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    英威騰液壓伺服在壓鑄機的應用

    發布時間:2017-12-20點擊量:

    摘要:MH500作為液壓控制的專用伺服系統,將液體壓力和流量特定工藝參數融入到驅動器控制軟件中,特有PQ解耦控制方案和多段PID控制技術使成型更快、更精密,已廣泛應用于注塑機、壓鑄機、油壓機、磨床等液壓控制設備,除了節能之外還能提高單班產量和制品精度。
    關鍵字:壓鑄機,壓力、流量雙閉環,恒功率控制技術

    1.壓鑄機簡介
    壓鑄機的工藝過程一般分為鎖模、給湯、壓射、抽芯、開模,頂針、冷卻、蓄壓等幾個階段,各個階段都是通過油泵馬達泵出液壓油到各個油缸推動傳動機構完成一系列動作,各個階段需要不同的壓力和流量。對于液壓系統來說,每個階段對壓力、流量的匹配各不一樣,而油泵的功率是根據其運行過程中最大負載配置的,而壓鑄機一個工作周期中只有高壓鎖模和壓射工作階段負載較大,其他工作階段一般較小,在冷卻過程的負載幾乎為零。對于油泵馬達而言,壓鑄機過程是出于變化的負載狀態,在定量泵的液壓系統中,油泵馬達以恒定的轉速提供恒定的流量,而工作所需壓力和流量大小是靠壓力比例閥和流量比例閥來調節的,通過調整壓力或流量比例閥的開度來控制壓力或流量大小。多余的液壓油通過溢流閥回流,此過程稱為高壓截流,由它造成的能量損失一般在50%左右。

    2.液壓伺服簡介

    英威騰工業技術(原御能動力)作為市場主流的液壓伺服供應商,擁有超過8年的開發和市場應用經驗。Kinway MH500液壓伺服在注塑機、壓鑄機、油壓機、磨床等設備上廣泛應用,擁有數萬臺市場保有量。MH500為液壓控制專用伺服系統,可實現壓力/流量的高精度的閉環控制液壓伺服;具有3倍過載能力,流量響應和壓力響應性能更好;自帶的CAN總線功能可滿足大型設備多泵并聯的應用需求;特有的PQ(壓力和流量)解耦控制方案和多段PID控制技術,成型更快、更精密;單機功率范圍為7.5kW-55kW,對于系統排量在320L/min以上的壓鑄機,由于受到油泵排量與響應速度的限制,可采用多泵合流的控制方案。

    3.液壓伺服控制方案特點
    1)節能:系統壓力、流量雙閉環,液壓系統按照實際需要的流量和壓力來供油,克服了普通定量泵系統高壓溢流產生的高能耗,在保壓、冷卻等低流量工作階段降低了電機轉速,油泵電機實際能耗降低了50%-80%。
    2)響應迅速,生產效率高:響應速度快,壓力和流量上升時間快至毫秒級,提高了液壓系統的響應速度,減少了動作轉換時間,加快了整機的運行節拍;壓鑄機液壓系統自動運行時,當有閥門打開時,系統壓力會瞬間下降,MH500伺服可在30ms以內迅速補充油量,恢復壓力至設定值。
    3)壓力穩定、精密:伺服調節能力強,壓力閉環控制模式使系統壓力非常穩定,壓力波動量低于±1kg,提高了金屬產品的成型質量;還可以按照電腦設定的任意壓力、流量曲線運行,為開發各種金屬產品的成型工藝創造了條件。
    4)低噪音、弱振動:由于伺服是在矢量控制下啟動,伺服電機運行非常平穩,正常情況下幾乎聽不到電機的噪音,運行起來只有很小的振動感,所謂的潤物細無聲。
    5)轉速提升流量大:采用恒功率控制技術,將額定轉速1500RPM的電機恒功率升速到2000RPM,提高了壓鑄機開合模速度;在保證同等流量時可以選擇小一號排量的泵,以及小一級功率的電機和驅動器,進而降低系統成本。

    4.伺服型壓鑄機特點
    1)單模次節能率較高:徹底消除高壓節流,比傳統壓鑄機節能40%-70%。
    2)伺服系統響應速度快:0-100%壓力變化最快可達30ms,提高生產效率5%-12%。以伊之密DM500機型為例,生產某產品,原來循環周期為34s,投入伺服系統后,循環時間提高到31s。
    3)降低液壓油溫:減少冷卻水的用量30%以上,某種場合甚至完全不需水冷,提高液壓元器件的壽命和減少維修量。
    4)改善工作環境:降低運行噪音,非工作狀態下,伺服電機為停止狀態,無噪音,一般全負荷運行時間很短,降低了整體噪音。

    5.壓鑄機改造應用
    在壓鑄機生產的成本的構成中,電費占了相當的比例,傳統的壓鑄機油泵電機耗電占整個設備耗電量的比例高達50%-80%,壓鑄機伺服節能改造極大地降低了油泵電機的能耗,實現了壓鑄機高節能率,同時對機器精度的提高、生產效率的提高、合格率的提高等具有極大的作用,普通壓鑄機的伺服改造必將成為國內壓鑄機節能改造的主導方向,僅上半年,英威騰在華東地區改造的壓鑄機就超過200臺。
    壓鑄機伺服節能改造后,系統壓力、流量雙閉環,液壓系統將按照實際需要的流量和壓力來供油,克服了普通定量泵系統高壓溢流產生的高能耗。壓鑄機節能改造后在伺服系統對油泵進行控制時,由于伺服能快速響應所給定的控制信號,并且能夠在速度控制和力矩控制之間靈活地切換以實現運動控制或壓鑄控制,所以工作周期也能有所縮短,壓鑄成品質量也有所提高;合理的供油量控制更減輕了冷卻系統的負荷和功率損耗。


    圖1:壓鑄機改造前的電機及油泵

    圖2:壓鑄機改造后伺服電機及齒輪泵

    圖3:MH500液壓伺服在伊之密壓鑄機的改造應用


    4:MH500液壓伺服在力勁壓鑄機的改造應用

    圖5:MH500液壓伺服配雙聯泵的改造應用


    結束語:
    近年來,隨著客戶對于壓鑄機的效率、穩定性、低能耗、可維護性等方面提出了越來越高的要求以及伺服電機的成熟應用和價格的大幅度下降。壓鑄機的驅動部分也從定量泵應用技術逐漸演變成伺服技術。
    英威騰MH500伺服節能技術是目前壓鑄機領域液壓驅動技術的又一重大突破。MH500電液伺服系統在兼顧成本與性能、穩定性的前提下,完美的解決了用戶關心的成本、效率、油溫等問題,代表了壓鑄機的發展方向。


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