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一種陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置的制作方法

文檔序號:11417113閱讀:341來源:國知局
一種陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置的制造方法

本實(shí)用新型涉及陶瓷機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置。



背景技術(shù):

在國家鼓勵和推動實(shí)施節(jié)能減排的背景下,各行各業(yè)均逐漸地深入改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能、減排放的目標(biāo)。

自動液壓壓磚機(jī)是機(jī)、電、液、氣一體化、高技術(shù)、高精度的現(xiàn)代化全自動設(shè)備,專門用于陶瓷墻地磚生產(chǎn)過程中的粉料壓制成型。它由主機(jī)部分、液壓部分、電氣控制部分、布料裝置、翻坯輸送裝置等組成,采用液壓傳動,可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制功能。自動液壓壓磚機(jī)在自動循環(huán)中,動作歸納如下:推坯布料(模具一次下降)—模具二次下降—橫梁快下—橫梁慢下—慣性加壓—低壓加壓—排氣—二次加壓—排氣—泵壓—增壓加壓—保壓—卸壓— 開模(模具上升)—橫梁快上—橫梁慢上。自動循環(huán)過程中,要求每個動作都在很短的時間內(nèi)完成,因而液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要滿足動作響應(yīng)快,工作穩(wěn)定,重復(fù)精度高的要求,電氣控制系統(tǒng)也要適應(yīng)液壓系統(tǒng),要求控制靈敏,反應(yīng)速度快。

現(xiàn)有的自動液壓壓磚機(jī)往往通過以下方案實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化:

(1)定量泵改變量泵方案。將原有定量泵改為變量泵以后,通過斜盤改變了泵輸出流量的大小,減小油泵的輸出功率,節(jié)能率能達(dá)到15%左右。但是,因變量泵自身結(jié)構(gòu)原因,整機(jī)生產(chǎn)中動作響應(yīng)慢,對產(chǎn)品的生產(chǎn)精度控制不夠高,且變量泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對液壓油要求高,后期維護(hù)成本大。

(2)變頻器驅(qū)動三相異步電機(jī)方案。國內(nèi)有少數(shù)節(jié)能公司通過加裝變頻器驅(qū)動三相異步電機(jī),在壓機(jī)壓制時變頻器輸出高速,在壓制結(jié)束后變頻器輸出低速,盡可能減少溢流,通過現(xiàn)場運(yùn)行情況來看,收到一定的效果,節(jié)電率可達(dá)到18%左右;但是,三相異步電機(jī)動態(tài)響應(yīng)很慢,同時,為了使變頻器在頻繁的高低速切換時不報(bào)過載和過流故障,需將變頻器容量增大,導(dǎo)致硬件成本增加,所以用變頻器進(jìn)行改造也不是一種理想的方法。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于,提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置,可以更好地提高液壓裝置的控制精度,從而實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能效果。

為了解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提供了一種陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置,包括陶瓷壓磚機(jī)、伺服驅(qū)動器、永磁同步電機(jī)及液壓裝置,所述伺服驅(qū)動器、永磁同步電機(jī)及液壓裝置依次連接并分別固定于所述陶瓷壓磚機(jī)上;所述伺服驅(qū)動器用于驅(qū)動永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)動,所述永磁同步電機(jī)用于驅(qū)動液壓裝置,所述液壓裝置內(nèi)設(shè)有主泵且所述主泵用于驅(qū)動陶瓷壓磚機(jī)工作,所述伺服驅(qū)動器、永磁同步電機(jī)及主泵構(gòu)成雙閉環(huán)節(jié)能液壓伺服控制裝置;所述伺服驅(qū)動器包括PID調(diào)節(jié)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、傳感設(shè)備及模數(shù)轉(zhuǎn)換器,所述PID調(diào)節(jié)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、傳感設(shè)備及模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連構(gòu)成雙閉環(huán)回路。

作為上述方案的改進(jìn),所述PID調(diào)節(jié)器包括PID運(yùn)算器及控制器。

作為上述方案的改進(jìn),所述控制器為32位高速數(shù)字信號處理器。

作為上述方案的改進(jìn),所述傳感設(shè)備為傳感器或變送器。

作為上述方案的改進(jìn),所述傳感器包括速度傳感器及壓力傳感器;所述速度傳感器設(shè)于所述永磁同步電機(jī)上,所述PID調(diào)節(jié)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、壓力傳感器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連構(gòu)成壓力閉環(huán)回路;所述壓力傳感器設(shè)于所述主泵的壓力出口上,所述PID調(diào)節(jié)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、速度傳感器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連構(gòu)成流量閉環(huán)回路。

作為上述方案的改進(jìn),所述伺服驅(qū)動器還包括直流電抗器。

作為上述方案的改進(jìn),所述主泵為柱塞泵。

實(shí)施本實(shí)用新型的有益效果在于:

本實(shí)用新型陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置包括陶瓷壓磚機(jī)、伺服驅(qū)動器、永磁同步電機(jī)及液壓裝置,其中,伺服驅(qū)動器、永磁同步電機(jī)及液壓裝置的主泵相結(jié)合,構(gòu)成的雙閉環(huán)節(jié)能液壓伺服控制裝置,可使永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與主泵的流量和壓力比相匹配,真正實(shí)現(xiàn)了按需供油,沒有溢流損耗,系統(tǒng)效率高,同時,降低了油溫,降低設(shè)備維護(hù)成本,大大延長設(shè)備的使用壽命。

本實(shí)用新型陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置中的伺服驅(qū)動器包括PID調(diào)節(jié)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、傳感設(shè)備及模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其中,所述PID調(diào)節(jié)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、壓力傳感器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連構(gòu)成壓力閉環(huán)回路;所述PID調(diào)節(jié)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、速度傳感器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次相連構(gòu)成流量閉環(huán)回路。因此,通過壓力閉環(huán)回路及流量閉環(huán)回路可根據(jù)所需的壓力和流量,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、快速的控制,改變生產(chǎn)過程中布料、低壓壓制、保壓等過程中永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速,從而減少油的溢流,降低油溫,減小能耗,更好地實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本實(shí)用新型中伺服驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。僅此聲明,本發(fā)明在文中出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的上、下、左、右、前、后、內(nèi)、外等方位用詞,僅以本發(fā)明的附圖為基準(zhǔn),其并不是對本發(fā)明的具體限定。

參見圖1,圖1顯示了本實(shí)用新型陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置100的具體結(jié)構(gòu),其包括陶瓷壓磚機(jī)1、伺服驅(qū)動器2、永磁同步電機(jī)3及液壓裝置4,所述伺服驅(qū)動器2、永磁同步電機(jī)3及液壓裝置4依次連接并分別固定于所述陶瓷壓磚機(jī)1上;其中,所述伺服驅(qū)動器2用于驅(qū)動永磁同步電機(jī)3轉(zhuǎn)動,所述永磁同步電機(jī)3用于驅(qū)動液壓裝置4,所述液壓裝置4內(nèi)設(shè)有主泵且所述主泵用于驅(qū)動陶瓷壓磚機(jī)1工作,所述伺服驅(qū)動器2、永磁同步電機(jī)3及主泵構(gòu)成雙閉環(huán)節(jié)能液壓伺服控制裝置。所述主泵優(yōu)選為柱塞泵,額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高,流量調(diào)節(jié)方便。

需要說明的是,本實(shí)用新型中引入永磁同步電機(jī)3,結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、損耗小、效率高;和直流電機(jī)相比,永磁同步電機(jī)3沒有直流電機(jī)的換向器和電刷等缺點(diǎn);和異步電動機(jī)相比,永磁同步電機(jī)3由于不需要無功勵磁電流,因而效率高,功率因數(shù)高,力矩慣量比大,定子電流和定子電阻損耗減小,且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測、控制性能好;永磁同步電機(jī)3還能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高動態(tài)性能、大范圍的調(diào)速或定位控制。本實(shí)用新型通過伺服驅(qū)動器2、永磁同步電機(jī)3及液壓裝置4(柱塞泵)的有效結(jié)合,構(gòu)成雙閉環(huán)(壓力、速度)節(jié)能液壓伺服控制裝置,使永磁同步電機(jī)3的轉(zhuǎn)速與柱塞泵的流量和壓力比相匹配,真正實(shí)現(xiàn)了按需供油,沒有溢流損耗,系統(tǒng)效率高,同時,降低了油溫,降低設(shè)備維護(hù)成本,大大延長設(shè)備的使用壽命。

如圖2所示,所述伺服驅(qū)動器2包括PID調(diào)節(jié)器21、數(shù)模轉(zhuǎn)換器22、執(zhí)行器23、傳感設(shè)備24及模數(shù)轉(zhuǎn)換器25,所述PID調(diào)節(jié)器21、數(shù)模轉(zhuǎn)換器22、執(zhí)行器23、傳感設(shè)備24及模數(shù)轉(zhuǎn)換器25依次相連構(gòu)成雙閉環(huán)回路。具體地,所述PID調(diào)節(jié)器21包括PID運(yùn)算器211及控制器212,所述控制器212優(yōu)選為32位高速數(shù)字信號處理器,性能卓越。

需要說明的是,伺服驅(qū)動器2的工作原理如下:傳感設(shè)備24實(shí)時檢測模擬被控變量,模數(shù)轉(zhuǎn)換器25將模擬被控變量轉(zhuǎn)換為數(shù)字被控變量,PID調(diào)節(jié)器21中的PID運(yùn)算器211將數(shù)字被控變量與給定值進(jìn)行比較,得到偏差值,PID調(diào)節(jié)器21中的控制器212調(diào)節(jié)數(shù)字操作變量,以使偏差趨近于零,數(shù)模轉(zhuǎn)換器22將數(shù)字操作變量轉(zhuǎn)換為模擬操作變量,最后輸出的模擬操作變量通過執(zhí)行器23作用于過程,實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)3的有效驅(qū)動。

另外,所述傳感設(shè)備24為傳感器或變送器,通過傳感器或變送器可實(shí)時檢測被控變量。

需要說明的是,所述傳感器包括速度傳感器及壓力傳感器。其中,所述速度傳感器設(shè)于所述永磁同步電機(jī)3上,所述PID調(diào)節(jié)器21、數(shù)模轉(zhuǎn)換器22、執(zhí)行器23、壓力傳感器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器25依次相連構(gòu)成壓力閉環(huán)回路;所述壓力傳感器設(shè)于所述主泵的壓力出口上,所述PID調(diào)節(jié)器21、數(shù)模轉(zhuǎn)換器22、執(zhí)行器23、速度傳感器及模數(shù)轉(zhuǎn)換器25依次相連構(gòu)成流量閉環(huán)回路。因此,通過壓力閉環(huán)回路及流量閉環(huán)回路可根據(jù)所需的壓力和流量,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、快速的控制,具體地,通過本實(shí)用新型中的伺服驅(qū)動器2可保證響應(yīng)時間為20ms,壓力波動范圍為±0.5bar,啟動轉(zhuǎn)矩:0Hz /180%,穩(wěn)速精度:±0.02%,轉(zhuǎn)矩控制精度:±5%。

進(jìn)一步,所述伺服驅(qū)動器2還包括直流電抗器,可進(jìn)一步提高伺服驅(qū)動器2的可靠性,降低故障率,具有缺相、短路、過熱檢測等多種保護(hù)方式。

下面結(jié)合具體的數(shù)據(jù)對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn),對于使用變量泵的壓機(jī),平均節(jié)能率可達(dá)20%左右,以1臺90KW壓機(jī),負(fù)載率為80%,年生產(chǎn)時間為5000小時,平均電價0.7元/kW.h的陶瓷壓機(jī)為例,其節(jié)電經(jīng)濟(jì)效益分析如下:年節(jié)電量=90×0.8×20%×5000=72000(kW.h);年節(jié)省電費(fèi)=72000×0.7=50400元;因此,一臺90KW壓機(jī)伺服系統(tǒng)投資費(fèi)用約14.5萬元,項(xiàng)目投資回收期=14.5×10000÷50400=2.88年。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型陶瓷壓機(jī)節(jié)能裝置100通過伺服改造后,以節(jié)省電費(fèi)計(jì)投資回收期為2.88年,而永磁同步電機(jī)3的壽命在十年以上,因此,本實(shí)用新型的經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的。

由上可知,本實(shí)用新型通過由伺服驅(qū)動器2、永磁同步電機(jī)3及主泵所構(gòu)成的雙閉環(huán)節(jié)能液壓伺服控制裝置可以更好地提高液壓裝置4的控制精度,改變生產(chǎn)過程中布料、低壓壓制、保壓等過程中永磁同步電機(jī)3的轉(zhuǎn)速,以控制主泵的流量和各階段的系統(tǒng)壓力,從而減少油的溢流,降低油溫,減小能耗,更好地實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能效果。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

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