橡胶开炼机液压驱动系统恒功率控制分析及研究.pdf

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1、机械工程师囊■瞄鞫醋—■—■——■—■鞠囊●——————■—嘲MECHANIC：ALENGlNEER橡胶开炼机液压驱动系统恒功率控制分析及研究欧阳亮，徐洪贤(益阳新华美机电科技有限公司，湖南益阳413000)摘要：分析了橡胶开炼机液压驱动系统的液压原理，在此基础上为该系统介绍了两种恒功率控制方案，这两种方案对各橡胶机械生产企业产品的升级改造具有一定的指导作用。关键词：橡胶开炼机，液压驱动；恒功率控制中图分类号：TH137文献标志码：B文章编号：1002—2333(2016)0S一0269—02Analysisa

2、ndResearchonConstantPowerControlofHydraulicDriveSystemofRubberCompoundingMillOUYANGLiang．XUHongxian(YiyangXinhuameiMechanical＆ElectricalTechnologyCo．，Ltd．，Yiyan9413000，China)Abstract：Thetheoryofhydraulicdrivesystemofrubbercompoundingmillisanalyzed．Twokindsof

3、constantpowercontrolmethodsareintroducedforthesystem．Thetwokindsofmethodshavecertaindirectivefunctionfortheupgradingandtransformationoftheproductsintherubbermachinerymanufacturingenterprises．Keywords：rubbercompoundingmill；hydraulicdrive；constantpowercontrol0

4、引言中国是橡胶消费大国，橡胶需求量最大的行业是轮胎业。自2003年开始，中国轮胎的耗胶量和产量均为世界第一。轮胎生产中，橡胶混炼是第一道工序，也是能源消耗最大的工序，约占轮胎制造整个耗能量的60％[1】。橡胶开炼机作为三大橡胶混炼设备之一，广泛应用于橡胶制品生产过程中，且至今有近百年的历史；其常见的驱动结构形式是通过电动机驱动，经减速装置减速后，实现转矩放大，最终将动力传递到橡胶开炼机的工作元件辊筒12t。由于结构方式的原因，这种形式开炼机专业化的程度很高，占地空间非常大，且很难实现一机多用。液压传动具有其独特

5、的优越性，液压传动一般工作平稳，启动、换向和制动都能快速完成；此外液压装置与一般的机械传动装置相比具有体积小、重量轻、功率密度大的优势；最重要的是液压传动在较大范围内实现设备操作的无极控制并实现自动化和控制远程化嘲；这些优势使得其在越来越多的行业得到推广与应用。故液压驱动橡胶开炼机也越来越多地成为橡胶机械生产企业研究与开发的对象。I橡胶开炼机液压驱动原理分析橡胶开炼机液压驱动原理如图1所示；当电液换向阀9的先导电磁阀不得电，起动电动机I，电动机机驱动变量泵2转动，变量泵将从油箱3中吸取的液压油经单向阀4和电液换

6、向阀9主阀中位直接回油箱；当电液换向阀先导电磁铁b得电，液压油经电液换向阀主阀右位驱动液压马达10顺时针运动；相反，当电液换向阀先导电磁铁a得电，液压油驱动液压马达逆时针运动；散热器5用于冷却系统回路油液的温度。在橡胶开炼机中，液压马达经齿轮减速机将速度降低，扭矩放大后驱动辊筒运动，从而实现开炼机的炼胶工序。在橡胶开炼机液压驱动系统中，如何实现系统在驱动炼胶过程中能量的节约利用，是各大厂家不得不面对和考虑的事情；而炼胶开炼机液压驱动系统使用恒功率调节，实现了负载和动力源之间的功率匹配和功率适应，使原动机能工作在

7、最佳工况下。在液压恒功率系统中，系统压力和流量的乘积为一恒定值，通过对系统流量和压力的调整来实现液压马达的输出转矩和转速的变化；同网址：www．jxgcs．corn电邮：hrbengineer@163．com2016年第8期l269机械工程师MECHANICALENGINEER—豳——■豳1II111鞠■——■一时，液压系统的实际转速信号和压力被不断地反馈给液压控制系统，控制系统根据反馈的这两项信息又不断对系统的流量和压力进行调整，从而实现对开炼机前、后辊筒的转速、速比和实际载荷的有效控制。在开炼机液压驱动系统

8、中，可以使用不同的控制方法实现系统的恒功率控制。2开炼机液压驱动恒功率控制方法2．J变量泵恒功率变量机构控制恒功率泵从结构上看，它重量轻、体积小、制造工艺简单，同时恒功率泵非常节能。该变量泵通过反馈液压系统压力的变化，靠泵的变量机构来调整油泵排量的大小，从而改变油泵输出流量，使液压泵的输出功率维持在系统设定的目标功率上。恒功率泵的压力和流量之间满足双曲线关系，其油路如图2所示。恒功率变