Page 120 - 《橡塑技术与装备》2024年11期
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橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
单向平衡阀 9 流入液压缸无杆腔，液压缸有杆腔油液
流经换向阀 5 和换向阀 4 回油箱，实现快速合模 ；当
合膜快结束时，4Y 失电，油液经过调速阀 8 通过单向
平衡阀 9 进入油缸实现慢速合膜 ；当电磁铁 1Y、3Y、
4Y 得电，油液从换向阀 5 流入液压缸有杆腔，无杆腔
油液经单向平衡阀 9 及换向阀 6、4 进入油箱，实现快
速开模 ；当快快速开模结束时，3Y 失电，油液从调速
阀 8 进入液压缸有杆腔实现慢速开模的过程。由于由
于快慢速开合模所需的流量不同，采用定量液压泵，
输出的流量始终不变，就必须通过调速阀和溢流阀来
实现不同流量的需求。
1— 油箱 ； 2— 定量泵 ； 3— 溢流阀 ； 4— 三位四通换向阀 ；
5— 流量传感器； 6— 伺服电机； 7— 伺服控制器； 8— 设备主控系统；
9— 单向平衡阀 ； 10— 液压缸
图 2 开合模液压伺服系统原理图
2.1 液压系统仿真及参数设置
仿真过程中，设置系统仿真时间（Final time）为
30 s，采样时间（Print interval）为 0.001 s，一共设
置了 5 个阶段的信号，每个阶段的运行时间为 6 s，其
1— 油箱 ； 2— 定量泵 ； 3— 溢流阀 ； 4— 三位四通换向阀 ；
5、6— 两位两通换向阀 ； 7、8— 调速阀 ； 9— 单向平衡阀 ； 对应的阶段分别为快速合模，慢速合模、静止、快速
10— 液压缸
开模、慢速开模。图 3(a) 为常规液压系统仿真图，通
图 1 传统开合模液压系统原理图
过设置两个节流阀实现液压缸运动速度，分别为 ：快
1.3 硫化机开合模伺服液压系统设计 合、慢合、快开、慢开时的速度分别为 0.190 3 m/s、 0.12
如图 2 所示，该系统采用伺服控制的变量泵对液 7 02 m/s、0.252 3 m/s、0.189 61 m/s，接近所需速度。
压系统进行控制，与传统节流系统相比，减少了两路 图 3(b) 图为伺服控制液压系统仿真图，依据液压缸所
单向节流系统，通过伺服系统，根据快速、慢速合模 需速度计算液压缸所需流量，再根据泵的排列计算电
和据快速、慢速开模的运行速度需求，实时控制伺服 机所需转速，通过过在快速开合模和慢速开合模阶段
电机的输出转速，从而控制变量泵的输出流量，以适 对电机输入不同的转速从而达到控制调控系统流量的
应不同工况流量的需求。 目的。相关元件的其他参数设置表 1 所示。
伺服控制系统的控制原理为 ：伺服系统通过流量 2.2 结果分析
传感器获得流量信号，与设定的所需流量信号进行实 图 4 为液压缸的位移图，液压缸在 0~6 s 期间进
时匹配，根据 PID 算法，实时调整伺服电机的输出转 行快速合模 ； 6~12 s 的时候进行慢速合模运动，并运
速，使变量泵的输出流量时刻与所需流量相匹配，从 动到最大位移 2 m 处 ；在 18~24 s 期间进行快速开模，
而达到控制执行元件运行速度的目的。 24~30 s 内进行慢速开模运动，并在 27 s 左右完成开
模。
2 硫化机开合模液压伺服系统仿真
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