[发明专利]一种具有油缸防护的液压轧辊伺服系统

权利要求书

1.本发明的一种具有油缸防护的液压轧辊伺服系统，其特征是：液压缸(101)、液压缸(102)、活塞杆(201)、活塞杆(202)、活塞杆防护套(301)、活塞杆防护套(302)、电液伺服阀(401)、电液伺服阀(402)、位置传感器(501)、位置传感器(502)、控制器(6)、油箱(7)、压力表(8)、溢流阀(9)、油泵(10)、活塞杆连接调整装置(111)、活塞杆连接调整装置(112)、轧辊(12)、水平辊(13)、联接轴(141)、联接轴(142)、联接轴(143)、联接轴(144)、限位移动块(151)、限位移动块(152)、移动通槽(161)、移动通槽(162)、竖直固定板(171)、竖直固定板(172)、支撑底板(18)、电机(19)；

活塞杆(201)位于液压缸(101)中，活塞杆(202)位于液压缸(102)中；液压缸(101)和液压缸(102)竖直固定在支撑地板(18)上；位移传感器(501)位于活塞杆(201)上，位移传感器(502)位于活塞杆(202)上；活塞杆连接调整装置(111)与活塞杆(201)相连，活塞杆连接调整装置(112)与活塞杆(202)相连；油泵(10)的抽油端将油管接入油箱(7)中，将所述油箱(7)中的液压油作为输入液压油抽送至电液伺服阀(401)、电液伺服阀(402)中；

当位移传感器(501)和位移传感器(502)分别检测到活塞杆(201)和活塞杆(202)的位移后将反馈信号传输给控制器(6)，控制器(6)进而控制电液伺服阀(401)和电液伺服阀(402)的输入信号；电液伺服阀(401)的输出液压油作为液压缸(101)的液压油输入端，电液伺服阀(402)的输出液压油作为液压缸(102)的液压油输入端；

液压缸(101)进油后推动活塞杆(201)进行位移，液压缸(102)进油后推动活塞杆(202)进行位移；活塞杆(201)与活塞杆连接调整装置(111)相连接，活塞杆(202)与活塞杆链接调整装置(112)相连接；活塞杆防护套(301)包裹住活塞杆(201)与位移传感器(501)以及活塞杆连接调整装置(111)，活塞杆防护套(302)包裹住活塞杆(202)与位移传感器(502)以及活塞杆连接调整装置(112)；

活塞杆连接调整装置(111)与联接轴(141)一端相连，活塞杆连接调整装置(112)与联接轴(142)一端相连；联接轴(141)另一端与水平辊(13)相互铰接，联接轴(142)另一端与水平辊(13)相互铰接，固定不转动；联接轴(141)与限位移动块(151)固定相连，联接轴(142)与限位移动块(152)固定相连；

限位移动块(151)镶嵌在移动通槽(161)中，限位移动块(151)镶嵌在移动通槽(161)中，只进行上下移动；移动通槽(161)和移动通槽(162)在竖直固定板(17)上；扎辊(12)两端与联接轴(143)和联接轴(144)相连，联接轴(143)和联接轴(144)固定在竖直固定板(17)上，且电机(19)与扎辊(12)一端相连，可驱动扎辊(12)和联接轴(143)和联接轴(144)一同转动。

2.根据权利要求书1所述的一种具有油缸防护的液压轧辊伺服系统，其特征在于，与之前的位置伺服系统不同，考虑了液压缸(1)推动水平辊(13)时多柔度因素对系统的影响。其公式如下所示：

公式一：ΔI＝K_a(U_r-U_f)

公式二：X_v＝ΔIK_xvG_sv(s)

公式三：Q_L＝K_qX_v-K_cp_L

公式四：

公式五：F_g＝A_pp_L＝m_ps²X_p+B_psX_p+F_e

公式六：X_L＝X_pK_s2/(m_Ls²+B_Ls+K_s1+K_s2)

公式七：F_e＝K_s2(X_p-X_L)

公式八：ΔU_f＝K_f(X_L1-X_L2)/2

其中，公式一中，ΔI为控制电流，K_a为伺服放大器的增益，U_r为输入电压，U_f为反馈电压；公式二中，X_v为电液伺服阀阀芯位移量，K_xv为伺服阀增益，G_xv(s)为伺服阀传递函数；公式三中，Q_L为伺服阀流量，K_q为伺服阀流量增益，K_c为伺服阀压增益，p_L为负载压力；公式四中，A_p为液压缸活塞有效面积，s为拉普拉斯变换的数学算子，X_p为活塞位移，C_tp为液压缸总泄漏系数，V_t为液压缸容腔，βe为有效体积弹性模量；公式五中，F_g为液压缸输出力，m_p为活塞杆质量，B_p为活塞杆粘性阻尼系数，F_e为驱动系统输出力；公式六中，K_s2为液压缸与压力传感器之间的联接刚度系数，X_L为负载位移，m_L为负载质量，B_L为负载粘性阻尼系数，K_s1为负载弹性刚度系数。公式七负载力关于多柔度环节的表达式；公式八中，K_f为位移传感器增益，ΔU_f为两负载位移的差值一半转换成的压力差，将两位移差值进行反馈补偿，提升位置同步控制精度。