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伺（sì）服液（yè）壓係統在液壓（yā）輪胎定型硫化機中（zhōng）的應（yīng）用

2017-7-7 來源（yuán）：青島科技大（dà）學作者：魏誌軍

摘要:液壓係（xì）統是（shì）液壓硫化機的（de）動力單（dān）元，通過伺服液壓係統與常規（guī）液壓係統對比試驗可以看出伺服液壓係（xì）統在節能、降噪及提高液壓硫化機（jī）運動平穩性方麵有明顯的優勢，將會在液壓硫化機中得到廣（guǎng）泛的應（yīng）用。

關鍵詞：伺服液壓係統；MATLAB ；節能；降噪；平穩性

近年來，輪胎產（chǎn）量（liàng）遠大於需求，輪胎企業間競爭激烈（liè）。為保證在（zài）激烈的市場競爭中占（zhàn）據優勢，輪胎企業紛紛采用（yòng）新設備、新技術、新工藝提高輪胎品質。液壓輪胎硫化（huà）機具備精度高、重複精度好，硫化輪胎（tāi）品質高等特點（diǎn），已全麵（miàn）取代（dài）機械式硫化機，成為輪胎企業輪胎生產的主流（liú）機型（xíng）。

液壓係統是液壓輪胎硫化機的動力單元，是液壓輪胎硫化（huà）機的重要組成部（bù）分，為硫化機的主要運動部件提供動力，液壓係統性能優劣對硫化機的整（zhěng）機性（xìng）能有著重要的影響。市場上主流的液壓輪胎硫化機所配備的液壓係統有（yǒu）比例閥、比例泵兩種。合海（hǎi）橡塑裝備公司在常規液壓係統應用的基礎上，大膽探索、深（shēn）入分析液（yè）壓輪胎硫化機（jī）的工藝流程，成功將伺服（fú）液壓技術應用到（dào）液壓輪胎硫化機上。

1.液壓伺服係統在硫化（huà）機（jī）上的應用

本伺服液壓技術（shù）已應用到合海橡（xiàng）塑裝備公司開發的（de） 1220 新型鎖環式液壓輪胎硫化機上，伺服液壓係統主要（yào）驅（qū）動開合模運動、加力缸自動（dòng）調模（mó）及加壓運動、中心機構上 / 下環運動、裝 / 卸胎機構的升降運動以及活絡模操（cāo）縱裝置的伸縮運動。

1 . 1 1 2 2 0 液壓硫（liú）化機（jī）技（jì）術參數開合模方式

垂直升降模型加（jiā）熱方式

熱板式熱板直徑 1 220 mm

最大合模力（lì） 1 960 k N

胎圈直徑 14″~20″

硫化最大輪胎直徑 900 mm

開合模時間 15~20 s

最大油（yóu）壓 21 MPa

1 . 2 伺服液壓係統的設計

液壓係統是液（yè）壓硫化機的（de）動力源，液壓（yā）係統性能優劣（liè）對整個液壓機的性（xìng）能有著至關重要的影響。為適應客戶對輪胎硫化的（de）特殊需要，本伺（sì）服壓係統采（cǎi）用兩個動力模（mó）塊分別（bié）單獨控製液（yè）壓硫化機左、右的各部件運動，共用一套加壓模塊。從液（yè）壓硫化機整個動作過程來看，開模過程（chéng）中液壓係統流量達到最大值，可以此作為選擇液壓（yā）泵的主要依據。為保證在液壓（yā）係統流量不變的前提下（xià）提高開模速度，開合模油缸采用差（chà）動連接方式。可通過式（1）初步（bù）核算中壓泵的流量。

因開合模過程中，液壓硫化機活（huó）絡模（mó）驅動裝（zhuāng）置、中（zhōng）心機（jī）構下環在不同的時間段內有短時間的伴隨動作，液（yè）壓係統除給液壓（yā）硫（liú）化機的開合模動作提供動力外，還要給活絡模驅動裝置、中心機構下環動作提供動力，需消耗一定的流量，所以經初步核算出中壓泵流量需相應修正，根（gēn）據修正的流量值選擇合適的液壓泵，繼而核算出（chū）伺（sì）服電機功率。經核算，本伺服液壓係統（tǒng）選擇某品（pǐn）牌流量（liàng）為 82 L/M 的液壓泵（bèng），14 k W、2 200 r/min的（de）伺服電機作為液壓硫化機單邊運動（dòng）的液壓係統的動力源（yuán），其（qí）加壓模塊與常規液壓係（xì）統加壓模塊（kuài）相同。

1 . 3 伺服液壓係統與（yǔ）傳統液（yè）壓係統的對比

合海橡塑裝備製造有（yǒu）限公司對所生成的 1220 新型（xíng）鎖（suǒ）環式硫化（huà）機采用兩種不（bú）同的液壓係統提供動（dòng）力並進行了對（duì）比試驗，收集了詳實的數據。表 1 為進行對比（bǐ）試驗的兩（liǎng）種不同液壓係統（tǒng）的試驗條件。為保證對比試（shì）驗的（de）準確有效，除中（zhōng）壓動力源不同，其他（tā）參數一致，采（cǎi）用同一時間段內重複循（xún）環動作，利（lì）用電能（néng）表計量（liàng）電能消耗，在間隔相（xiàng）同時間及循（xún）環次數下采集能耗數據，對（duì）采集（jí）的能耗數據進行整理（lǐ），剔除明顯有誤的數據，利用 MATLAB 軟件對離散數據進（jìn）行處（chù）理（lǐ）

表 1　伺服液（yè）壓係統與常規液壓係統試驗條件

在 MATLAB 命令窗口輸入上述程序運行後得到伺（sì）服液壓係統與常規液壓係統能耗對比圖如圖（tú）1 所示。從圖 1 可以（yǐ）看出（chū）伺服（fú）液壓係統相對常規液壓係（xì）統的電能（néng）消耗節約近 50%。這主要是由（yóu）於液壓係統的中壓（yā）動力源工作方式不同（tóng）造成的。伺服液壓（yā）係統伺服電機轉速（sù）隨給定的壓力或流量信號的大小自動（dòng）調節，在整個輪胎的硫化周期內大部分時間處於（yú）低（dī）速運轉或停轉狀態，根據需要瞬間加速或啟動，而常用液壓係統電機一直（zhí）處於運轉狀態，由比例泵對輸出流量進行調節，其電機運行時（shí）間遠大於伺服電機運行時間。

圖 1伺服液壓係統與常（cháng）規液（yè）壓係統能耗對比曲線圖

從噪音方麵的測試數據對比來看，伺服液壓係統伺服電機大（dà）部分時（shí）間（jiān）處於低速運轉狀（zhuàng）態，噪音小於 70 d B，短時間的（de）開（kāi）合模（mó）過程噪（zào）音不大於 79 d B，常（cháng）規液壓係統噪音一般在 80~85 d B 之間。從油溫的測試數據來看，伺服液壓係統的油溫比常規液壓係統的油溫低 5~10℃，可使液壓油更（gèng）換時間延遲（chí） 2~3 個月。從運動平穩性來看，伺服液壓係統調節更靈活，降低了係統內（nèi）的液（yè）壓衝擊，提高了液壓輪胎硫化機的運動平穩性。

2.結束（shù）語

合海橡塑裝備製造有限公司（sī） 1220 新型鎖環式液（yè）壓硫化機平穩運行將近一年，伺服液壓係統已在運行過程中得到了很（hěn）好的驗證，從所得的測試數據來看，伺服（fú）液壓係統在節能、降噪（zào）方麵較常規液（yè）壓係統有著明顯的（de）優勢，且在保證整機（jī）運動平穩性方麵（miàn）有了較大的提高。隨著各企業節能、環保（bǎo）意識的逐步提（tí）高，伺服液壓（yā）係統在（zài）液壓硫化機的應用是大勢所趨，會逐步取代常規液壓係統的應（yīng）用。

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