于對布料小車運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)需要，更利于布料的均勻。為使油馬達(dá)25的進(jìn)口壓力穩(wěn)定，設(shè)置了減壓閥犯，壓力設(shè)定為710MPa，該壓力可調(diào)節(jié)油馬達(dá)扭矩的大小。在控制布料油馬達(dá)25轉(zhuǎn)速大小的電磁比例閥YV307之前設(shè)置了-精度過濾器34，使電磁比例閥YV307工作可靠。3.頂模運(yùn)動(dòng)該頂模部分的油路由模具的鎖緊與松開和下模芯的升降控制兩部分組成，外加-控制下模芯頂出?？蛎?/p>

30、的氣動(dòng)部分。具體動(dòng)作原理如下:(1)模具的鎖緊與松開。模具的鎖緊與松開由電磁換向閥1-10控制下模芯托板與頂桿組的鎖緊與松開狀態(tài)。電磁換向閥l-10的電磁鐵YV304處于失電狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)壓力油進(jìn)入鎖模缸上腔，下腔處于排油狀態(tài)，模具鎖緊:當(dāng)電磁換向閥1-10的電磁鐵YV304得電時(shí)，鎖模缸下腔進(jìn)壓力油，鎖模缸上腔處于排油狀態(tài)，模具松開。(2)下模芯的升降運(yùn)動(dòng)。下模芯的升降運(yùn)動(dòng)-般有下模芯的頂出(即頂坯)、下模芯的-次下降(填料)、下模芯的二次下降(墩料)及下模芯的越位頂出(清掃模芯)四種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。前三種運(yùn)動(dòng)為頂模裝置的工作狀態(tài)，第四種運(yùn)動(dòng)僅在清掃模具時(shí)工作。下模芯頂出(頂坯):電磁換向閥2-3中

31、的電磁鐵YV302失電，錐閥302關(guān)閉，電磁換向閥1-9中的電磁鐵YV301得電;打開錐閥V301;壓力油經(jīng)錐閥V301進(jìn)入頂模裝置A缸的上腔，A缸上升，下腔的壓力油經(jīng)電磁換向閥2-3排回油箱。與此同時(shí)，電磁換向閥2-4中的電磁鐵YV303得電，壓力油經(jīng)電磁換向閥2-4，單向節(jié)流閥38進(jìn)入B缸，使B缸套上升，下模芯處于頂坯工作狀態(tài)。下模芯一次下落(填料):電磁換向閥2-3的電磁鐵YV302得電，錐閥V302開啟:電磁換向閥l-9的電磁鐵YV301失電，錐閥V301關(guān)閉;壓力油經(jīng)電磁換向閥2-3進(jìn)入頂出缸A缸的下腔，A缸上腔排油經(jīng)錐閥V302排回油箱，頂模缸實(shí)現(xiàn)-次下降(此時(shí)由于YV303仍得電

32、，故A缸不能下落到位)。空出填料空間，以便布料小車填料。下模芯二次下落(墩料):填料完畢，活動(dòng)橫梁開始下降，電磁鐵YV303失電，B缸中的壓力油經(jīng)單向節(jié)流閥38排回油箱。此時(shí)排油不通過節(jié)流閥口，只通過單向閥，故排油速度快。由于下落速度快，故稱之為墩料。下模芯的越位頂出:當(dāng)需要清掃下模芯時(shí)，可讓二位五通空氣電磁換向閥71中的YV402得電，讓壓縮空氣推動(dòng)氣缸72動(dòng)作，使固定在壓磚機(jī)底座上的齒盤轉(zhuǎn)動(dòng)-個(gè)齒位。這樣，上、下齒盤的齒錯(cuò)位，當(dāng)下模芯頂出時(shí)，使下模芯頂出?？?個(gè)齒的高度，以便對模芯四周側(cè)面進(jìn)行清掃。4.壓制循環(huán)下面結(jié)合YP428O型液壓壓磚機(jī)自動(dòng)循環(huán)壓制曲線來介紹壓制過程中各閥的動(dòng)作情況。

33、(1)推磚-布料當(dāng)自動(dòng)循環(huán)啟動(dòng)按鈕被按下后，電磁換向閥2-2的電磁鐵YV306得電，電磁比例閥26的電磁鐵YV307得電，壓力油經(jīng)電磁換向閥2-2、過濾器34、減壓閥32和電磁比例閥26進(jìn)入油馬達(dá)25，驅(qū)動(dòng)油馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，通過曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)使布料小車向前推磚-布料。排油經(jīng)電磁比例閥26和單向背壓閥27排回油箱。油馬達(dá)25的旋轉(zhuǎn)速度快慢由電磁比例閥26開口大小來控制。當(dāng)布料小車將磚坯推出模框2/3時(shí)，電磁換向閥2-3的電磁鐵YV302得電，錐閥V3OZ開啟;電磁換向閥1-9的電磁鐵YV301失電，錐閥V301關(guān)閉;壓力油經(jīng)電磁換向閥2-3進(jìn)入頂出缸A缸的下腔，A缸上腔排油經(jīng)錐閥V302排回油箱，頂模缸

34、實(shí)現(xiàn)-次下降(此時(shí)由于YV303仍得電，故A缸不能下落到位)?？粘鎏盍峡臻g，以便布料小車填料。當(dāng)布料車后退至后極限位置時(shí)(YV306、YV307均失電)，電磁換向閥2-4的電磁鐵YV303失電，墩料缸B缸的壓力油經(jīng)單向調(diào)速閥38和電磁換向閥2-4排回油箱，在頂出缸A缸的作用下，A、B兩缸-起下落完成墩料動(dòng)作，下模芯落在底座上，以便壓制。(2)上模下行上?？焖傧滦?電磁換向閥1-8、比例閥20的電磁鐵YV加3、YV204得電時(shí)，錐閥203、204開啟，主油缸下腔的壓力油經(jīng)V204、V203排回充液箱。此時(shí)充液閥57處于開啟狀態(tài)，充液箱中的低壓油經(jīng)閥57迅速進(jìn)入主油缸的上腔，活動(dòng)橫梁實(shí)現(xiàn)快速下行。

35、上模慢速下行:當(dāng)上模快速下行到設(shè)定的減速位置時(shí)，由位移傳感器發(fā)出指令，通過調(diào)節(jié)比例閥YV204的開口可調(diào)節(jié)錐閥V204開口的大小，實(shí)現(xiàn)動(dòng)梁的慢速下行。主油缸下腔的油經(jīng)錐閥V204、V203回油箱。設(shè)置壓力閥21的目的是為制動(dòng)時(shí)吸收因慣性引起的壓力沖擊，對主油缸下腔回路起安全保護(hù)作用。(3)一次加壓慣性加壓:當(dāng)上模芯接觸粉料面時(shí)，即活動(dòng)橫梁下行到設(shè)定位置時(shí)，由位移傳感器發(fā)出指令，讓電磁換向閥2-1的電磁鐵YV106得電，壓力油進(jìn)入接力缸58的下腔，上腔排油，充液閥57在彈簧力的作用下關(guān)閉;同時(shí)電磁換向閥1-1的電磁鐵YV101得電關(guān)閉錐閥V101，為隨后的加壓作好準(zhǔn)備。此時(shí)活動(dòng)橫梁以自身所具有的

36、慣性對粉料進(jìn)行加壓，主油缸上腔所需的低壓油由錐閥V105進(jìn)入。慣性加壓時(shí)間由計(jì)時(shí)器Tl設(shè)定。低壓加壓:慣性加壓Tl結(jié)束，低壓加壓計(jì)時(shí)器T3開始計(jì)時(shí)。電磁換向閥1-5、1-4的電磁鐵YV105、YV104得電，關(guān)閉錐閥V105，開啟錐閥V104。主油缸下腔依然保持減速時(shí)的排油狀態(tài)，壓力油經(jīng)錐閥104、106進(jìn)入主油缸的上腔。由于此時(shí)的粉料比較疏松，負(fù)載小，主油缸的壓力較小，故稱為低壓加壓。一旦主油缸的壓力達(dá)到低壓加壓的設(shè)定值時(shí)(由壓力傳感器PB1檢測)，第一次加壓結(jié)束，轉(zhuǎn)入排氣階段。(4)排氣發(fā)出指令進(jìn)入排氣階段，時(shí)間由T4計(jì)時(shí)器設(shè)定。電磁鐵YV104、YV105、YV203、YV201均失電，

37、電磁換向閥l·7的電磁鐵YV202、電磁鐵YV204得電。這樣，錐閥V104關(guān)閉，錐閥V105開啟，主油缸上腔為卸荷狀態(tài);錐閥203關(guān)閉，錐閥V202開啟，壓力油經(jīng)錐閥V205、V201、V202、VZO4進(jìn)入主油缸下腔，使活動(dòng)橫梁上抬，使坯體中的氣體排出?；顒?dòng)橫梁上抬的速度由錐閥V204調(diào)定。錐閥201開啟，使蓄能器巧的壓力油進(jìn)入閥組I的通道打開，為后續(xù)的壓制所需的大流量作好了準(zhǔn)備。電磁鐵YV202得電時(shí)間的長短由位移傳感器控制，達(dá)到預(yù)定的設(shè)定位置時(shí)，電磁鐵YV202失電，錐閥V202關(guān)閉，主油缸下腔停止進(jìn)油，但此時(shí)錐閥203仍處關(guān)閉狀態(tài)。主缸下腔為一封閉的容積，即主活塞保持在排氣

38、狀態(tài)不動(dòng)，以延續(xù)排氣過程。排氣的時(shí)間由T4設(shè)定。T4到時(shí)后，電磁鐵YV203得電，錐閥203開啟，主油缸下腔處于排油狀態(tài)，上腔仍處于卸壓狀態(tài)，此時(shí)活動(dòng)橫梁靠自重落在坯體上。(5)二次加壓當(dāng)T4到時(shí)后，電磁鐵YV103、YV105得電，錐閥V103開啟，錐閥V105關(guān)閉，壓力油經(jīng)錐閥V103、V106進(jìn)入主油缸上腔，這時(shí)主油缸下腔已是排油狀態(tài)，主活塞下行，活動(dòng)橫梁對坯體施壓。由于此時(shí)的坯體已較致密，主油缸的壓力很快達(dá)到系統(tǒng)調(diào)定的壓力(由溢流閥19調(diào)定)。調(diào)節(jié)錐閥V103開口大小，可調(diào)二次加壓速度。加壓時(shí)間長短由T6設(shè)定。(6)第二次排氣T6到時(shí)后，電磁鐵YV103、YV105失電，關(guān)閉錐閥V10

39、3，開啟錐閥V105，電磁鐵YV202得電，電磁鐵YV203失電，開啟錐閥V202，關(guān)閉錐閥V203，開始二次排氣，進(jìn)排油過程同第一次排氣，排氣時(shí)間由T7設(shè)定。(7)第三次加壓第三次加壓分中壓和高壓和保壓三個(gè)階段。中壓:T7到時(shí)后，發(fā)出指令使電磁鐵YV101失電，開啟錐閥V101:電磁鐵VY103、YV105得電，錐閥V103開啟，錐閥V105關(guān)閉，壓力油經(jīng)錐閥V103、V106進(jìn)入主油缸上腔，主油缸上腔壓力迅速上升到系統(tǒng)壓力(1517MPa)。錐閥V101開啟，增壓缸大端為排油狀態(tài)，利用主缸內(nèi)的壓力油使增壓活塞回到最上位置，為后繼的增壓做準(zhǔn)備。電磁鐵YV204得電，錐閥V204開啟，加快主油

40、缸下腔的排油速度。時(shí)間由T9設(shè)定。高壓:T9到時(shí)后，發(fā)出指令使電磁鐵YV101、YV102得電，錐閥V101關(guān)閉，錐閥V102開啟;電磁鐵YV103失電關(guān)閉錐閥V103:其余電磁鐵得失電同中壓階段。壓力油經(jīng)錐閥V102進(jìn)入增壓缸大端，增壓缸小端排出的高壓油進(jìn)入主油缸上腔，錐閥V106相當(dāng)于單向閥，逆向關(guān)閉。主油缸內(nèi)的最高壓力可由壓力傳感器PB1檢測出的壓力信號控制加壓的結(jié)束，也可由Tll計(jì)時(shí)器進(jìn)行控制。保壓:Tll到時(shí)后，發(fā)出指令使電磁鐵YV102失電，錐閥V102關(guān)閉，由于此時(shí)電磁鐵YV101仍是得電狀態(tài)，錐閥V101仍關(guān)閉，這樣增壓缸大端處于封閉狀態(tài)，系統(tǒng)維持高壓狀態(tài)，即保壓，時(shí)間由T12

41、控制。(8)卸壓卸壓由增壓缸回程和開啟充液閥兩部分組成。增壓缸回程:T12保壓結(jié)束，卸壓計(jì)時(shí)器T13開始計(jì)時(shí)，T13發(fā)出指令，使電磁鐵YV101、YV203失電，錐閥V101開啟，由于錐閥V101仍關(guān)閉，增壓缸大端開始卸壓，即增壓缸回程。錐閥V203關(guān)閉，切斷主油缸下腔的排油通道。開啟充液閥:T13到時(shí)后發(fā)出指令，讓電磁鐵YV106失電，壓力油經(jīng)電磁換向閥2一1進(jìn)入接力缸58，打開充液閥57，讓主油缸上腔和充液箱相通。同時(shí)YV105和YV302失電，YV202得電，錐閥V105開啟，主油缸上腔開始卸壓;錐閥202開啟，壓力油經(jīng)錐閥V202、V204同時(shí)進(jìn)行主油缸下腔，為活動(dòng)橫梁回程作準(zhǔn)備。(9

42、)活動(dòng)橫梁回程活動(dòng)橫梁回程由慢速回程、快速回程、慢速回程三部分組成。慢速回程:開啟充液閥的同時(shí)，錐閥202開啟，壓力油經(jīng)錐閥V202、V204進(jìn)入主油缸下腔，同時(shí)頂模裝置部分的電磁鐵YV301、YV303得電，壓力油同時(shí)進(jìn)入頂模A、B兩缸，活動(dòng)橫梁緩慢上升。隨活動(dòng)橫梁的上升，頂模缸將坯體頂出模框。由于此時(shí)比例閥YV204控制的錐閥V204的開口很小，所以動(dòng)梁上升速度慢，故稱之為動(dòng)梁慢速回程?？焖倩爻?由于電磁鐵YV106失電，壓力油經(jīng)電磁換向閥2-1進(jìn)入接力缸58，打開充液閥57，讓主油缸上腔和充液箱相通;主油缸上腔的排油阻力大大減少，由比例閥YV204控制V204的開口變大，主缸活塞快速回程

43、。調(diào)節(jié)錐閥V202可改變快速上升的速度大小。慢速回程:快速回程的終止靠位移傳感器設(shè)定，當(dāng)活動(dòng)橫梁上升到位移傳感器設(shè)定點(diǎn)后，傳感器即發(fā)出指令，由比例閥YV204控制V204的開口變小，主油缸下腔的進(jìn)油因受到錐閥V204的節(jié)流而使上升速度減慢。由以上分析不難看出，活動(dòng)橫梁回程的三個(gè)過程中，電磁鐵的得電情況和開啟充液閥時(shí)是一樣的，不同的是比例閥YV204的得電量不同導(dǎo)致錐閥V204的開口大小不一樣，進(jìn)入主油缸下腔的壓力油的流量不同，這樣就能控制橫梁回程的速度。當(dāng)活動(dòng)橫梁上升到自動(dòng)循環(huán)的止點(diǎn)時(shí)，位移傳感器發(fā)出指令，讓電磁鐵YV202失電，關(guān)閉錐閥V202，切斷主油缸下腔的進(jìn)油通道，活動(dòng)橫梁停止上升，一

44、個(gè)壓制循環(huán)結(jié)束。3液壓系統(tǒng)數(shù)值仿真3.1仿真軟件簡介利用計(jì)算機(jī)作為工具，把實(shí)際物理系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成模型在計(jì)算機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)的過程稱之為仿真，用于對系統(tǒng)進(jìn)行仿真的一整套軟硬件設(shè)備稱為仿真系統(tǒng)，而研究能夠在計(jì)算機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)的模型的建立和實(shí)驗(yàn)方法的學(xué)科稱為仿真技術(shù)。仿真技術(shù)作為一門綜合性的科學(xué)己有四十多年的發(fā)展歷史，期間經(jīng)歷了物理模型仿真、模擬計(jì)算機(jī)仿真和數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真。早期，人們采用計(jì)算機(jī)高級程序語言對系統(tǒng)進(jìn)行仿真，如BASIC，F(xiàn)ORTRAN，PASCAL等。近些年，C語言用的最為普遍。用計(jì)算機(jī)高級程序語言編制的系統(tǒng)仿真程序，不但要詳盡描述各類事件的發(fā)生和處理情況，還要規(guī)定各類事件的處理順序。這樣，即便是一個(gè)很

45、簡單的系統(tǒng)，程序也很長，難于調(diào)試。同時(shí)，為了設(shè)計(jì)出優(yōu)良的人機(jī)界面，對數(shù)據(jù)輸入方式和仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)打印格式或圖形表達(dá)形式要大費(fèi)心思。Matl準(zhǔn)確、簡明和便于仿真的數(shù)學(xué)模型;另一個(gè)就是選擇適當(dāng)?shù)乃惴ň幹品抡娉绦蚍抡?。對系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，采用什么樣的仿真算法是一個(gè)至關(guān)重要的問題。在選擇算法時(shí)，通常考慮以下幾個(gè)方面的因素:算法的適用性，計(jì)算速度，計(jì)算精度和算法的收斂性。用計(jì)算機(jī)對連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字仿真，主要是兩種方法:基于數(shù)值積分的仿真方法和基于離散相似法的仿真方法。數(shù)值積分法又包括單步法和多步法，單步則有顯式和隱式之分。顯式常用方法又有一階歐拉法、四階龍格庫特法等。多步法常用的有自動(dòng)變階

46、和變步長的吉爾法和Adams法。對于一個(gè)具體的液壓系統(tǒng)來說，當(dāng)你分析的目的不同時(shí)，建立的模型也不一樣，在滿足要求的前提下模型越小、越簡單越好，對于全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)建立其動(dòng)態(tài)模型時(shí)，一些對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性影響不大的非主要因素可以忽略，同時(shí)在狀態(tài)方程中對其予以保留并作了盡可能符合實(shí)際的描述，以便對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行更為準(zhǔn)確的模擬。3.2 建立全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型的注意事項(xiàng)通過對系統(tǒng)中各個(gè)元部件的分析得知，為了建立一個(gè)能反映該系統(tǒng)主要靜、動(dòng)態(tài)特征的最簡單的數(shù)學(xué)模型，在建立全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型時(shí)，需要作一些處理，主要有下面幾點(diǎn):(1)油源看成是一恒壓源SE，即忽略了溢流閥

47、對系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。(2)對于泵、缸以及各類液壓閥，因它們的制造精度較高且都具有較好的潤滑條件，故不考慮系統(tǒng)的庫侖摩擦力。(3)忽略油液體積彈性模量隨著管徑、管子的材料和溫度的變化而變化，認(rèn)為油液的體積彈性模量處處相等。油液的動(dòng)力粘度也隨壓力和溫度的變化而變化，但考慮到所研究系統(tǒng)的壓力和溫度變化不大，故將油液的動(dòng)力粘度視為常值。(4)由于一次加壓和二次加壓過程中的功率流向基本相同，只是流經(jīng)的插裝閥不同，所以在建立功率鍵合圖時(shí)采用同一個(gè)功率鍵合圖模型。只是在轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)模型時(shí)，由于活塞的行程不同，則有所區(qū)別，即C16、C24、I27、I13不同，其它參數(shù)都一樣。由于一次排氣和二次排氣進(jìn)排油過程相

48、同，采用同一個(gè)功率鍵合圖，所以仿真一次排氣曲線即可。(5)本文采用適用本系統(tǒng)(剛性方程)的ode23s龍格一庫塔單步、顯式、變步長RK-23。3.3MATLAB仿真圖形用戶界面的實(shí)現(xiàn)3.3.1MATLAB圖形用戶界面簡介圖形用戶界面(Graphical User Interface)簡稱GUI，是用戶與計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)程序的交互方式，是用戶與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交流的方式。用戶界面設(shè)定了如何操作計(jì)算機(jī)和應(yīng)用程序。用戶以某種方式激活這些圖形對象(如圖形窗口、菜單、控件、文本)，會(huì)引起動(dòng)作或發(fā)生變化。MATLAB為圖形用戶界面的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)向?qū)?，該向?qū)б彩且詧D形用戶界面的形式提供給用戶的，

49、從MATLAB的File菜單下選擇New GUI命令，彈出GUI控制面板設(shè)計(jì)向?qū)Э?.3.2MATLAB仿真圖形用戶界面的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)采用MATLAB編程語言來實(shí)現(xiàn)。利用MATLAB的圖形用戶界面(GUI)來設(shè)計(jì)程序運(yùn)行的界面。整個(gè)系統(tǒng)由若干個(gè)運(yùn)行界面和相應(yīng)的M函數(shù)文件所組成，每一個(gè)運(yùn)行界面對應(yīng)的程序構(gòu)成一個(gè)M文件。同一個(gè)M文件中又包含若干個(gè)M函數(shù)，界面中的每一個(gè)控件及菜單項(xiàng)對應(yīng)的程序都有放在相應(yīng)的M函數(shù)內(nèi)。各個(gè)功能對應(yīng)的M函數(shù)文件，由一個(gè)主文件將它們聯(lián)成一個(gè)整體，最終形成運(yùn)算系統(tǒng)在程序設(shè)計(jì)中，對各運(yùn)算功能的M文件，其共同之處有以下幾個(gè)方面:1.使用菜單項(xiàng)實(shí)現(xiàn)各功能窗口的轉(zhuǎn)換，起導(dǎo)航作用

50、。對菜單的編程主要是調(diào)用系統(tǒng)中的其它M函數(shù)文件。2.文本框主要用于接收用戶輸入的數(shù)據(jù)。所有程序基本上是先從文本框中接收數(shù)據(jù)，然后對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括:(l)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，從文本框內(nèi)接收的數(shù)據(jù)都是字符串類型，而在計(jì)算過程中就遠(yuǎn)不是字符型數(shù)據(jù)就能實(shí)現(xiàn)的，需要將其轉(zhuǎn)換為計(jì)算所需要的類型，如數(shù)值型、符號型、元胞型、結(jié)構(gòu)型。(2)容錯(cuò)處理，允許用戶對某一形式的數(shù)據(jù)有多種輸入方式，程序都能識別。(3)判別用戶的輸入是否合法，如不合法則中止程序的運(yùn)行，待用戶修改成正確輸入后再進(jìn)行程序運(yùn)行。3.命令按鈕是執(zhí)行運(yùn)算操作的最主要控件，運(yùn)算程序主要是放在其相應(yīng)的M函數(shù)內(nèi)部。實(shí)現(xiàn)上編寫程

51、序最主要是對命令按鈕進(jìn)行編程。系統(tǒng)的各種運(yùn)算功能的實(shí)現(xiàn)基本上是三個(gè)過程。其一是接收用戶輸入的數(shù)據(jù)，其二是對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)算，第三是將運(yùn)算后的結(jié)果顯示到界面上的文本框、下拉列表框等控件內(nèi)。其中第二步對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及運(yùn)算是最主要的工作，這包括數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換、容錯(cuò)處理、糾錯(cuò)處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算、運(yùn)算結(jié)果的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、顯示設(shè)計(jì)等工作。一、仿真圖形用戶界面的設(shè)計(jì)過程MATLAB的整個(gè)GUI設(shè)計(jì)過程如圖3-1所示圖3-1用戶圖形界面設(shè)計(jì)過程示意圖概括為以下幾點(diǎn):分析界面所要求實(shí)現(xiàn)的主要功能，充分理解用戶的需要，明確設(shè)計(jì)任務(wù);在稿紙上繪制出界面草圖原型，并站在使用者的角度或與最終用戶一起來評價(jià)草圖原型;

52、按構(gòu)思的草圖，上機(jī)制作界面，調(diào)試，檢查錯(cuò)誤;編寫界面動(dòng)態(tài)功能的程序，對功能進(jìn)行逐一檢查。系統(tǒng)采用窗口操作的模式，以實(shí)現(xiàn)所見即所得的效果。用戶進(jìn)入到操作窗口后根據(jù)界面上的菜單、控件的名稱就能知道操作的方法。通過窗口、菜單、控件、文字說明等構(gòu)成界面。用戶只需要利用鼠標(biāo)或鍵盤就能方便地操作。窗口中的菜單來實(shí)現(xiàn)各功能窗口的轉(zhuǎn)換，起到導(dǎo)航作用，用戶只需點(diǎn)擊菜單項(xiàng)就可進(jìn)入到相應(yīng)功能的用戶操作界面。為了使菜單項(xiàng)簡潔，在一個(gè)窗口中只列出了同一大類運(yùn)算的各子運(yùn)算功能的菜單條?！皫椭辈藛雾?xiàng)起到調(diào)出幫助窗口的作用，用來讓用戶查看幫助信息。系統(tǒng)的窗口中的控件主要設(shè)計(jì)有:靜態(tài)文本框、可編輯文本框、下拉式列表框、復(fù)選框

53、、命令按鈕、對話框、彈出式菜單、坐標(biāo)系等。靜態(tài)文本框用于對界面上其控件的說明和用以顯示運(yùn)算結(jié)果?？删庉嬑谋究蛑饕脕斫邮沼脩糨斎氲臄?shù)據(jù)，另外也用來顯示運(yùn)算的結(jié)果。下拉式列表框主要用于運(yùn)算中需要作的一些設(shè)置，有的地方也用來顯示運(yùn)算的結(jié)果。復(fù)選框主要用來做是與否的選擇性設(shè)置。命令按鈕用于執(zhí)行運(yùn)算命令用的，當(dāng)用戶對運(yùn)算前的數(shù)據(jù)作了正確的輸入后及設(shè)置后，單擊命令按鈕，程序就開始進(jìn)行運(yùn)算。對話框用于當(dāng)用戶單擊命令按鈕后需要程序在運(yùn)行中進(jìn)行的輸入設(shè)置，還用于提示用戶出現(xiàn)的非法輸入。彈出式菜單是用戶將鼠標(biāo)指向窗口或某個(gè)控件時(shí)，單擊鼠標(biāo)右鍵彈出的菜單，在本系統(tǒng)中彈出式菜單主要用于實(shí)現(xiàn)一些輔助性操作和對控件作說

54、明之用。坐標(biāo)系是用來繪制圖形和圖象，使運(yùn)算結(jié)果直觀地表示出來。二、圖形用戶界面的設(shè)計(jì)原則和一般步驟圖形用戶界面，是由窗口、光標(biāo)、菜單、按鍵、文字說明等構(gòu)成一個(gè)用戶界面。作為一個(gè)數(shù)學(xué)運(yùn)算能力很強(qiáng)的軟件，MATLAB的運(yùn)算結(jié)果通常用圖形來表示，因此，GUI的使用更易于圖形表現(xiàn)的多元。用戶不需要一行行的用程序來設(shè)定，只要用鼠標(biāo)選擇即可。在回調(diào)(Callback)處理模式下，也可以用程序設(shè)計(jì)方式將各個(gè)相關(guān)的處理程序集成為單一的處理系統(tǒng)，使研究成果表現(xiàn)得更好，這就是GUI的目的。GUI對象層次結(jié)構(gòu):圖形命令生成的每一個(gè)事物都是圖形對象。圖形不僅包括uimenu和uicontrol對象，而且還包括圖形、坐

55、標(biāo)軸和它們的子對象?，F(xiàn)在，從另一個(gè)角度來看這一層結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)的屏幕本身是根結(jié)點(diǎn)，圖形是根對象的子對象。坐標(biāo)軸、uimenu和uiC0ntrol是圖形的子對象。根可以包括多個(gè)圖形，每個(gè)圖形含有一組或多組坐標(biāo)軸以及子對象，每個(gè)圖形也可以有一個(gè)或多個(gè)與坐標(biāo)軸無關(guān)的。imen。和。iContr。l對象。雖然uiC。tr。1對象無子對象結(jié)點(diǎn)，但它們確實(shí)具有多種類型。Uimenu對象經(jīng)常將其他的uimenu對象作為其子對象。在不同型號的計(jì)算機(jī)或者平臺(tái)上運(yùn)行MATLAB，將產(chǎn)生不同的圖形顯示。雖然在各種平臺(tái)上，圖形顯示有很大的不同，但在很多的情況下，句柄圖形的編碼是一致的。MATLAB可以處理平臺(tái)和窗口的判

56、別體現(xiàn)句柄圖形例程的函數(shù)，包括應(yīng)用uimenu和uicontrol對象的函數(shù)，通常運(yùn)行在所有平臺(tái)上。GUI對象層次結(jié)構(gòu)如圖4一2所示。圖3-2GUI對象層次結(jié)構(gòu)示意圖3.3.3 YP4280型壓磚機(jī)液壓系統(tǒng)仿真圖形用戶界面的制作本文運(yùn)用Mat1abGU工設(shè)計(jì)出壓磚機(jī)一次、二次加壓和一次、二次排氣過程中，活塞運(yùn)行速度隨時(shí)間的變化，液壓缸壓力隨時(shí)間變化以及各參數(shù)的變化對活塞運(yùn)行速度影響的仿真圖形用戶界面。1. 創(chuàng)建帶下拉菜單的菜單選項(xiàng)。編寫如下dog.m文件，運(yùn)行后可得如圖4一3所示結(jié)果。%figure%一次加壓h_menu=uimenu(gef，label，&加壓):h_submenul=uimenu(h_menu，label，&一次加壓):h_subsu