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耐火材料成型用压砖机的研究过程与应用

时间:2016-04-24 09:39   作者:汇鑫隆耐材 点击:
       成型用的常用机型有液压式、曲柄式和螺旋传动式。目前,生产企业采用的多是摩擦式螺旋压砖机,由于这种压砖机是人工操作,不能准确控制打击力和打击能量等。

       多年来,人们一直希望能用数字化控制螺旋压砖机设备的打击力和打击能量,使设备的工艺参数得到方便调节,以达到工艺参数优化、砖坯体积密度提高的目的。同时,提高压砖机工作性能和效率,节能降耗、减人增效。笔者现将磁阻数控的螺旋压砖机的研究过程做一简单介绍。

    1.结构设计

    1:结构设计。开关磁阻调速式数控螺旋压砖机整机采用、皮带传动、螺杆的结构方式。电机连接飞轮,飞轮连接螺杆,螺杆连接滑块内的。电机通过飞轮带动螺杆转动,螺母与滑块一起上下往复运动,对砖坯实施打击。

    2:能量与压力控制。螺旋压砖机的运动部分:打击能量与电机角速度的平方成正比,所以能量的数字控制归结为电机转速的设定。打击结束时,滑块速度为零,打击能量转化为:坯料变形功、压力机受力件的变形功、克服摩擦所消耗的摩擦功。当螺旋压砖机的能量数字化设定后,坯料变形越大,打击力越小;坯料变形功越小,打击力越大。

    2.数控能量的实现方法

    1:开关磁阻数控驱动。开关磁阻调速系统由电机及控制器两大部分组成。其电机定、转子由冲有凸极和凹槽的硅钢冲片叠压而成。转子上既无绕阻也无永磁体,定子的相绕阻为集中绕阻。当绝缘栅双极晶体管导通时,绕组通过直流吸收电能,而当电源断开时,绕阻电流经续流二极管继续流通,并回馈给电源。因此,开关磁阻调速系统的特点是具有再生作用,系统节电、效率高。另外,转子上固定有齿盘,定子上装有检测齿盘转动的光电传感器,转子角位移以电脉冲信号的方式传送给控制器,由控制器控制电机的工作运动。电机的起停位置(即上止点和下止点的位置)可通过行程开关或电机转角位移设定予以控制。

    2:数控方法设计。驱动螺旋压砖机的开关磁阻调速系统工作在额定转速以下,电机定子相电流和转子瞬时转矩及运动方程式。

    3.试验与应用

    在对400吨开关磁阻数控螺旋压砖机进行试运行过程中,总结出十大性能特点:

    1:成型产品质量提高。可以按照耐火材料成型工艺要求,数字化设置各次打击的打击力、打击能量,在一个砖次成型过程中,实现重力度打击M次、中力度打击N次、轻力度打击L次、排除空气,产品质量提高。
    2:成型产品一致性好、合格率提高。消除了人为操作的不确定因素,每块砖均采用同一工艺参数成型,提高了批量成型砖坯的体积密度和合格率。

  3:能量压力数控准确。磁阻可以大范围无级调速,转速的误差在±1转/分,稳速精度0.2%。因打击能量与转速的平方成正比,转速准确设定(即打击能量准确设定)。当坯料变形量一定时,打击力一定。因此,可以根据工艺的要求数字化准确控制能量和打击力。

  4:自动化程度高、节省人力。按钮式操作、数字化控制,降低了工人的劳动强度,减少了用工人数。采用PLC控制,可以实现称量、上料、成型、出砖的全过程自动控制。

  5:传动链短、结构简单。采用电机经皮带驱动飞轮正反转运动,驱动滑块上下运动,产生打击力。与摩擦式相比,没有摩擦盘和支撑机构,少了一个螺旋副和操作机构。

  6:高效节能。工作时电机启动;上料、出砖、清理时,电机停机,能耗比传统的摩擦压力机降低30%左右。

  7:调节方便。在额定值范围内,可通过调节启动时间和返程速度,调节每分钟的打击次数;还可调节接近开关的位置和打击行程。

  8:调模和维护方便。调模、试模时,可慢速点动上、点动下;易损、易耗件少,维护简单、费用低。

  9:可靠性和安全性高。试运行期间,没有发生功率器件控制错误导致短路而烧毁控制器的现象,并且电机及控制器的温升较低。因设备设计有电机和机械双重刹车功能,保证在任意位置能够刹车制动。

    ⑩无启动冲击电流。滑块速度越慢,设定启动时间越长,启动电流越小。试验中,当启动转矩达到额定转矩l50%时,启动电流仅为额定电流的30%。

    总之,开关磁阻数控螺旋压砖机克服了现有摩擦螺旋压砖机的缺陷,是一种结构简单、成本低、效率高,运动与打击能量可柔性数控的设备,适用于多种材料、多种工艺和多种变形能量的加工需求,是生产企业设备更新换代的一种新机型。

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