水輔成型充模流動的純水液壓比例壓力控制.pdf

1、純水液壓比例技術(shù)是綠色水壓傳動的重要發(fā)展方向，而水輔成型技術(shù)則以高效高質(zhì)和低成本等顯著優(yōu)勢，成為塑料注射成型領(lǐng)域的研究熱點。但是，現(xiàn)階段的純水液壓比例技術(shù)由于元件成本高及技術(shù)本身不成熟，無法進入一般工業(yè)應(yīng)用。水輔成型受到裝備發(fā)展水平低的限制，在工藝研究和產(chǎn)業(yè)化方面遇到了困難。以水為媒介，將水輔成型與純水液壓比例技術(shù)有機結(jié)合，是提高水輔成型裝備技術(shù)水平和拓展純水液壓傳動應(yīng)用研究的新思路。水輔成型充模流動水注射壓力控制是影響成型效果的重要因

2、素，也是純水液壓比例技術(shù)面向水輔成型系統(tǒng)應(yīng)用研究的核心問題。然而，低成本純水液壓比例控制閥存在嚴重的非線性，不滿足水注射壓力控制的性能要求；水輔成型技術(shù)也未從裝備角度開展研究，以解決工藝改進、系統(tǒng)控制、節(jié)能等方面的問題。因此，本文擬解決以下兩個關(guān)鍵問題：第一，改善低成本純水液壓比例壓力控制閥的控制性能；第二，建立適應(yīng)水輔成型工作特征和負載特性的純水液壓系統(tǒng)，提出壓力控制策略。在以上兩個方面研究的基礎(chǔ)上，針對水輔成型效果開展試驗研究。

3、r>　　 本文根據(jù)純水比例壓力控制閥的靜態(tài)特性分析，提出一種新的控制方法，即單邊加入脈沖的前饋遲滯補償，解決了閥死區(qū)和滯環(huán)大的非線性問題。針對水輔成型間歇循環(huán)工作特征和充模流動負載特性，提出了一種蓄能器壓力的增壓缸壓差控制回路，采用純水比例壓力控制閥調(diào)節(jié)背壓，使純水液壓系統(tǒng)的功率運行與水輔成型負載匹配，解決了節(jié)能和蓄能器壓力調(diào)節(jié)的問題。建立了水輔成型充模流動的數(shù)學(xué)模型和負載線性模型，并根據(jù)純水液壓比例壓力控制系統(tǒng)的仿真分析，提出了基于

4、系統(tǒng)模型的蓄能器壓力反饋校正的控制策略，消除了系統(tǒng)的微分環(huán)節(jié)。在國內(nèi)外未研究的大截面型腔成型中，試驗分析了壓力控制和幾何特征對成型效果的影響，為水輔成型純水液壓系統(tǒng)裝備及其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。
　　 論文主要結(jié)構(gòu)如下：
　　 第一章，介紹了純水液壓比例技術(shù)和水輔成型技術(shù)的研究現(xiàn)狀，提出了本課題需解決的關(guān)鍵問題，論述了本文的研究目的、意義和主要研究內(nèi)容。
　　 第二章，建立了純水比例壓力控制閥的數(shù)學(xué)模型和分段線

5、性遲滯模型，分析了影響閥靜態(tài)特性的主要因素，提出了單邊加入脈沖的前饋遲滯補償方法，大大減小了閥的死區(qū)和滯環(huán)。
　　 第三章，建立了水輔成型充模流動的數(shù)學(xué)模型，通過流場仿真，分析了主要工藝控制參數(shù)對水輔成型制件殘余壁厚和負載壓力的影響，建立了水輔成型負載線性模型。
　　 第四章，針對水輔成型間歇、循環(huán)和壓力流量變化范圍大的工作特征，提出了蓄能器壓力的增壓缸壓差控制回路，并設(shè)計和搭建了水輔成型純水液壓系統(tǒng)。建立了壓力控制系統(tǒng)