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u v M 42 A d e 3 K K 1 1 A d p y s d r Z E F e b 1 o M A d s e m s 5 D S M c I V L T p s A 3 A d p y j S S h A d p 3 1 o b y N A 1 S A d s s z a S o a n F e b z S o s A d z S o 1 V Z m a a v l a a T a 1 a a a a F 4 s Y 3 s b s q a f a a i a A 8 f M 1 3 y a S o s a S H W a S o a 3 b S A d 9 T V L f s 1 R a 8 a s b R R B T k S b o a a F H a a a F H b S b V Q a A a 5 g h S a b 8 R b 3 R b D a a r q q x M a a b s s B V A Q l W V r b S b A 3 M H b r A S A d b b b S A d o g a A q P a A 3 a A M H a b b 1 A d s A d 7 S L V S V 3 A a W q A d p b Y K A Q B Q a A V r a b r b r a g r b A B A a a h w b D a q D D 8 b 5 q 5 C a H a r b V Y 5 b A R A A d B L b s 5 A r A d A d v O 4 v b A d S A q a 1 o g A d 3 p y b A d 9 a a a k 7 3 p P V S b A Z F 4 p q 7 j P 5 N p M 9 h b S A d 1 V C a A b A s N A a M b u v M 43 b A 5 q A q b A d 6 P F b A d 3 Q b Q Y V 5 d A Q Q 8 s M Y s A B b b Q A h H b P Q Q A 9 H P 6 b Q A 8 V 1 n l 7 b b Q 9 V A Q A V r b Q V T d b b N Y V e Z E 9 a Q b A a 5 a b Q b Q b b E 7 H q P M r 7 Q C 3 i n b l H V P b Y V V d b A b a F a A b A e A S 1 o B b R S b T V L A d 1 T b B r T 7 r V 7 r b O O T 7 O P K R b T O P K W s j v a a 9 F O y 7 e a Z L b V b H H T V b 4 4 u v M 44 T q P W B b B 1 T b 4 T q P W B r r T b F Y P T b H Y V 1 P A F P E 7 P b O F b O 9 b Z T 7 g H 1 A b 5 r S A B O W i B y 7 9 B s V I m d d c I C 9 m d T e 3 M j 3 K V 1 V Y I R I W I 0 9 I 0 0 25 0 35 0 0875 0 1 V S 1 k L 9 Feedback linearization based control of a rotational hydraulic drive Control Engineering Practice,?Volume 15, Issue 12,?December 2007, Pages 1495-1507 Jaho Seo, Ravinder Venugopal and Jean-Pierre Kenné Abstract The technique of feedback linearization is used to design controllers for displacement, velocity and differential pressure control of a rotational hydraulic drive. The controllers, which take into account the square-root nonlinearity in the system's dynamics, are implemented on an experimental test bench and results of performance evaluation tests are presented. The objective of this research is twofold: firstly, to present a unified method for tracking control of displacement, velocity and differential pressure; and secondly, to experimentally address the issue of whether the system can be modeled with sufficient accuracy to effectively cancel out the nonlinearities in a real-world system. Keywords: Nonlinear control; Feedback linearization; Hydraulic actuators; Real-time systems 1. Introduction Electro-hydraulic hydraulic servo-systems (EHSS) are extensively used in several industries for applications ranging from hydraulic stamping and injection molding presses to aerospace flight-control actuators. EHSS serve as very efficient drive systems because they posses a high power/mass ratio, fast response, high stiffness and high load capability. To maximize the advantages of hydraulic systems and to meet increasingly exacting performance specifications in terms of robust tracking with high accuracy and fast response, high performance servo-controllers are required. However, traditional linear controllers ([Anderson, 1988] and [Merritt, 1967]) have performance limitations due to the presence of nonlinear dynamics in EHSS, specifically, a square-root relationship between the differential pressure that drives the flow of the hydraulic fluid, and the flow rate. These limitations have been well documented in the literature; see Ghazy (2001), Sun and Chiu (1999), for example. Several approaches have been proposed to address these limitations, including the use of variable structure control (Ghazy, 2001; Mihajlov, Nikolic, & Antic, 2002), back-stepping (Jovanovic, 2002; [Kaddissi et al., 2005] and [Kaddissi et al., 2007]; Ursu & Popescu, 2002) and feedback linearization ([Chiriboga et al., 1995] and [Jovanovic, 2002]). Variable structure control in its basic form is prone to chattering (Guglielmino & Edge, 2004) since the control algorithm is based on switching; however, several modifications have been proposed to address this problem ([Ghazy, 2001], [Guglielmino and Edge, 2004] and [Mihajlov et al., 2002]). Back-stepping is a technique that is based on Lyapunov theory and guarantees asymptotic tracking ([Jovanovic, 2002], [Kaddissi et al., 2005], [Kaddissi et al., 2007] and [Ursu and Popescu, 2002]), but finding an appropriate candidate Lyapunov function can be challenging. The controllers obtained using this method are typically complicated and tuning control parameters for transient response is non-intuitive. Other Lyapunov based techniques address additional system nonlinearities such as friction, but are also prone to the same drawbacks as those listed for back-stepping (Liu & Alleyne, 1999). Feedback linearization, in which the nonlinear system is transformed into an equivalent linear system by effectively canceling out the nonlinear terms in the closed-loop, provides a way of addressing the nonlinearities in the system while allowing one to use the power of linear control design techniques to address transient response requirements and actuator limitations. The use of feedback linearization for control of EHSS has been described in Chiriboga et al. (1995) and Jovanovic (2002). In Br?cker and Lemmen (2001) disturbance rejection for tracking control of a hydraulic flexible robot is considered, using a decoupling technique similar to the feedback linearization approach proposed herein. However, this approach requires measurements of the disturbance forces and their time derivatives, which are unlikely to be readily available in a practical application. In contrast to the above mentioned techniques, which are all full-state feedback based approaches, Sun and Chiu (1999) describe the design of an observer-based algorithm specifically for force control of an EHSS. An adaptive controller which uses an iterative approach to update control parameters and addresses frictional effects with minimal plant and disturbance knowledge is proposed in Tar, Rudas, Szeghegyi, and Kozlowski (2005) based on the model described in Br?cker and Lemmen (2001). Most of the literature on the subject shows simulation results; notable exceptions with actual experimental results are Liu and Alleyne (1999), Niksefat and Sepehri (1999), Sugiyama and Uchida (2004), and Sun and Chiu (1999). The focus of this study is on presenting a controller design approach that is comprehensive, that is, one that covers displacement, velocity and differential pressure control, addresses the nonlinearities present in EHSS and considers practical issues such as transient response and real-time implementation. Thus, a significant portion of the paper is dedicated to the experimental aspects of the study. In addition, this paper is intended to serve as a clear guide for the development and implementation of feedback linearization based controllers for EHSS. The paper is organized as follows: Section 2 describes the rotational hydraulic drive that is used as an experimental test bench. In this section, the mathematical model of the system is also reviewed and validated using experimental data. Section 3 describes the design of PID controllers for this system with simulation and experimental results that serve as a baseline for evaluating the performance of the feedback linearization controllers; Section 4 describes the design and implementation of the feedback linearization controllers and finally, concluding remarks are provided in Section 5. 2. Modeling System description The electro-hydraulic system for this study is a rotational hydraulic drive at the LITP (Laboratoire d’intégration des technologies de production) of the University of Québec école de technologie supérieure (éTS). The set-up is generic and allows for simple extension of the results herewith to other electro-hydraulic systems, for example, double-acting cylinders. Referring to the functional diagram in Fig. 1, a DC electric motor drives a pump, which delivers oil at a constant supply pressure from the oil tank to each component of the system. The oil is used for the operation of the hydraulic actuator and is returned through the servo-valve to the oil tank at atmospheric pressure. An accumulator and a relief valve are used to maintain a constant supply pressure from the output of the pump. The electro-hydraulic system includes two Moog Series 73 servo-valves which control the movement of the rotary actuator and the load torque of the system. These servo-valves are operated by voltage signals generated by an Opal-RT real-time digital control system. Fig.?1.?Functional diagram of electro-hydraulic system. The actuator and load are both hydraulic motors connected by a common shaft. One servo-valve regulates the flow of hydraulic fluid to the actuator and the other regulates the flow to the load. The actuator operates in a closed-loop while the load operates open-loop, with the load torque being proportional to the command voltage to the load servo-valve. While the actuator and load chosen for this study are rotary drives, the exact same set-up could be used with a linear actuator and load, and thus, they are represented as generic components in Fig. 1. The test set-up includes three sensors, two Noshok Series 200 pressure sensors with a 0–10?V output corresponding to a range of 20.7?MPa (3000 PSI) that measure the pressure in the two chambers of the rotational drive, as well as a tachometer to measure the angular velocity of the drive. In order to reduce the number of sensors used (a common preference for commercial application), angular displacement is obtained by numerically integrating the angular velocity measurement. Fig. 2 shows the layout of the system and the Opal-RT RT-LAB digital control system. Fig.?2.?Layout of LITP test bench. The RT-LAB system consists of a real-time target and a host PC. The real-time target runs a dedicated commercial real-time operating system (QNX), reads sensor signals using an analog-to-digital (A/D) conversion board and generates output voltage signals for the servo-valves using a digital-to-analog (D/A) conversion board. The host PC is used to generate code for the target using MATLAB/Simulink and Opal-RT's RT-LAB software and also to monitor the system. Controller parameters can also be adjusted on-the-fly from the host in RT-LAB. 3. Conclusions The goal of this research is to review the nonlinear dynamics of a rotational hydraulic drive, study how these dynamics lead to limitations in PID controller performance, and to design and implement servo-controllers appropriate for displacement, velocity and pressure control. Feedback linearization theory is introduced as a nonlinear control technique to accomplish this goal in this study, and the controllers designed using this method are validated using experimental tests. From these tests, it can be seen that for hydraulic systems that have nonlinear characteristics, feedback linearization theory provides a powerful control strategy that clearly improves on PID control in terms of tracking precision and transient response. The results show that the system can be modeled with sufficient accuracy to effectively implement the controllers. This study is limited to the control of a rotational hydraulic drive. The application of feedback linearization theory to the control of more complex integrated rotational and linear drives, as well as other effects such as friction, may be considered as future extensions of this work. 反饋線性化控制一臺轉(zhuǎn)動液壓傳動 控制工程實踐， 15卷， 12期， 2007年12月，頁1495至1507頁 Jaho Seo, Ravinder Venugopal 和 Jean-Pierre Kenné 摘要 線性反饋技術(shù)是用于設(shè)計控制器的位移、速度和控制液壓往復(fù)傳動的壓差。該控制器，應(yīng)用了平方根非線性系統(tǒng)的動力學(xué)，用于實施實驗性測試平臺和成果的績效評估測試。本研究的目的是雙重的：第一，以目前的一個統(tǒng)一的方法跟蹤控制的位移，速度和壓差;第二，通過實驗解決問題的系統(tǒng)是否可以以足夠的精確度模仿，從而有效地取消了非線性在實際體系中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：非線性控制;反饋線性化;液壓作動器;實時系統(tǒng) 1 導(dǎo)言 電液伺服液壓系統(tǒng)（ ehss ）廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，涉及到液壓沖壓、注塑成型機(jī)和航天飛行控制致動器。電液伺服液壓系統(tǒng)作為非常有效的動力驅(qū)動系統(tǒng)，擁有高功率/質(zhì)量比，反應(yīng)快，高剛度，高承載能力等優(yōu)點。最大限度地利用液壓系統(tǒng)，并滿足日益嚴(yán)格的性能要求，魯棒跟蹤精度高和快的響應(yīng)速度是高性能伺服控制器所需要的。但是，傳統(tǒng)的線性控制器（ [Anderson， 1988年]和[Merritt， 1967年] ）的局限性在于非線性動力學(xué)在電液伺服液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用，具體地說，一個平方根關(guān)系壓差驅(qū)動流的液壓流體和流速。這些限制已在文獻(xiàn)上都有記載了，見Ghazy（ 2001 ） ，Sun and Chiu（ 1999 ） ，例如: 若干做法已被提出，以解決這方面的不足，包括使用變結(jié)構(gòu)控制（Ghazy ， 2001年; Mihajlov, Nikolic, & Antic ， 2002年） ，回步（Jovanovic， 2002年; [ kaddissi等人， 2005年]和[ kaddissi等人， 2007年]; ursu ＆Popescu, 2002年）和反饋線性（ [[Chiriboga et al.， 1995年]和[Jovanovic， 2002年] ） 。變結(jié)構(gòu)控制在其基本形式是容易的抖振（ guglielmino ＆Edge， 2004年）因為控制算法是基于轉(zhuǎn)換的;但是，提出了一些方案來解決這一問題（ [ ghazy ， 2001年] ， [ guglielmino and Edge， 2004 ] and [Mihajlov et al.， 2002年] ） ?；夭竭@種技術(shù)，是基于Lyapunov理論，并保證漸近跟蹤（ [Jovanovic, 2002，] ， [ kaddissi等人， 2005年] ， [Kaddissi et al.， 2007年]和[[Ursu and Popescu, 2002]） ，但是，尋找一種適當(dāng)應(yīng)用函數(shù)的技術(shù)具有挑戰(zhàn)性。使用這種方法的控制器具有典型的復(fù)雜性而且校正控制參數(shù)瞬態(tài)響應(yīng)也不直觀。其他的Lyapunov為基礎(chǔ)的技術(shù)解決了系統(tǒng)的非線性如摩擦，但也容易產(chǎn)生同樣的缺點（Liu & Alleyne, 1999年） 。反饋線性化，實現(xiàn)了非線性系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一個等價的線性系統(tǒng)有效地抵消閉環(huán)系統(tǒng)中的非線性計算，并提出了一種解決非線性系統(tǒng)的方法，同時也允許使用動力線性控制設(shè)計技術(shù)來研究瞬態(tài)響應(yīng)要求和舵機(jī)的局限性。使用反饋線性控制電液伺服液壓系統(tǒng)已被描述在Chiriboga et al. (1995) and Jovanovic (2002) 、Br?cker and Lemmen ( 2001 ）的書里，為跟蹤控制的液壓柔性機(jī)器人而進(jìn)行的抗擾被認(rèn)為是利用解耦技術(shù)類似的反饋線性化方法提出了此處。但是，這種方法需要測量干擾勢力及其衍變的時間，在實際應(yīng)用中這是不太可能的。與上述提到的都是以全狀態(tài)反饋為基礎(chǔ)的做法相比，Sun and Chiu（ 1999 ）提出了設(shè)計一個基于觀測器的算法，專門為部隊控制的一個電液伺服液壓系統(tǒng)。一個采用迭代的方法設(shè)計的自適應(yīng)控制器來更新控制參數(shù)并解決由于較小廠房和擾動知識造成的摩擦影響在這里被提出Tar, Rudas, Szeghegyi, and Kozlowski (2005)模型的基礎(chǔ)上，在Br?cker and Lemmen (2001) 描述了。 大部分的文獻(xiàn)就此有著相仿的記錄，與實際的試驗結(jié)果Liu and Alleyne (1999), Niksefat and Sepehri (1999), Sugiyama and Uchida (2004) 表現(xiàn)出的明顯的例外 。本研究的重點是介紹一種全面的控制器設(shè)計方法，也就是涵蓋位移、速度和壓差控制的設(shè)計，它提出非線性在電液伺服液壓系統(tǒng)中的弊端并探討像瞬態(tài)響應(yīng)和實時實現(xiàn)這樣的實際性問題。因此，文中重要的部分是關(guān)于實驗方面的研究。此外，這篇文章可以作為一個明確的指導(dǎo)，幫助其制定和實施反饋線性化控制器在電液伺服液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用。 本文的組織結(jié)構(gòu)如下：第2節(jié)提出了旋轉(zhuǎn)液壓傳動是用來作為實驗測試平臺。在這一節(jié)中，該系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模，還審查和審定了實驗數(shù)據(jù)。第3節(jié)描述設(shè)計PID控制器通過模仿和實驗結(jié)果對反饋線性控制器的基線業(yè)績進(jìn)行考核;第4節(jié)描述了設(shè)計和實施反饋線性控制器，結(jié)束語提供在第5節(jié)。 2 建模 系統(tǒng)說明 這項研究的電液伺服系統(tǒng)是一種旋轉(zhuǎn)液壓傳動技術(shù)在LITP（實驗室Intégration萬德科技生產(chǎn)）的大學(xué)學(xué)院魁北克比涅技術(shù)高等學(xué)校（éTS ） 。此設(shè)立是通用，并允許簡單的延伸結(jié)果應(yīng)用于其他電動液壓系統(tǒng)，例如雙作用氣缸。 談到部分函數(shù)功能圖，如圖 1 ，直流電動機(jī)驅(qū)動泵，泵提供了石油在恒定的應(yīng)壓力下，從油箱到系統(tǒng)的每個部分。石油是用于運(yùn)轉(zhuǎn)該液壓致動器并通過大氣壓力經(jīng)由伺服閥回到油箱。一個蓄能器和一個減壓閥是通過泵的輸出量來維持一個穩(wěn)定的供應(yīng)壓力。電液伺服系統(tǒng)包括兩穆格系列73伺服閥來控制運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)致動器和系統(tǒng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩。這些伺服閥操作，由歐泊-逆轉(zhuǎn)錄實時數(shù)字控制系統(tǒng)產(chǎn)生的電壓信號所驅(qū)動。 圖。 1 。功能圖的電液控制系統(tǒng) 致動器和負(fù)載都和液壓馬達(dá)相連，由一個共同的軸、一個伺服閥調(diào)節(jié)動器流體流量和調(diào)節(jié)其他流量負(fù)載。動運(yùn)行在一個封閉的回路，而負(fù)荷運(yùn)行在開環(huán)中，與負(fù)載轉(zhuǎn)矩成正比并控制伺服閥電壓負(fù)荷，盡管動器和負(fù)載在此項研究中是一種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器，同樣的設(shè)立可用于直線驅(qū)動器和負(fù)載，因此，它們派代表作為通用組件圖。 1 。測試包括3個傳感器，兩個努肖克系列200個壓力傳感器，以0-10 V輸出相應(yīng)的一定范圍內(nèi)的20.7兆帕斯卡（ 3000 PSI ），可以測量這兩個商會旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的壓力，而且是一個測速儀測量角速度的驅(qū)動器。為了減少傳感器的個數(shù)（一種常見商業(yè)應(yīng)用程序） ，用于進(jìn)行數(shù)控整合角速度測量的角位移得到應(yīng)用。 圖 2 顯示該套系統(tǒng)的布局和蛋白石逆轉(zhuǎn)錄實驗室數(shù)字化控制系統(tǒng)。 圖 2 布局litp試驗臺。 該逆轉(zhuǎn)錄實驗室系統(tǒng)包括一個實時目標(biāo)和PC主機(jī)。實時目標(biāo)按照了一個專門的商業(yè)實時操作系統(tǒng)（ QNX的） ，采用模擬到數(shù)字（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換板來讀取傳感器信號來產(chǎn)生輸出電壓信號，伺服閥采用數(shù)字至模擬（ D /I）轉(zhuǎn)換顯示板。主機(jī)PC ，是用來產(chǎn)生代碼，利用Matlab / Simulink和蛋白石逆轉(zhuǎn)錄的逆轉(zhuǎn)錄實驗室軟件，并監(jiān)測系統(tǒng)?？刂茀?shù)，還可以調(diào)整來自RT-LAB的on-the-fly。 3 結(jié)論 這項研究的目標(biāo)是探討非線性動力學(xué)的輪訓(xùn)液壓傳動技術(shù)，研究這些如何動態(tài)產(chǎn)生PID控制器性能的局限性，以及設(shè)計和使用適合于位移、速度和壓力控制的伺服控制器。反饋線性理論被引入作為一種非線性控制技術(shù)，在這項研究中實現(xiàn)這一目標(biāo)，而且設(shè)計使用這種方法的控制器在實驗測試中惡道了很好的利用。 從這些測試中可以看出液壓系統(tǒng)有非線性特性，反饋線性理論提供了強(qiáng)有力的控制策略，這顯然提高了對PID應(yīng)用在跟蹤精度和瞬態(tài)響應(yīng)方面的控制。研究結(jié)果表明該系統(tǒng)可以以足夠被模仿，從而有效地應(yīng)用于控制器。 這項研究僅限于控制輪訓(xùn)液壓傳動。應(yīng)用反饋線性理論來控制更復(fù)雜的綜合旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和線性驅(qū)動器，以及如摩擦等方面的影響，可被視為未來擴(kuò)展這方面工作的方向。 畢業(yè)實習(xí)報告 在搞畢業(yè)設(shè)計之前，學(xué)院為我們安排了畢業(yè)實習(xí)，針對我們各自設(shè)計的題目去最相近的設(shè)備去實習(xí)。畢業(yè)實習(xí)的主要目的有兩個方面：一方面是為畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)，讓學(xué)生結(jié)合具體實物來思考自己的畢業(yè)設(shè)計題目。通過對相同或相近設(shè)備的了解、觀察，對其原理的深入理解，近而啟發(fā)學(xué)生的思想，開拓學(xué)生的思路，讓學(xué)生從中得到一些感性的認(rèn)識。再結(jié)合自己所學(xué)的知識和國內(nèi)外先進(jìn)成果、經(jīng)驗按照任務(wù)書的要求設(shè)計出屬于自己的作品來。從而達(dá)到統(tǒng)籌四年所學(xué)知識的目的；另一方面是讓學(xué)生將學(xué)過的理論知識運(yùn)用到分析具體實物上，理論聯(lián)系實際，從而加深學(xué)生對知識的掌握程度。同時在參加實習(xí)的過程中以一個工程技術(shù)人員的角色了解工廠環(huán)境，為進(jìn)一步適應(yīng)工廠環(huán)境打下基礎(chǔ)。因此我們再一次來到了全國知名的鋼鐵企業(yè)——包鋼集團(tuán)。 1 無縫鋼管廠實習(xí) 我們來到包鋼無縫鋼管廠，參觀了180mm鋼管切割機(jī)的工作過程及液壓泵站，這套設(shè)備和我畢業(yè)設(shè)計的題目挺相近的，在老師以及工廠師傅的講解下，對鋼管切割機(jī)有了初步了解 在機(jī)械制造、工程施工和建筑安裝工作中, 鋼管的傳統(tǒng)切割方法主要是依靠手工鋸割、鋸床鋸割、滾輪擠壓、砂輪切割和氣焊切割等。這些鋼管切割方法在不同程度上都存在著切割效率低、工人勞動強(qiáng)度大的缺點。而且, 有的方法還存在著錐形切口(如滾輪擠壓)、切口粗糙、凹凸不平(如氣焊切割)、切削噪聲大(如砂輪切割)、不易在現(xiàn)場施工作業(yè)等缺陷。針對上述問題, 近年工廠來廣泛采用高效自動切割機(jī)，它效率高、操作簡便, 能夠?qū)Σ煌軓健⒈诤窈筒馁|(zhì)的鋼管進(jìn)行切割的鋼管切割機(jī)。 包鋼無縫鋼管廠的高效自動切割機(jī)是一種專用的切斷機(jī)床，它適用于大批量、自動或半自動的切斷無縫鋼管的頭部和尾部，緊接著對切斷后的兩端進(jìn)行倒角。它通過機(jī)—電—液一體化的設(shè)計與綜合，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制，而且在其生產(chǎn)過程中效率高，操作方便、快捷，該設(shè)備廣泛應(yīng)用于無縫鋼管的生產(chǎn)領(lǐng)域，因此對該設(shè)備的性能和生產(chǎn)工藝過程的掌握顯得無比重要。在生產(chǎn)過程中主要通過點來控液壓閥，接著再依靠液壓閥的動作來控制液壓缸的動作，最后通過液壓缸活塞桿的伸出和縮回以及各種運(yùn)動速度來完成對鋼管的切頭切尾和倒角。這也是我本次要設(shè)計的鋼管切割機(jī)。 1.1 自動切割機(jī)的操作過程 該系統(tǒng)的主要功能是對無縫鋼管切頭切尾和倒角，現(xiàn)將其工作敘述如下： 1. 鋼管通過輸送軌道輸送到停料臺； 2. 通過翻板將停料臺上的鋼管翻倒另一輸送軌道上去； 3. 鋼管經(jīng)軌道輸送到切割機(jī)內(nèi)的調(diào)配位置，伸出的多余費鋼將被切掉； 4. 用滾子托架把鋼管支起，使鋼管能在托架上轉(zhuǎn)動，并避免鋼管和軌道的摩擦； 5. 夾緊裝置把鋼管夾緊； 6. 主軸旋轉(zhuǎn)； 7. 刀臺快進(jìn)—工進(jìn)，使刀頭接觸到鋼管處，然后進(jìn)行切斷動作； 8. 切斷后刀臺快速退回，同時另一自動刀架對鋼管進(jìn)行倒角（倒內(nèi)角）； 9. 主軸減速并停止轉(zhuǎn)動； 10. 夾緊裝置放松； 11. 托架放下； 12. 鋼管由輸送軌道退出切割機(jī)； 13. 翻板把頭部切制好的鋼管對齊，然后再進(jìn)行切尾工作（同切頭）； 14. 切尾動作循環(huán)同切頭相同； 15. 此時，即可放下另一根鋼管，從而實現(xiàn)一個工作循環(huán)。 1.2 組成部分 1. 鋼管輸送軌道 2. 翻板機(jī)構(gòu) 3. 停料臺 4. 托架 5. 刀臺 6. 夾緊裝置 7. 機(jī)械傳動部分 8. 液壓控制回路 9. 液壓泵 10. 油箱 11. 液壓缸 12. 機(jī)架 13. 其他輔助設(shè)備 1.3設(shè)備的布置及安裝位置 包括停料臺的位置，翻板的位置，托架的位置，夾緊裝置的位置，各種油缸的數(shù)量、位置，水平刀架的位置，液壓裝置的位置以及有關(guān)附屬設(shè)備的用途，安裝的位置等。其詳細(xì)位置見圖。 鋼管在上述設(shè)備上依次移動，完成整個加工過程。 1.4 系統(tǒng)的工作原簡理圖 這是切割機(jī)液壓系統(tǒng)的控制簡圖，由液壓系統(tǒng)控制切割機(jī)的整個工作循環(huán)，完成對鋼管的切頭切尾及倒角。 2 煉鋼廠實習(xí) 2.1 煉鋼廠生產(chǎn)工藝: 轉(zhuǎn)爐——〉精煉爐——〉VD真空爐——〉方、圓坯連鑄機(jī) 2.2 主要產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模 煉鋼廠主要是生產(chǎn)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼，因為比起平爐鋼它要節(jié)約很多的時間，據(jù)了解煉一爐平爐鋼需要二十多個小時，而一爐轉(zhuǎn)爐鋼則需要二十分鐘，考慮到生產(chǎn)效率問題就多煉制轉(zhuǎn)爐鋼。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，煉鋼廠也在逐步的改進(jìn)連鑄設(shè)備，所以也生產(chǎn)大量的連續(xù)鑄鋼。 煉鋼廠是90年代開始籌劃的，97年開始產(chǎn)出第一批鋼，鋼坯有方坯、圓坯、小方坯還有小扁坯。方坯的規(guī)格有：280×380，280×325，319×410。圓坯有：直徑分別為180， 230，270，320，350。小方坯有：150×150。 2.3 主要設(shè)備工作原理 (1) 轉(zhuǎn)爐： 煉鋼廠有半懸掛式轉(zhuǎn)爐2座，都是80T的，全懸掛式的轉(zhuǎn)爐3座，其中有2座是100T的，1座是80T的。轉(zhuǎn)爐是由爐體及其支承裝置、轉(zhuǎn)爐傾動機(jī)構(gòu)、吹氧裝置還有副槍裝置組成。 (2) 連續(xù)鑄鋼設(shè)備： 它又連續(xù)鑄機(jī)、澆鑄設(shè)備、結(jié)晶器及其振動設(shè)備、二次冷卻支承導(dǎo)向裝置、拉坯矯直機(jī)、切割設(shè)備組成。 (3)轉(zhuǎn)爐污水處理及污泥回收工藝流程： 轉(zhuǎn)爐所產(chǎn)生的粉塵經(jīng)水霧噴射將其除塵所產(chǎn)生有污泥、污水經(jīng)壓濾機(jī)過濾凈化，將過濾完的水循環(huán)使用，將污泥通過壓濾機(jī)將其壓成泥餅再加工成建筑材料使用。該設(shè)備為環(huán)保型設(shè)備，既達(dá)到除塵降低污染又充分利用了水資源還將粉塵做成建筑材料使用。轉(zhuǎn)爐污水處理及污泥回 收工藝流程如下圖所示： (4)壓濾機(jī)液壓系統(tǒng)圖 2.4 設(shè)備維修管理 設(shè)備的管理最重要的措施就是合理正確地使用設(shè)備。 （1） 合理地安排生產(chǎn)任務(wù) （2） 配備合格的設(shè)備操作人員 （3） 設(shè)備操作的基本功培訓(xùn) （4） 建立健全的設(shè)備使用管理規(guī)章 （5） 為設(shè)備創(chuàng)造良好的工作環(huán)境 3 薄板坯連鑄連軋廠實習(xí) 3.1 薄板坯連鑄連軋廠生產(chǎn)工藝： 熱軋工藝：轉(zhuǎn)爐——〉精煉爐——〉連鑄——〉切頭——〉輥式加熱——〉事故剪——〉高壓水除磷——〉F1—F6熱連軋——〉層流冷卻——〉卷取——〉噴驗、稱重——〉熱板卷 冷軋工藝：熱軋卷——〉焊接——〉活套——〉酸洗——〉活套——〉五架冷連軋——〉冷軋卷——〉（退火——〉平整——〉卷取——〉橫切）或（鍍鋅——〉卷取——〉橫切） 3.2 主要產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模 薄板坯連鑄連軋廠2001年12月投入試生產(chǎn)，2002年12月達(dá)到年設(shè)計熱軋薄板198萬噸的月產(chǎn)水平，2003年2月達(dá)到年產(chǎn)210萬噸的組產(chǎn)水平。短短一年多時間，薄板廠實現(xiàn)了從設(shè)備消缺、理順工藝到創(chuàng)出目前世界采用210萬噸轉(zhuǎn)爐配兩流CSP生產(chǎn)線連澆爐數(shù)世界第一（26爐）、達(dá)產(chǎn)速度世界最快的驕人業(yè)績。生產(chǎn)出了各種鋼板，給包鋼帶來了很大的效益，成為了包鋼的頂梁柱！ 鋼板（包括帶鋼）的分類： (1)按厚度分類： 　　1）薄板 2）中板 3）厚板 4）特厚板 (2)按生產(chǎn)方法分類： 　　 1）熱軋鋼板 2）冷軋鋼板 (3)按表面特征分類： 　　 1）鍍鋅板（熱鍍鋅板、電鍍鋅板）2）鍍錫3) 復(fù)合鋼板 4）彩色涂層鋼板 (4)按用途分類： 　　 1）橋梁鋼板 2）鍋爐鋼板 3）造船鋼板 4）裝甲鋼板 5）汽車鋼板 6）屋面鋼板 7）結(jié)構(gòu)鋼板 8）電工鋼板（硅鋼片） 9）彈簧鋼板 10）其他薄鋼板就是厚度等于和小于4毫米的鋼板 2.3 主要設(shè)備工作原理 轉(zhuǎn)爐、精煉爐、連鑄機(jī)、擺動剪、輥式加熱爐、事故剪、高壓水除磷、F1—F6熱連軋鋼機(jī)、層流冷卻、地下卷取機(jī) 其中液壓站如下圖所示： 3.4 設(shè)備維修管理 ⑴設(shè)備的磨損與潤滑管理在設(shè)備的維護(hù)中占有極其重要的地位，它能保護(hù)設(shè)備不受到損壞。設(shè)備潤滑的作用有：①冷卻散熱； ②密封和保護(hù)； ③ 洗滌污垢 ； ④減少磨損。 潤滑管理的基本要求：①建立健全的潤滑管理組織和規(guī)章制度；②潤滑狀態(tài)的日常檢查；③廢油脂的回收和再生利用；④新的潤滑劑和潤滑技術(shù)的學(xué)習(xí)和推廣。 實習(xí)總結(jié) 為期三周的畢業(yè)實習(xí)已經(jīng)結(jié)束了，首先感謝一路陪伴我們的老師們給我們創(chuàng)造了這么好的機(jī)會，同時也感謝包鋼集團(tuán)能給我們派專門的的技術(shù)員給我們講解。 這次實習(xí)收獲很大，基本上達(dá)到了畢業(yè)實習(xí)的目的。通過觀察了解實物及其原理圖對液壓壓力機(jī)有了整體認(rèn)識，為以后的設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。而且在搜集資料的過程中又學(xué)到了不少知識，了解了一些機(jī)械行業(yè)的行業(yè)動態(tài)和前沿技術(shù)。同時通過分析實物將自己所學(xué)的一些知識用到了實際當(dāng)中，加深了對知識的理解、應(yīng)用。并且對所學(xué)的各門知識進(jìn)行了綜合與聯(lián)系，讓自己的知識成為一個整體。畢業(yè)實習(xí)是一次很好的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，只是下廠的機(jī)會和次數(shù)還是少了一些，不過在老師的努力下我們還是圓滿地完成了畢業(yè)實習(xí)，收獲了許多知識，為設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。 畢業(yè)實習(xí)報告 班級 機(jī)械04—1班 姓名 白志峰 學(xué)號 200440401101