Page 123 - 《橡塑技术与装备》2024年9期
P. 123
工业自动化 张志强 等·伺服电机液压系统在密炼机上的应用
2.3 密炼机伺服电机液压系统的特点及优势 此液压系统采用的高压泵伺服电机功率 27 kW，
.
（1）采用某优质品牌的内啮合齿轮泵，具有脉动 转速 2 000 r/min，转矩 150 N m。低压泵伺服电机
.
小、效率高、噪音小，使用寿命长等特点。 功率 42 kW，转速 2 000 r/min，转矩 200 N m。以往同
（2）采用国产某优质品牌的油冷伺服电机，主要 规格的阀控液压采用的异步电机功率为 55 kW+22 kW。
特点包括以下几个方面 ：高精度的转速控制 ；响应速 经过实际测试，密炼机采用伺服电机液压系统，伺服
度非常快，响应时间通常在毫秒级内 ；全调速范围内 电机转速响应快，上顶栓升降动作速度更快，升降时
高转矩 ；过载能力高，非常适合密炼机间歇动作的特 间由 5~6 s 缩短到 4 s 左右。上顶栓闭环压力控制精准，
点，高可靠性和稳定性等。由于采用的伺服电机是油 压力响应速度快，没有液压动作时，液压系统噪音很
冷电机，可与液压系统共用油路，直接用液压系统的 低，这种根据负载变化主动调节系统压力和流量的控
液压油冷却，没有冷却风扇，液压系统噪声明显降低。 制方式 [7] ，特别适合密炼机液压系统间歇工作的工况。
（3）采用国产某优质品牌的专用伺服驱动器，具 上顶栓由升降运动动作切换为对胶料的压力控制时，
有高性能的矢量控制技术、免调谐等多种高性能编码 只需要高压泵工作。此时，压坨在下位，所需要的流
器、参数设置友好，油压控制性能高、体积较小等优点。 量小，转速较低，伺服电机自动调节转速，保持上顶
液压系统的压力和速度响应更快、稳态压力波动更小。 栓的压力稳定。测试的上顶栓压力和电机转速、功率
（4）伺服电机液压系统的整体效率更高，整个液 的关系如图 4 所示。上顶栓压力控制过程中，只有高
压系统的装机功率小一些。 压泵在工作，保压压力 40 bar 时，伺服电机转速 90 r/
（5）采用大通径二通阀，取消了先导式比例方向 min，功率 0.3 kW 左右 ；保压压力 80 bar 时，伺服电
阀，抗污能力较强，对油液清洁度要求敏感度降低。 机转速 139 r/min，功率 1.1 kW 左右；保压压力 120 bar 时，
取消放大板，故障率降低。 伺服电机转速 205 r/min，功率 1.9 kW 左右 ；保压压力
（6）通过伺服驱动器，可以方便地获取伺服电机 160 bar 时，伺服电机转速 285 r/min，功率 3.2 kW 左
的各项运行数据，系统出现故障时更容易判断。 右。随着上顶栓保压压力的上升，高压泵伺服电机的
（7）由于系统的节流损失小，液压油的温升低， 转速上升，功率增加。可以看出，在上顶栓压力控制
液压系统油液冷却装置所需的热交换器面积更小，液 的过程中，高压泵的功率较小，能耗比较低。根据客
压系统所消耗的冷缺水也更少。油温降低，可以延长 户对采用上述两种液压系统的密炼机使用对比后的反
液压系统和机台阀组的使用寿命。 馈，密炼机采用伺服电机液压系统，相比阀控液压系
（8） 液压系统的压力和流量可以按需工作，在密 统节能 60% 以上，节能效果非常明显。
炼机的工况下节能效果非常明显。
2.4 伺服电机液压系统的测试 3 结语
典型的伺服电机液压系统实物图片如图 3 所示。 本文介绍的密炼机伺服电机液压系统，用于替代
传统的异步电机比例阀液压系统。该系统可以根据密
炼机的各个动作的负载变化，通过调整伺服电机的转
速来控制泵的工作状态与负载相适应，按需提供压力
和流量，有效降低了液压系统的溢流和节流损失。该
系统具有噪音低、对油液清洁度要求降低、节能效果
明显等优点。特别是其节能效果明显的优点，已应用
于公司各种规格的密炼机上和众多客户的旧密炼机液
压站改造的项目上，提高了公司密炼机产品的竞争力，
具有明显的经济效益，深受客户的欢迎。随着炼胶工
艺的发展进步，客户对设备的节能、环保、精确控制
等需求越来越高，期待更多先进的技术能够被开发出
图 3 密炼机伺服电机液压系统实物图片
来，服务于社会。
2024 第 50 卷 ·69·
年
