一种片烟预压打包机差动伺服节能液压系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种片烟预压打包机设备的液压系统改进设计应用，尤其是能提高设备本身的生产效率、降低能耗并改善实际工作环境的液压系统。
【背景技术】
[0002]片烟预压打包机液压系统的执行机构主要通过一组主压油缸和两组提升油缸来完成片烟的导向装料和压实工作，主压油缸垂直安装于上机架上，并在活塞杆端部连接有压头，主要对输送到烟箱内的片烟进行压实；两组提升油缸垂直固定于下机架上并与提升料箱连接，提升料箱上下运行保证装满片烟的实箱和准备装料的空箱顺序出入，同时保护纸箱在压实过程中不变形。设计中主压油缸行程约7?10m，缸筒内径约180?200mm ;提升油缸行程约1.2?1.6m，缸筒内径约80?10mm ;其主压油缸和提升油缸动作工艺流程如图1所示。
[0003]目前，片烟预压打包机的液压系统主要是由三相异步电动机、定量叶片栗、主压油缸、提升油缸及管路、控制阀组、油箱、水循环冷却系统组成。如图2所示，低压系统供油的三相异步电动机(2)功率为30kW，定量叶片栗(3)的额定流量为140L/min，工作压力为6?8MPa ;高压系统供油的三相异步电动机(4)功率为30kW，定量叶片栗(5)的额定流量为95L/min，工作压力为8?1MPa ;液压油水循环冷却系统三相异步电动机(6)功率为2kW，定量齿轮栗(3)的额定流量为100L/min，工作压力为0.6?IMPa。片烟预压打包机传统型液压系统的工作原理是:主压油缸(12)下行时，电磁阀(13)右移，三相异步电动机(2)
(3)带动定量叶片栗(3) (5)向主压油缸(12)上腔同时供油；当主压油缸慢速下行时，三相异步电动机(2)带动定量叶片栗(3)供油时由于出口端单向阀两端产生压差，油液通过安全溢流阀返回油箱(I)，只有三相异步电动机(4)带动的定量叶片栗(5)提供慢速下行油液，多余的油液同样通过安全溢流阀返回油箱(I);当主压油缸(12)慢速上行时，同样只有定量叶片栗(5)提供油液；当主压油缸(12)快速上行时，定量叶片栗(2)根据单向阀两端的压差情况也可提供部分油液；提升油缸(10) (11)上行或下行时，提供油液的主要动力源为三相异步电动机(4)带动定量叶片栗(5)实现供油要求；为保证油液工作温度尽可能降低，三相异步电动机(6)带动的齿轮栗(7)必须持续运转循环冷却油液，这样可使油温保持在45?55°C之间。此系统运行时，无论主压油缸(12)或提升油缸(10) (11)是否处于动作状态，还是停止等待进料阶段，由于三相异步电动机自身特性的原因不能实现频繁启停和快速变速切换运行，同时转速恒定由于压差影响系统所产生的多余供油流量只能通过安全溢流阀卸荷返回油箱，油缸难以改变动作时间，生产效率也难以改变。三相异步电动机保持持续运行状态时，油液不断通过安全溢流阀卸荷，一方面造成油温快速升温加速老化，为尽量降低系统油温，增加了独立的油液水循环冷却系统，但油液温度降温效果也难以控制在40°C以下；另一方面油液通过安全溢流阀返回油箱，这不仅造成能耗浪费，同时定量叶片栗在随着系统压力增加后泄漏量也随之增加，要保证油缸内部压力持续不变和下一动作的快速切换运行，定量叶片栗也不能停止运转。由于设备工作状态的特殊性要求使得这种传统型的液压系统功率消耗很大，现场环境(半封闭环境)噪音大(约65?80dB)，环境温度偏高(约30?40°C )，且对于特殊的下部片烟压制工艺要求更大的系统压力时很难调节满足要求，以致出现同一箱物料的多次返工复压现象，增加了片烟的造碎，降低了整线的生产效率。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种片烟预压打包机的差动伺服节能液压系统，针对现有技术的不足，改变现有片烟预压打包机液压系统的控制局限性，有效解决片烟预压打包机液压系统使用过程中出现的生产效率难以提高、系统压力不足造成的返工返料、能耗过大、油温过高、环境噪音和温度难以改善等问题。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]—种片烟预压打包机差动伺服节能液压系统，它由伺服动力源系统和油缸执行机构部分通过液压管路连接；其中，伺服动力源系统由低压大流量伺服动力源组和高压小流量伺服动力源组并联组成，油缸执行机构部分由主压油缸部组和提升油缸部组并联组成，伺服动力源系统与油缸执行机构部分通过管路串联连接。
[0007]本实用新型伺服动力源系统中由两组或两组以上的伺服动力源组并联布置组成，每组伺服动力源由伺服控制器、旋转编码器、永磁交流同步伺服电动机、定量螺杆栗、压力传感器、吸油过滤器、安全溢流阀和单向阀组成；伺服控制器通过通讯电路依序直接连接旋转编码器、永磁交流同步伺服电动机和压力传感器，永磁交流同步伺服电动机尾部旋转轴端安装旋转编码器，永磁交流同步伺服电动机的输出轴端与定量螺杆栗固定连接，定量螺杆栗的吸入口端安装吸油过滤器，定量螺杆栗的输出口端设置压力传感器，每组伺服动力源组的供油管路上接有单向阀和安全溢流阀。
[0008]本实用新型油缸执行机构部分的主压油缸部组上腔通过液控单向阀与高位充液油箱连接，上下腔通过管路和电磁换向阀连接形成差动互通，上下腔的旁路增加了节流单向阀，液控单向阀的控制油路连接有单向节流阀和电磁换向阀与伺服液压系统主供油路连接，高位充液油箱最高油位设置回油管路与主油箱连；提升油缸组通过管路并联布置，由电磁换向阀与伺服液压系统主供油路连接。
[0009]本实用新型在所属伺服动力源系统的出口端和油缸执行机构部分的入口端设置有安全溢流阀。
[0010]本实用新型伺服动力源系统中由2?6组独立的伺服动力源组并联布置组成；永磁交流同步伺服电动机和定量螺杆栗的参数选用根据设计需要差异化进行选择。
[0011]本实用新型油缸执行机构部分由I?6组主压油缸部组和提升油缸部组并联布置组成。
[0012]本实用新型中液压系统的动力源由永磁交流同步伺服电动机驱动定量螺杆栗提供油液，永磁交流同步伺服电动机轴端分别连接有旋转编码器和定量螺杆栗，定量螺杆栗出口端安装压力传感器，永磁交流同步伺服电动机通过伺服控制器控制其瞬时启停和变速从而间接控制定量螺杆栗的流量、出口压力；主压油缸顶端设置高位充液油箱，主压油缸的上腔进油采用差动控制模式，油液供给来自下腔回油、高位充液油箱的补偿、双栗并联合流供油三部分，这样为主压油缸快速下行提供了充足的油液补给，可大大缩短运行时间，提高系统工作效率；当油缸处于停止运行或保压状态、等待进料的过程中永磁交流同步伺服电动机都可实现瞬时启停或变速运行，并且定量螺杆栗的内泄漏较小，永磁交流同步伺服电动机的停止状态可实现自锁，保证了系统内部压力恒定和执行机构的安全性，对油缸动作快速切换后实现保压保量的快速供油需求；当提升油缸动作时，直接采用小流量高压栗组并可完成设定流量和压力的供油要求，大流量低压栗组停止运行，不造成多余的油液溢流卸荷，避免不必要的能源浪费。
[0013]本实用新型的有益效果是，与现有技术相比可通过伺服控制器调节永磁交流同步电动机转速实现系统压力和流量控制，便于多组压力参数的存储及多规格产品的压实要求，通过压力传感器的反馈与伺服控制器所设定的参数对比实现片烟预压打包机液压系统的压力闭环控制，动力源的独立运行、并联合流操作、差动补偿、高位自吸充液、瞬时启停和变速控制满足了打叶复烤生产线的弹性化多规格生产要求，可大幅度提高了生产效率，避免返工返料现象造成的各种造碎和资源浪费，降低了系统的使用功率和能源浪费，实现了节能降耗的生产目的，提高了液压系统的稳定性，取消了油液水循环冷却系统，降低