一種片煙預(yù)壓打包機(jī)差動(dòng)伺服節(jié)能液壓系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種片煙預(yù)壓打包機(jī)設(shè)備的液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)應(yīng)用，尤其是能提高設(shè)備本身的生產(chǎn)效率、降低能耗并改善實(shí)際工作環(huán)境的液壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]片煙預(yù)壓打包機(jī)液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要通過一組主壓油缸和兩組提升油缸來完成片煙的導(dǎo)向裝料和壓實(shí)工作，主壓油缸垂直安裝于上機(jī)架上，并在活塞桿端部連接有壓頭，主要對(duì)輸送到煙箱內(nèi)的片煙進(jìn)行壓實(shí)；兩組提升油缸垂直固定于下機(jī)架上并與提升料箱連接，提升料箱上下運(yùn)行保證裝滿片煙的實(shí)箱和準(zhǔn)備裝料的空箱順序出入，同時(shí)保護(hù)紙箱在壓實(shí)過程中不變形。設(shè)計(jì)中主壓油缸行程約7?10m，缸筒內(nèi)徑約180?200mm ;提升油缸行程約1.2?1.6m，缸筒內(nèi)徑約80?10mm ;其主壓油缸和提升油缸動(dòng)作工藝流程如圖1所示。
[0003]目前，片煙預(yù)壓打包機(jī)的液壓系統(tǒng)主要是由三相異步電動(dòng)機(jī)、定量葉片栗、主壓油缸、提升油缸及管路、控制閥組、油箱、水循環(huán)冷卻系統(tǒng)組成。如圖2所示，低壓系統(tǒng)供油的三相異步電動(dòng)機(jī)(2)功率為30kW，定量葉片栗(3)的額定流量為140L/min，工作壓力為6?8MPa ;高壓系統(tǒng)供油的三相異步電動(dòng)機(jī)(4)功率為30kW，定量葉片栗(5)的額定流量為95L/min，工作壓力為8?1MPa ;液壓油水循環(huán)冷卻系統(tǒng)三相異步電動(dòng)機(jī)(6)功率為2kW，定量齒輪栗(3)的額定流量為100L/min，工作壓力為0.6?IMPa。片煙預(yù)壓打包機(jī)傳統(tǒng)型液壓系統(tǒng)的工作原理是:主壓油缸(12)下行時(shí)，電磁閥(13)右移，三相異步電動(dòng)機(jī)(2)
(3)帶動(dòng)定量葉片栗(3) (5)向主壓油缸(12)上腔同時(shí)供油；當(dāng)主壓油缸慢速下行時(shí)，三相異步電動(dòng)機(jī)(2)帶動(dòng)定量葉片栗(3)供油時(shí)由于出口端單向閥兩端產(chǎn)生壓差，油液通過安全溢流閥返回油箱(I)，只有三相異步電動(dòng)機(jī)(4)帶動(dòng)的定量葉片栗(5)提供慢速下行油液，多余的油液同樣通過安全溢流閥返回油箱(I);當(dāng)主壓油缸(12)慢速上行時(shí)，同樣只有定量葉片栗(5)提供油液；當(dāng)主壓油缸(12)快速上行時(shí)，定量葉片栗(2)根據(jù)單向閥兩端的壓差情況也可提供部分油液；提升油缸(10) (11)上行或下行時(shí)，提供油液的主要?jiǎng)恿υ礊槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)(4)帶動(dòng)定量葉片栗(5)實(shí)現(xiàn)供油要求；為保證油液工作溫度盡可能降低，三相異步電動(dòng)機(jī)(6)帶動(dòng)的齒輪栗(7)必須持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)冷卻油液，這樣可使油溫保持在45?55°C之間。此系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，無(wú)論主壓油缸(12)或提升油缸(10) (11)是否處于動(dòng)作狀態(tài)，還是停止等待進(jìn)料階段，由于三相異步電動(dòng)機(jī)自身特性的原因不能實(shí)現(xiàn)頻繁啟停和快速變速切換運(yùn)行，同時(shí)轉(zhuǎn)速恒定由于壓差影響系統(tǒng)所產(chǎn)生的多余供油流量只能通過安全溢流閥卸荷返回油箱，油缸難以改變動(dòng)作時(shí)間，生產(chǎn)效率也難以改變。三相異步電動(dòng)機(jī)保持持續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，油液不斷通過安全溢流閥卸荷，一方面造成油溫快速升溫加速老化，為盡量降低系統(tǒng)油溫，增加了獨(dú)立的油液水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，但油液溫度降溫效果也難以控制在40°C以下；另一方面油液通過安全溢流閥返回油箱，這不僅造成能耗浪費(fèi)，同時(shí)定量葉片栗在隨著系統(tǒng)壓力增加后泄漏量也隨之增加，要保證油缸內(nèi)部壓力持續(xù)不變和下一動(dòng)作的快速切換運(yùn)行，定量葉片栗也不能停止運(yùn)轉(zhuǎn)。由于設(shè)備工作狀態(tài)的特殊性要求使得這種傳統(tǒng)型的液壓系統(tǒng)功率消耗很大，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境(半封閉環(huán)境)噪音大(約65?80dB)，環(huán)境溫度偏高(約30?40°C )，且對(duì)于特殊的下部片煙壓制工藝要求更大的系統(tǒng)壓力時(shí)很難調(diào)節(jié)滿足要求，以致出現(xiàn)同一箱物料的多次返工復(fù)壓現(xiàn)象，增加了片煙的造碎，降低了整線的生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種片煙預(yù)壓打包機(jī)的差動(dòng)伺服節(jié)能液壓系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，改變現(xiàn)有片煙預(yù)壓打包機(jī)液壓系統(tǒng)的控制局限性，有效解決片煙預(yù)壓打包機(jī)液壓系統(tǒng)使用過程中出現(xiàn)的生產(chǎn)效率難以提高、系統(tǒng)壓力不足造成的返工返料、能耗過大、油溫過高、環(huán)境噪音和溫度難以改善等問題。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種片煙預(yù)壓打包機(jī)差動(dòng)伺服節(jié)能液壓系統(tǒng)，它由伺服動(dòng)力源系統(tǒng)和油缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分通過液壓管路連接；其中，伺服動(dòng)力源系統(tǒng)由低壓大流量伺服動(dòng)力源組和高壓小流量伺服動(dòng)力源組并聯(lián)組成，油缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分由主壓油缸部組和提升油缸部組并聯(lián)組成，伺服動(dòng)力源系統(tǒng)與油缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分通過管路串聯(lián)連接。
[0007]本實(shí)用新型伺服動(dòng)力源系統(tǒng)中由兩組或兩組以上的伺服動(dòng)力源組并聯(lián)布置組成，每組伺服動(dòng)力源由伺服控制器、旋轉(zhuǎn)編碼器、永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)、定量螺桿栗、壓力傳感器、吸油過濾器、安全溢流閥和單向閥組成；伺服控制器通過通訊電路依序直接連接旋轉(zhuǎn)編碼器、永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)和壓力傳感器，永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)尾部旋轉(zhuǎn)軸端安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)的輸出軸端與定量螺桿栗固定連接，定量螺桿栗的吸入口端安裝吸油過濾器，定量螺桿栗的輸出口端設(shè)置壓力傳感器，每組伺服動(dòng)力源組的供油管路上接有單向閥和安全溢流閥。
[0008]本實(shí)用新型油缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分的主壓油缸部組上腔通過液控單向閥與高位充液油箱連接，上下腔通過管路和電磁換向閥連接形成差動(dòng)互通，上下腔的旁路增加了節(jié)流單向閥，液控單向閥的控制油路連接有單向節(jié)流閥和電磁換向閥與伺服液壓系統(tǒng)主供油路連接，高位充液油箱最高油位設(shè)置回油管路與主油箱連；提升油缸組通過管路并聯(lián)布置，由電磁換向閥與伺服液壓系統(tǒng)主供油路連接。
[0009]本實(shí)用新型在所屬伺服動(dòng)力源系統(tǒng)的出口端和油缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分的入口端設(shè)置有安全溢流閥。
[0010]本實(shí)用新型伺服動(dòng)力源系統(tǒng)中由2?6組獨(dú)立的伺服動(dòng)力源組并聯(lián)布置組成；永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)和定量螺桿栗的參數(shù)選用根據(jù)設(shè)計(jì)需要差異化進(jìn)行選擇。
[0011]本實(shí)用新型油缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分由I?6組主壓油缸部組和提升油缸部組并聯(lián)布置組成。
[0012]本實(shí)用新型中液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源由永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)定量螺桿栗提供油液，永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)軸端分別連接有旋轉(zhuǎn)編碼器和定量螺桿栗，定量螺桿栗出口端安裝壓力傳感器，永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)通過伺服控制器控制其瞬時(shí)啟停和變速?gòu)亩g接控制定量螺桿栗的流量、出口壓力；主壓油缸頂端設(shè)置高位充液油箱，主壓油缸的上腔進(jìn)油采用差動(dòng)控制模式，油液供給來自下腔回油、高位充液油箱的補(bǔ)償、雙栗并聯(lián)合流供油三部分，這樣為主壓油缸快速下行提供了充足的油液補(bǔ)給，可大大縮短運(yùn)行時(shí)間，提高系統(tǒng)工作效率；當(dāng)油缸處于停止運(yùn)行或保壓狀態(tài)、等待進(jìn)料的過程中永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)都可實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)啟停或變速運(yùn)行，并且定量螺桿栗的內(nèi)泄漏較小，永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)可實(shí)現(xiàn)自鎖，保證了系統(tǒng)內(nèi)部壓力恒定和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安全性，對(duì)油缸動(dòng)作快速切換后實(shí)現(xiàn)保壓保量的快速供油需求；當(dāng)提升油缸動(dòng)作時(shí)，直接采用小流量高壓栗組并可完成設(shè)定流量和壓力的供油要求，大流量低壓栗組停止運(yùn)行，不造成多余的油液溢流卸荷，避免不必要的能源浪費(fèi)。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是，與現(xiàn)有技術(shù)相比可通過伺服控制器調(diào)節(jié)永磁交流同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力和流量控制，便于多組壓力參數(shù)的存儲(chǔ)及多規(guī)格產(chǎn)品的壓實(shí)要求，通過壓力傳感器的反饋與伺服控制器所設(shè)定的參數(shù)對(duì)比實(shí)現(xiàn)片煙預(yù)壓打包機(jī)液壓系統(tǒng)的壓力閉環(huán)控制，動(dòng)力源的獨(dú)立運(yùn)行、并聯(lián)合流操作、差動(dòng)補(bǔ)償、高位自吸充液、瞬時(shí)啟停和變速控制滿足了打葉復(fù)烤生產(chǎn)線的彈性化多規(guī)格生產(chǎn)要求，可大幅度提高了生產(chǎn)效率，避免返工返料現(xiàn)象造成的各種造碎和資源浪費(fèi)，降低了系統(tǒng)的使用功率和能源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的生產(chǎn)目的，提高了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，取消了油液水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，降低