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        伺服技術在液壓系統上的應用前景分析

        來源:河南源通重工機械有限公司    時間:2021-08-24    閱讀量:1

        伺服技術在液壓系統上的應用前景分析

        塑料制品與塑機的增長在國內外均呈現強勁的勢頭。預計年均增長率在6%左右,國內年市場容量約為150億。華南地區就約占40億,其中深圳、廣州、東莞、佛山、中山等地每年均有上億的資金投入到塑機的采購行列中。

        一現在塑機的發展有以下幾個明顯的方向:

        1?精密。在塑料制品中,除玩具行業對注塑機的要求相對較低外,其余的行業如家電、汽配、電子接插器件、光碟等均對注塑機有精密成型有要求,其中用于光碟生產的注塑機對精密成型的要求達到0.01mm,至今國內仍無可以穩定地生產光碟的注塑機。

        2?節能。由于塑料制品生產廠商對利潤zui大化的追求、化工原料的不斷漲價和電力分配的日益緊張,各塑料制品生產廠商和注塑機生產廠商越來越關注注塑機是節能性能。同樣性能的注塑機耗費更低的能量,是塑料制品生產廠商與注塑機生產廠商的共同追求。

        3?快速注塑機速度越快,則生產效率越高,塑料制品生產廠商賺錢越多。同時,其在同行的競爭中有更大的優勢。

        4?環保政府越來越關注民生,好的生產環境可以提高工人的工作效率,減少缺勤率。現今注塑機生產廠家,如海天與震雄,其生產的注塑機各有優點,而且特點鮮明。如海天以穩定、故障率低著稱。震雄以快速、節電著稱。然而這兩家在國內算是注塑機巨頭的企業也有自己的軟肋,即無法推出有自主產權的高精密機和高節能機。震雄的成功在于其推出變量泵機型替代原有的定量泵機型,其主要特點是注射速度提高了約20%,節電約20-40%。在精密成型上基本保持不變或稍遜,在環保方面,噪音升高了約5dB。震雄此舉取得了巨大的成功,其屬下震德公司在三年內年銷售額由1億升至6億多,至今這種配置的注塑機仍是震德的主打機型。由此可以看出,注塑機用戶對節電和快速需求是多么的強烈。二伺服油壓系統的優點伺服油壓系統是指由專用驅動器和伺服電機驅動的,能實現流量、壓力的閉環控制和輸出的液壓動力源。一般伺服油壓系統配備有含旋轉編碼器的伺服電機、含壓力傳感器的和液壓回路的油泵及專用的伺服控制器組成。伺服油泵把傳統的閥控調速回路(定量泵機型)或泵控——節流調速(開環變量泵)回路變為泵控調速回路,無節流或溢流損失。主要具有以下特點:

        1?高響應高精度壓力及流量響應時間小于85ms,zui高可達50ms,響應性優于變量泵系統;壓力及流量重復再現性小于1%,而變量泵油壓系統的壓力及流量重復再現性分別為為2%和3%,重復精度遠優于變量泵系統;流量、壓力實現了閉環控制;有良好的低速穩定性,可實現低速及低壓的可靠控制;可實現對射膠油缸的伺服控制;伺服油壓系統比變量泵系統更適合精密成型。由于實現了壓力及流量的閉環控制,所以伺服油壓系統可以很方便地實現對某個油缸(對注塑機而言,一般是射膠油缸)的NC控制。實現對注塑機某個動作(如:射膠動作)的實時、在線的精密控制。對油缸的NC控制可以配置閉環控制器來實現,這樣做可以大幅度提高注塑機射膠的精度。對于某些特別的有同步動作的注塑機而言,由于伺服油壓系統的精度較高,可以用兩套伺服油壓系統實現對同步動作的精密控制,其成本比伺服閥控系統低,但效率比伺服閥控系統高。

        2高射速?高效率?圖一:?伺服油壓系統與各傳統油壓系統的效率對比?在相同的電機功率的情況下,伺服油泵液壓系統的射出速度可高出變量泵液壓系統的射出速度20%以上。提高了成型產品的生產效率。?由于伺服油泵的伺服馬達與油泵等的機械效率很高,其控制也實現了高效控制,浪費的能量很少,所以伺服油壓系統的效率很高。在實際的設計中,伺服油壓系統可以取更高的過載系數。?相同功率的配置可以有更大的流量輸出,當然會使注塑機跑得更快。相同的功率浪費的能源更少,當然會使生產效率更高。?

        伺服技術在液壓系統上的應用前景分析

        3?低能耗?圖二:?伺服油壓系統與各傳統油壓系統的能耗對比?伺服油壓系統節電是理所當然的,一般情況下,能比變量泵機型節省20%-60%的電力,保壓和冷卻時間越長,則節電越明顯。圖中各曲線所圍的面積為耗電量,伺服油壓系統的曲線所圍的面積最少,所以的耗電量zui低,在保壓時耗電ji少,在冷卻時伺服油壓系統的曲線幾乎貼近X軸線,此時耗電量接近于零。同時由于伺服油壓系統的油溫溫升很少,所以同時也可以節省冷卻水排量和減少油箱的容量。?

        4?低噪音?????伺服油壓系統的噪音zui大值為70dB,小于變量泵機型約8?dB,使工廠有更舒適的環境。節約隱性成本。?

        5?無沖擊油路設計?根據我們多年的設計經驗,可以實現無沖擊油路設計。無沖擊油路的設計是必要的,它可以增加伺服油壓系統的穩定性,減少伺服控制器的過載警報,并延長整個系統的壽命。?

        三?伺服油壓系統與其它傳統油壓系統的對比分析(實測)

        ?1?精度測試?伺服油壓系統的注射重復精度為千分之三,在測試的油壓系統中精度zui高。說明伺服油壓系統比傳統變量泵機、閉環變量泵機的重復精度明顯提高(保壓狀態下千分之1.5至千分之4;無保壓狀態下千分之1.5至千分之15)?

         2?效率測試?伺服油泵的成型周期zui短,生產效率zui高。

         3?節能測試?測試產品:盤狀尺(原料:PP??重量48.6g??壁厚:3.6mm??穴數:1出1)?測試條件:四種機器,正常生產數小時后,待油溫穩定在45度,產品生產周期22秒,連續生產3小時的用電量。其中,機器的各參數相同(包括流量、壓力設定值;保壓、冷卻時間;各種延時及斜率等)。?數據表明伺服油壓系統比傳統油壓系統分別節能17%和55%?

        四?伺服油壓系統在技術上的可行性?

        伺服油壓系統的核心是交流伺服電機,另外控制器的質量也會直接影響伺服油壓系統的性能。對于控制器的編程,一般按以下十個方面考慮:晶振頻率、預分頻率、起步轉速、折點轉速、速度折點、zui高轉速、高速折點、ji限終點、編程補償、周脈沖數等。由于硬件的開發需要時間,因此可以使用廠家生產的現成的硬件,軟件可以自主開發。擁有自主的產權。?伺服油壓系統的油路設計相對成熟,能夠獨具特色。?

        五?市場容量?

        如果說變量泵替代定量泵是跨了一大步,那么可以說伺服油壓系統替代變量泵是跨了三大步。因為變量泵替代定量泵只是提高了生產效率和節能,本身性能沒有提升,而且還帶來了噪音的困擾,伺服油壓系統替代變量泵不光是提高了生產效率和節能,同時還提高了塑機的性能,負面的缺點很少。長遠看這將是一種趨勢。不論是對于注塑機用戶還是注塑機生產廠家,都不會忽視這種趨勢。

        六?附技術文章一篇和某不成熟伺服油壓系統的測試報告?從所附的技術文章可以了解伺服油壓系統(即伺服油泵)的工作原理及特點,從所附的某不成熟伺服油壓系統的測試報告可以了解技術是伺服油壓系統的難點,不易被人仿制。?


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