Page 119 - 《橡塑技术与装备》2024年11期

产品与设计 许金辉 等·硫化机开合模液压伺服系统设计与仿真

硫化机开合模液压伺服系统设计与仿真

2
1
许金辉 ，艾子健 2* ，纪联南 ，魏剑 2
(1. 中化（福建）橡塑机械有限公司，福建 三明 365599 ；
2. 三明学院，福建 三明 365004)

摘要 ： 针对硫化机的开合模液压系统，设计了采用定量泵与节流调速的液压系统和采用伺服调速控制的液压系统，并对两种
液压系统进行了分析，结果表明采用伺服调速控制的液压系统拥有显著的节能特性及更好的换向平稳性
关键词 ： 硫化机 ；开合模 ；液压伺服系统 ； AMESim
中图分类号 ： TQ330.47 文章编号 ： 1009-797X(2024)11-0065-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2024.11.014

0 引言 1 硫化机开合模液压系统设计
硫化机是一种对各种橡塑制品进行硫化的机器， 1.1 硫化机开合模液压系统设计要求
具有定时锁模、自动补压、自动计时、自动控温、到 硫化机开合模的工作过程主要分为快开、慢开、
时报警等功能 [1] 。随着工业的发展和产业的升级，硫 快合、慢合四步。以某机型为例，设计快开和快合的
化机的性能需求不断向性能稳定、高效节能的方向深 时候，系统流量为 90 L/min，所需系统最高压力为
入 [2] ，是现代橡胶制品生产，如橡胶轮胎、胶囊等生 10 MPa，慢开和慢合的时候需要的系统流量为 60 L/
产加工过程中一个很重要的环节 [3] 。在此背景下，液 min，工作压力为 10 MPa，硫化机开合模工作时的负
压式硫化机逐渐显示出了独特的优点。同传统的机械 载为 80 000 N，运动的行程为 2 m。设计计算可得 ：
式硫化机相比，采用液压系统的硫化机结构紧凑、刚 液压缸的缸径取 D=100 mm，d=50 mm，快速合模时
性好，便于实现自动化控制。开合模系统是硫化机工 的液压缸速度为 0.191 m/s，慢速合模时的液压缸速度
作中最重要的一环，硫化机开合模动作因行程较大， 为 0.127 m/s ；快速开模时的液压缸速度为 0.26 m/s，
在开合模过程中，无论是上升、下降，尤其是下降过程， 慢速开模时的液压缸速度为 0.17 m/s。
都存在速度和加速度的变化，是整个系统中压力流量 系统一个周期额运行阶段共分为 5 个阶段，分别
需求最大，动作工况最恶劣的一环。开合模系统的主 为快速合模、慢速合模、静止、快速开模、慢速开模。
要功能是由液压驱动开合模油缸实现活络模具的上升 液压硫化机在开合模的初期采用快速开合，待液压缸
和下降，为提高生产效率和精确度，开合模需具有快 快接近终点时采用慢速开合直至终点。
速和慢速的开合功能 [4~5] 。传统的开合模液压系统采 1.2 采用定量泵及节流调速的开合模液压系
用的是由定量泵驱动和流量阀调节的系统，用以满足 统
系统不同阶段的需求。这种系统在运行过程中，大部 如图 1 所示，当硫化机开始合膜时电磁铁 2Y、
分的能量会以节流和溢流的形式消耗掉，从而使系统 3Y、4Y 得电，油液经过换向阀 4 后从换向阀 6 通过
消耗的功率增大，液压油温度升高。
本文对传统的液压开合模系统进行了分析，并在
作者简介 ：许金辉 (1970-), 男 , 工程师 , 主要从事工业自
此基础上设计了由伺服系统进行控制的液压开合模系 动化方面的工作。
统，并二者进行对比仿真分析，为探究更加高效的硫 基金项目 ：中央引导地方科技发展专项（2022L3044）；福
建省技术创新重点攻关及产业化项目（2023XQ009）
化机开合模液压系统提供技术参考。
收稿日期 ：2024-08-09

年
2024 第 50 卷 ·65·