气压式定量浇注系统模拟优化研究

【摘要】气压式定量浇注系统具有精度高、稳定性好、易于实现自动化等特点。为了得到某重量为20kg铝合金铸件的气压式定量浇注工艺，同时掌握该系统升液压力、浇注压力、浇注时间等参数之间的关系，提出了气压式定量浇注系统的模拟优化研究。本文采用水力学模拟的研究方法。参照国外先进气压式定量浇注机，设计容量为300kg的保温炉；根据模拟实验中的几何相似原理，使用有机玻璃制作长度比尺为1：2的模拟实验装置；通过手动控制进行基础实验，对气压式定量浇注系统各参数之间的关系进行探索研究。以时间定量法为基础，设计气压式定量浇注PLC控制系统，应用MCGS组态技术，设计人机交互界面；应用自行设计的PLC控制系统，对气压式定量浇注系统进行优化研究；根据模拟实验结果，计算20kg铝合金铸件气压式定量浇注参数。研究结果表明，气压式定量浇注系统的浇注速度会随气体流量的增大而增大，当气流量恒定时，浇注的平均速度不变，气流量为0.35m3/h时，浇注过程平稳，压力维持稳定，浇注时间适中；升液管内径为15mm时浇注速度是内径为10mm时的2倍，适当增大升液管内径可以有效提高浇注效率；自行设计的气压式定量浇注PLC控制系统运行稳定、动作响应迅速、操作简单方便、故障处理及时，压力控制的误差为0.21%，满足控制要求；建立了升液压力、浇注压力、浇注时间随浇注量和浇注次数变化的数学模型，经验证，该模型的浇注误差为1.7%；依据相似原理中的压力相似准则—欧拉准则，计算得到了20kg铝合金铸件气压式定量浇注参数模型。
【作者】成炼；
【导师】刘云；
【作者基本信息】中北大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】气压；定量浇注；水力学模拟；PLC；

【参考文献】
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