CN105485075A - 炼胶机滚筒液压驱动控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
炼胶机滚筒液压驱动控制系统及控制方法,驱动控制系统包括双向变量泵、辅助液压泵;双向变量液压马达;第一压力控制阀;第二压力控制阀;回路冲洗阀;第一单向阀;第二单向阀;液压控制系统;所述液压控制系统包括压力传感器,检测滚筒转速的转速传感器,控制双向变量泵运行的控制器,处理器,显示器,输入装置。控制方法包括以下步骤:压力传感器检测的压力信号、转速传感器检测的转速信号输入处理器;处理器将输入的压力信号、转速信号进行处理,并把处理过的数据传输到显示器上;把处理过的信号传输到控制器;控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵,控制双向变量泵的排量。
Description
技术领域
本发明涉及炼胶机驱动控制技术领域,尤其涉及一种炼胶机滚筒液压驱动控制系统;本发明还涉及一种炼胶机滚筒液压驱动控制方法。
背景技术
炼胶机分为开放式和密闭式两类。开放式开炼机(简称开炼机)是轮胎生产和各种橡胶制品生产中不可缺少的关键设备,其性能水平决定着炼胶质量。
开炼机通过一对具有一定速比的相对回转的辊筒,靠摩擦力和粘附力将加在辊筒之上的胶料拽入两辊筒的缝隙中,在两辊筒相对回转的过程中,其不同的线速度对胶料产生强烈剪切和碾压作用,将胶料分子链氧化、断开或分化,炼出所需工艺要求的胶料。
开炼机规格多、结构实用、炼胶质量好,广泛用于橡胶制品工序中的塑炼、混炼、终炼、压片、热炼等多种工艺上,在再生胶生产中,开炼机可以用作废旧橡胶的破碎、精炼等工艺上。现有的开炼机主要有七种,分别是传统结构开炼机、整体式开炼机、准闭式集中传动开炼机、闭式集中传动开炼机、双电机传动开炼机、角式传动开炼机和实验用开炼机,近年出现了新型的开炼机。工作过程中,开炼机负载情况往往复杂多变,开炼机运行状态经常出现波动,各种形式的开炼机的驱动方式多采用电动机通过联轴器、减速箱直接驱动辊筒,这种驱动方式,齿轮减速噪声大,转速比有很大的局限性,而且变速过程复杂,功率性能不好,炼胶机作业效率不高,影响开炼机的可靠性和使用寿命。
因此,根据负载对驱动系统进行调整,使其驱动特性可调,适应于各种负载驱动要求,运行平稳,控制方便,并使原动机处于恒功率曲线工作状态是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷,本发明提供一种滚筒转动速度平稳可靠,调速范围大,调速方式灵活方便,易于适应不同的炼胶工艺;能提高能效的炼胶机滚筒液压驱动控制系统及炼胶机滚筒液压驱动控制方法。
为了解决上述技术问题,一方面,本发明提供一种炼胶机滚筒液压驱动控制系统,它包括与驱动电机传动连接的双向变量泵和辅助液压泵;第一油口与所述双向变量泵的第一油口通过油管连接,第二油口与所述双向变量泵的第二油口通过油管连接的双向变量液压马达;进油口与所述双向变量泵的第一油口的连接油管连接的第一压力控制阀;进油口与所述双向变量泵的第二油口的连接油管连接的第二压力控制阀;进油口分别通过油管与所述双向变量液压马达的第一油口和第二油口的连接油管连接的回路冲洗阀;进油口通过油管与所述辅助液压泵的出油口连接,出油口通过油管与所述双向变量泵的第一油口的连接油管连接的第一单向阀;进油口通过油管与所述辅助液压泵的出油口连接,出油口通过油管与所述双向变量泵的第二油口的连接油管连接的第二单向阀;液压控制系统;所述液压控制系统包括检测所述双向变量液压马达的第一油口和第二油口的压力传感器,检测炼胶机滚筒转速的转速传感器,控制双向变量泵运行的控制器,处理器,显示器,输入装置;所述压力传感器检测的压力信号和所述转速传感器检测的转速信号输入所述处理器,所述输入装置与处理器的输入端连接,所述处理器的输出端与所述控制器和显示器连接,控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵,控制双向变量泵的排量;所述双向变量液压马达与炼胶机滚筒传动连接;所述第一压力控制阀和第二压力控制阀的出油口均通过油管与回油箱连接,或均通过油管与所述辅助液压泵的出油口连接。
作为进一步改进技术方案,本发明提供的炼胶机滚筒液压驱动控制系统,还具有进油口通过油管与所述辅助液压泵连接,出油口通过油管与回油箱连接的第三压力控制阀。
作为进一步改进技术方案,本发明提供的炼胶机滚筒液压驱动控制系统,还具有安装在与所述辅助液压泵的出油口连接的油管上的过滤器。
作为优选技术方案,本发明提供的炼胶机滚筒液压驱动控制系统,回路冲洗阀为冲洗溢流阀。
为了解决上述技术问题,另一方面,本发明提供一种炼胶机滚筒液压驱动控制方法,炼胶机滚筒的液压驱动系统包括与驱动电机传动连接的双向变量泵和辅助液压泵;第一油口与所述双向变量泵的第一油口通过油管连接,第二油口与所述双向变量泵的第二油口通过油管连接的双向变量液压马达;进油口与所述双向变量泵的第一油口的连接油管连接的第一压力控制阀;进油口与所述双向变量泵的第二油口的连接油管连接的第二压力控制阀;进油口分别通过油管与所述双向变量液压马达的第一油口和第二油口的连接油管连接的回路冲洗阀;进油口通过油管与所述辅助液压泵的出油口连接,出油口通过油管与所述双向变量泵的第一油口的连接油管连接的第一单向阀;进油口通过油管与所述辅助液压泵的出油口连接,出油口通过油管与所述双向变量泵的第二油口的连接油管连接的第二单向阀;液压控制系统;所述液压控制系统包括检测所述双向变量液压马达的第一油口和第二油口的压力传感器,检测炼胶机滚筒转速的转速传感器,控制双向变量泵运行的控制器,处理器,显示器,输入装置;所述压力传感器检测的压力信号和所述转速传感器检测的转速信号输入所述处理器,所述输入装置与处理器的输入端连接,所述处理器的输出端与所述控制器和显示器连接,控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵,控制双向变量泵的排量;所述双向变量液压马达与炼胶机滚筒传动连接;所述第一压力控制阀和第二压力控制阀的出油口均通过油管与回油箱连接,或均通过油管与所述辅助液压泵的出油口连接;炼胶机滚筒液压驱动控制包括以下步骤:
所述压力传感器检测的压力信号、所述转速传感器检测的转速信号输入所述处理器;
所述处理器将压力传感器检测输入的压力信号、转速传感器输入的转速信号进行处理,并把处理过的数据传输到显示器上;把处理后的信号传输到控制器;
所述控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵,控制双向变量泵的排量。
作为进一步改进技术方案,本发明提供的炼胶机滚筒液压驱动控制方法,所述控制器在计算和逻辑判断过程中,按以下公式计算双向变量泵(2)的排量q
式中:k—转换系数;为6×105 ,由输入装置输入;
—双向变量泵功率设定值,单位KW;
—双向变量液压马达进油口压力传感器检测的压力,单位bar;
n—双向变量泵额定转速,单位r/min;
—双向变量泵的排量,单位mL/r。
在不冲突的情况下上述优选或改进方案可单独或组合实施。
本发明提供的技术方案为采用双向变量泵驱动双向变量液压马达的闭式回路。在驱动电机转动方向不变的情况下,通过改变双向变量泵的变量机构,双向变量泵的吸油口和出油口可相互转换,通过改变液压油的流向,来改变双向变量液压马达的旋转方向,从而改变炼胶机滚筒的旋转方向。压力传感器检测的压力信号和转速传感器检测的转速信号输入处理器,输入装置将控制参数输入处理器,控制器控制双向变量泵的排量,经控制器对双向变量泵的流量进行调节并实现反馈控制。通过采集系统的压力信号和转速信号来控制辊筒的转速和扭矩,使炼胶机辊筒转速调节方便,可实现无极调速且速比可变,易于适应不同的炼胶工艺,提高能量有效利用率,且工作过程平稳,提高了炼胶机的作业效率、可靠性和使用寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,但并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是实施例炼胶机滚筒液压驱动控制系统的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的详细说明。
如图1所示的炼胶机滚筒液压驱动控制系统,包括与驱动电机1传动连接的双向变量泵2和辅助液压泵3;第一油口与双向变量泵2的第一油口通过油管连接,第二油口与双向变量泵2的第二油口通过油管连接的双向变量液压马达4;与双向变量泵2的第一油口的连接油管连接的第一压力控制阀5;与双向变量泵2的第二油口的连接油管连接的第二压力控制阀6;进油口分别通过油管与双向变量液压马达4的第一油口和第二油口的连接油管连接的冲洗溢流阀7;进油口通过油管与辅助液压泵3的出油口连接,出油口通过油管与双向变量泵2的第一油口的连接油管连接的第一单向阀8;进油口通过油管与辅助液压泵3的出油口连接,出油口通过油管与双向变量泵2的第二油口的连接油管连接的第二单向阀9;进油口通过油管与辅助液压泵3的出油口、第一压力控制阀5的出油口和第二压力控制阀6的出油口连接,出油口通过油管与回油箱连接的第三压力控制阀10;安装在与所述辅助液压泵3的出油口连接的油管上的过滤器;液压控制系统;所述液压控制系统包括检测双向变量液压马达4的第一油口和第二油口的压力传感器,检测炼胶机滚筒转速的转速传感器,控制双向变量泵2运行的控制器,处理器,显示器,输入装置;压力传感器检测的压力信号和所述转速传感器检测的转速信号输入所述处理器,输入装置与处理器的输入端连接,处理器的输出端与控制器和显示器连接,控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵2,控制双向变量泵2的排量;双向变量液压马达4通过齿轮减速器与炼胶机滚筒传动连接;双向变量泵2和辅助液压泵3均由驱动电机1驱动。
炼胶机滚筒液压驱动控制包括以下步骤:
所述压力传感器检测的压力信号、所述转速传感器检测的转速信号输入所述处理器;
所述处理器将压力传感器检测输入的压力信号、转速传感器输入的转速信号进行处理,并把处理过的数据传输到显示器上;把处理过的信号传输到控制器;
所述控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵,控制双向变量泵的排量。
控制器在计算和逻辑判断过程中,按以下公式计算双向变量泵2的排量q
式中:k—转换系数;为6×105 ,由输入装置输入;
—双向变量泵功率设定值,单位KW;
—双向变量液压马达进油口压力传感器检测的压力,单位bar;
n—双向变量泵额定转速,单位r/min;
—双向变量泵的排量,单位mL/r。
工作原理:本发明提供的技术方案为采用双向变量泵2驱动双向变量液压马达4的闭式回路。在驱动电机1转动方向不变情况下,通过改变双向变量泵2的变量机构,双向变量泵2的吸油口和出油口可相互转换,通过改变液压油的流向,来改变双向变量液压马达4的旋转方向,从而改变炼胶机滚筒的旋转方向。当双向变量泵2的第一油口为出油口时,双向变量泵2的第二油口为吸油口,双向变量液压马达4的第一油口为进油口,双向变量液压马达4的第二油口为出油口,双向变量泵2的出油压力高于辅助液压泵3的出油压力,当炼胶机滚筒高速运行时,辅助液压泵3泵送的液压油通过第二单向阀9向系统补油。当双向变量泵2的出油压力超过第一压力控制阀5的设置压力时,第一压力控制阀5泄油,其泄油可通过第二单向阀9进入双向变量泵2的第二油口;第三压力控制阀10设置的泄油压力低于第一压力控制阀5和第二压力控制阀6的泄油压力,当炼胶机滚筒低速运行时,负载较大,系统工作压力升高,辅助液压泵3除通过第二单向阀9向系统补油外,辅助液压泵3的出口液压油还通过第三压力控制阀10流入回油箱,第一压力控制阀5的泄油也可通过第三压力控制阀10流入回油箱。当双向变量泵2的第二油口为出油口时,双向变量泵2的第一油口为吸油口,双向变量液压马达4的第二油口为进油口,双向变量液压马达4的第一油口为出油口,双向变量泵2的出油压力高于辅助液压泵3的出油压力,当炼胶机滚筒高速运行时,辅助液压泵3泵送的液压油通过第一单向阀8向系统补油。当双向变量泵2的出油压力较高时,第二压力控制阀6泄油,其泄油可通过第一单向阀8进入双向变量泵2的第一油口;第三压力控制阀10设置的泄油压力低于第一压力控制阀5和第二压力控制阀6的泄油压力,当炼胶机滚筒低速运行时,负载较大,系统工作压力升高,辅助液压泵3除通过第一单向阀8向系统补油外,辅助液压泵3的出口液压油还通过第三压力控制阀10流入回油箱,第二压力控制阀6的泄油也可通过第三压力控制阀10流入回油箱。冲洗溢流阀7依靠高压端的压力推动阀芯,将低压端的液压油送回油箱,同时保持低压端的压力,将系统中的热油释放出来。由于炼胶机在炼胶时会产生较大的负荷波动,当负荷波动时,双向变量液压马达4的进油侧压力会变化,输出转速也会变化,从而使炼胶机滚筒的转速变化,
所述压力传感器检测的压力信号、所述转速传感器检测的转速信号输入所述处理器;
所述处理器将压力传感器检测输入的压力信号、转速传感器输入的转速信号进行处理,并把处理过的数据传输到显示器上;把处理过的信号传输到控制器;
所述控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵,控制双向变量泵2的排量。
控制器在计算和逻辑判断过程中,按以下公式计算双向变量泵2的排量q
式中:k—转换系数;为6×105 ,由输入装置输入;
—双向变量泵功率设定值,单位KW;
—双向变量液压马达进油口压力传感器检测的压力,单位bar;
n—双向变量泵额定转速,单位r/min;
—双向变量泵的排量,单位mL/r。
显然,本发明不限于以上优选实施方式,还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内,进行多种形式的变换和改进,能解决同样的技术问题,并取得预期的技术效果,故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案,只要在权利要求限定的精神之内,也属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种炼胶机滚筒液压驱动控制系统,其特征在于:包括与驱动电机(1)传动连接的双向变量泵(2)和辅助液压泵(3);第一油口与所述双向变量泵(2)的第一油口通过油管连接,第二油口与所述双向变量泵(2)的第二油口通过油管连接的双向变量液压马达(4);进油口与所述双向变量泵(2)的第一油口的连接油管连接的第一压力控制阀(5);进油口与所述双向变量泵(2)的第二油口的连接油管连接的第二压力控制阀(6);进油口分别通过油管与所述双向变量液压马达(4)的第一油口和第二油口的连接油管连接的回路冲洗阀(7);进油口通过油管与所述辅助液压泵(3)的出油口连接,出油口通过油管与所述双向变量泵(2)的第一油口的连接油管连接的第一单向阀(8);进油口通过油管与所述辅助液压泵(3)的出油口连接,出油口通过油管与所述双向变量泵(2)的第二油口的连接油管连接的第二单向阀(9);液压控制系统;所述液压控制系统包括检测所述双向变量液压马达(4)的第一油口和第二油口的压力传感器,检测炼胶机滚筒转速的转速传感器,控制双向变量泵(2)运行的控制器,处理器,显示器,输入装置;所述压力传感器检测的压力信号和所述转速传感器检测的转速信号输入所述处理器,所述输入装置与处理器的输入端连接,所述处理器的输出端与所述控制器和显示器连接,控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵(2),控制双向变量泵(2)的排量;所述双向变量液压马达(4)与炼胶机滚筒传动连接;所述第一压力控制阀(5)和第二压力控制阀(6)的出油口均通过油管与回油箱连接,或均通过油管与所述辅助液压泵(3)的出油口连接。
2.根据权利要求1所述的炼胶机滚筒液压驱动控制系统,其特征在于:还具有进油口通过油管与所述辅助液压泵(3)连接,出油口通过油管与回油箱连接的第三压力控制阀(10)。
3.根据权利要求1所述的炼胶机滚筒液压驱动控制系统,其特征在于:还具有安装在与所述辅助液压泵(3)的出油口连接的油管上的过滤器。
4.根据权利要求1所述的炼胶机滚筒液压驱动控制系统,其特征在于:所述回路冲洗阀(7)为冲洗溢流阀。
5.一种炼胶机滚筒液压驱动控制方法,其特征在于:炼胶机滚筒的液压驱动系统包括与驱动电机(1)传动连接的双向变量泵(2)和辅助液压泵(3);第一油口与所述双向变量泵(2)的第一油口通过油管连接,第二油口与所述双向变量泵(2)的第二油口通过油管连接的双向变量液压马达(4);进油口与所述双向变量泵(2)的第一油口的连接油管连接的第一压力控制阀(5);进油口与所述双向变量泵(2)的第二油口的连接油管连接的第二压力控制阀(6);进油口分别通过油管与所述双向变量液压马达(4)的第一油口和第二油口的连接油管连接的回路冲洗阀(7);进油口通过油管与所述辅助液压泵(3)的出油口连接,出油口通过油管与所述双向变量泵(2)的第一油口的连接油管连接的第一单向阀(8);进油口通过油管与所述辅助液压泵(3)的出油口连接,出油口通过油管与所述双向变量泵(2)的第二油口的连接油管连接的第二单向阀(9);液压控制系统;所述液压控制系统包括检测所述双向变量液压马达(4)的第一油口和第二油口的压力传感器,检测炼胶机滚筒转速的转速传感器,控制双向变量泵(2)运行的控制器,处理器,显示器,输入装置;所述压力传感器检测的压力信号和所述转速传感器检测的转速信号输入所述处理器,所述输入装置与处理器的输入端连接,所述处理器的输出端与所述控制器和显示器连接,控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵(2),控制双向变量泵(2)的排量;所述双向变量液压马达(4)与炼胶机滚筒传动连接;所述第一压力控制阀(5)和第二压力控制阀(6)的出油口均通过油管与回油箱连接,或均通过油管与所述辅助液压泵(3)的出油口连接;炼胶机滚筒液压驱动控制包括以下步骤:
所述压力传感器检测的压力信号、所述转速传感器检测的转速信号输入所述处理器;
所述处理器将压力传感器检测输入的压力信号、转速传感器输入的转速信号进行处理,并把处理过的数据传输到显示器上;把处理后的信号传输到控制器;
所述控制器接收所述处理器处理后的信号后进行计算和逻辑判断,产生调整信号,并将调整信号输入双向变量泵(2),控制双向变量泵(2)的排量。
6.根据权利要求5所述的炼胶机滚筒液压驱动控制方法,其特征在于:所述控制器在计算和逻辑判断过程中,按以下公式计算双向变量泵(2)的排量q
式中:k—转换系数;为6×105 ,由输入装置输入;
—双向变量泵功率设定值,单位KW;
—双向变量液压马达进油口压力传感器检测的压力,单位bar;
n—双向变量泵额定转速,单位r/min;
—双向变量泵的排量,单位mL/r。
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2016
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