高速瓶盖模压机液压系统的设计
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2019 年 4 月 第 47 卷 第 7 期
机床与液压
MACHINE TOOL ＆ HYDＲAULICS
Apr. 2019 Vol. 47 No. 7
wenku.baidu.com
DOI： 10．3969 / j. issn. 1001－3881. 2019. 07. 028 本文引用格式： 吴展腾，姚薇．高速瓶盖模压机液压系统的设计［J］．机床与液压，2019，47（ 7） ： 121－123．
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机床与液压
第 47 卷
输出端反馈到输入端并参与输出端的再控制。而在实 际应用上，瓶盖机在高速运转的过程中，要求运行可 靠、响应速度快、脉冲小、发热小节能性能好，为此 文中的系统采用变频调速液压回路，并采用闭环控制 方式［1－3］。
变频调速液压回路是通过变频器改变电机转速， 从而对液压系统的流量进行动态控制，实现对瓶盖机 运转中合模、成型、脱膜各个动作流量的匹配 （ 恒 压调速控制方式） ，其调节控制响应速度快，能实现 无级调速，同时也使溢流损失降到最低，达到高效节 能的效果。
Keywords： High-speed compression molding machines； Hydraulic control system； Frequency control system
0 前言 瓶盖模压机的合模机构和成型机构以及脱膜机构
由液压系统驱动，该系统压力的大小及稳定性、温度 高低直接关系到瓶盖的成型质量。目前我国市场上， 瓶盖模压机主要以低速机 （ 24 腔转速 18 r / min） 为 主，采用普通的液压 系 统 控 制，采 用 定 量 泵 + 普 通 电 机组合，通过普通液压阀进行流量和压力控制，其结 构简单、无法达到国外技术水平，高速瓶盖模压机等 设备主要依靠国外进口。
吴展腾，姚薇
（ 广州机械科学研究院有限公司，广州宝力特液压密封有限公司，广东广州 510700）
摘要： 通过对瓶盖模压机设备结构以及高速运行工况的分析，应用变频调速技术分别对中压合模、高压成型、低压脱 模等动作进行控制，研制出一种能满足高速瓶盖模压机运行的液压控制系统。实际应用表明： 该系统性能稳定，响应速度 快，节能效果好。
本文作者运用变频调速技术，研制应用于高速瓶 盖模压机液压驱动系统，解决设备在高速运转中液压 系统的压力和流量的可靠性、稳定性等问题，达到用 户的使用要求并力求高效节能、低成本、性能安全可 靠的液压系统，提升国内瓶盖机液压系统技术，达到 国际先进水平并在行业内推广。
瓶盖模压机液压系统控制参数要求如下： （ 1） 配套 36 腔高速瓶盖机 （ 36 条液压缸） ： 主 轴旋转转盘运行速度： ≤25. 5 r / min； 油缸： 转 盘 内 缸 径 50 mm，上 腔 杆 径 40 mm， 下腔杆径 32 mm，行程 115 mm；
关键词： 高速瓶盖模压机； 液压控制系统； 变频调速技术 中图分类号： V233. 91
Design of the Hydraulic System for High-speed Compression Molding Machines
WU Zhanteng，YAO Wei （ Guangzhou Mechanical Engineering Ｒesearch Institute Co．，Ltd．，Guangzhou BLT Hydraulics ＆
Seals Ltd．，Guangzhou Guangdong 510700，China）
Abstract： Based on the analysis of the equipment structure and high speed operating condition of high-speed compression molding machines，the frequency control technology was used to control middle pressure mold closing，high pressure forming and low pressure demolding，and a hydraulic control system which could meet high-speed compression molding machines was developed． The practical application shows that the system has stable performance，fast response and good energy saving effect．
闭环控制系统是基于反馈原理的控制系统。所谓 反馈原理是基于对液压系统输出变化信息的控制，即 通过对系统输出信息值与期望值的比较，设定信息值 的偏差，消除偏差，得到液压系统的预期性能。在实 际运行当中，通过设置变频器： 偏差补偿和扭矩补 偿，变频器将液压系统中压力传感器的测量值与所需 的设定值进行比较，并将持续调节电机的转速，使其 泵的速度对负载压力的变化保持水平，从而补偿液压 系统回路中的泄漏，形成闭环控制，如图 2 所示。
图 1 瓶盖模压机结构示意图
2 瓶盖模压机液压驱动系统 液压控制的基本控制方法分为开环液压控制和闭
环液压控制两种； 开环液压控制系统是一种输入信号 不受输出信号影响的控制系统。闭环液压控制系统是
收稿日期： 2018－11－21 作者简介： 吴展腾，男，助理工程师，主要研究方向为液压传动与控制。E－mail： wuzhanteng502@ 163. com。
（ 2） 系统高压力 16 MPa； （ 3） 系统中压力 4 MPa。 1 瓶盖模压机结构分析 36 腔高速瓶盖模压机工作原理是通过液压油驱 动集成油路转盘装置高速旋转，带动油缸上的滚轮换 向阀旋转经过固定导轨进行切换液压油路，使各个油 缸根据设定路线去完成中压合模、高压成型、低压脱 模的动作，实现连续高速生产。如图 1 所示。
WU Zhanteng，YAO Wei．Design of the Hydraulic System for High-speed Compression Molding Machines［J］．Machine Tool ＆ Hydraulics，2019，47（ 7） ： 121－123．
高速瓶盖模压机液压系统的设计
机床与液压
MACHINE TOOL ＆ HYDＲAULICS
Apr. 2019 Vol. 47 No. 7
wenku.baidu.com
DOI： 10．3969 / j. issn. 1001－3881. 2019. 07. 028 本文引用格式： 吴展腾，姚薇．高速瓶盖模压机液压系统的设计［J］．机床与液压，2019，47（ 7） ： 121－123．
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机床与液压
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输出端反馈到输入端并参与输出端的再控制。而在实 际应用上，瓶盖机在高速运转的过程中，要求运行可 靠、响应速度快、脉冲小、发热小节能性能好，为此 文中的系统采用变频调速液压回路，并采用闭环控制 方式［1－3］。
变频调速液压回路是通过变频器改变电机转速， 从而对液压系统的流量进行动态控制，实现对瓶盖机 运转中合模、成型、脱膜各个动作流量的匹配 （ 恒 压调速控制方式） ，其调节控制响应速度快，能实现 无级调速，同时也使溢流损失降到最低，达到高效节 能的效果。
Keywords： High-speed compression molding machines； Hydraulic control system； Frequency control system
0 前言 瓶盖模压机的合模机构和成型机构以及脱膜机构
由液压系统驱动，该系统压力的大小及稳定性、温度 高低直接关系到瓶盖的成型质量。目前我国市场上， 瓶盖模压机主要以低速机 （ 24 腔转速 18 r / min） 为 主，采用普通的液压 系 统 控 制，采 用 定 量 泵 + 普 通 电 机组合，通过普通液压阀进行流量和压力控制，其结 构简单、无法达到国外技术水平，高速瓶盖模压机等 设备主要依靠国外进口。
吴展腾，姚薇
（ 广州机械科学研究院有限公司，广州宝力特液压密封有限公司，广东广州 510700）
摘要： 通过对瓶盖模压机设备结构以及高速运行工况的分析，应用变频调速技术分别对中压合模、高压成型、低压脱 模等动作进行控制，研制出一种能满足高速瓶盖模压机运行的液压控制系统。实际应用表明： 该系统性能稳定，响应速度 快，节能效果好。
本文作者运用变频调速技术，研制应用于高速瓶 盖模压机液压驱动系统，解决设备在高速运转中液压 系统的压力和流量的可靠性、稳定性等问题，达到用 户的使用要求并力求高效节能、低成本、性能安全可 靠的液压系统，提升国内瓶盖机液压系统技术，达到 国际先进水平并在行业内推广。
瓶盖模压机液压系统控制参数要求如下： （ 1） 配套 36 腔高速瓶盖机 （ 36 条液压缸） ： 主 轴旋转转盘运行速度： ≤25. 5 r / min； 油缸： 转 盘 内 缸 径 50 mm，上 腔 杆 径 40 mm， 下腔杆径 32 mm，行程 115 mm；
关键词： 高速瓶盖模压机； 液压控制系统； 变频调速技术 中图分类号： V233. 91
Design of the Hydraulic System for High-speed Compression Molding Machines
WU Zhanteng，YAO Wei （ Guangzhou Mechanical Engineering Ｒesearch Institute Co．，Ltd．，Guangzhou BLT Hydraulics ＆
Seals Ltd．，Guangzhou Guangdong 510700，China）
Abstract： Based on the analysis of the equipment structure and high speed operating condition of high-speed compression molding machines，the frequency control technology was used to control middle pressure mold closing，high pressure forming and low pressure demolding，and a hydraulic control system which could meet high-speed compression molding machines was developed． The practical application shows that the system has stable performance，fast response and good energy saving effect．
闭环控制系统是基于反馈原理的控制系统。所谓 反馈原理是基于对液压系统输出变化信息的控制，即 通过对系统输出信息值与期望值的比较，设定信息值 的偏差，消除偏差，得到液压系统的预期性能。在实 际运行当中，通过设置变频器： 偏差补偿和扭矩补 偿，变频器将液压系统中压力传感器的测量值与所需 的设定值进行比较，并将持续调节电机的转速，使其 泵的速度对负载压力的变化保持水平，从而补偿液压 系统回路中的泄漏，形成闭环控制，如图 2 所示。
图 1 瓶盖模压机结构示意图
2 瓶盖模压机液压驱动系统 液压控制的基本控制方法分为开环液压控制和闭
环液压控制两种； 开环液压控制系统是一种输入信号 不受输出信号影响的控制系统。闭环液压控制系统是
收稿日期： 2018－11－21 作者简介： 吴展腾，男，助理工程师，主要研究方向为液压传动与控制。E－mail： wuzhanteng502@ 163. com。
（ 2） 系统高压力 16 MPa； （ 3） 系统中压力 4 MPa。 1 瓶盖模压机结构分析 36 腔高速瓶盖模压机工作原理是通过液压油驱 动集成油路转盘装置高速旋转，带动油缸上的滚轮换 向阀旋转经过固定导轨进行切换液压油路，使各个油 缸根据设定路线去完成中压合模、高压成型、低压脱 模的动作，实现连续高速生产。如图 1 所示。
WU Zhanteng，YAO Wei．Design of the Hydraulic System for High-speed Compression Molding Machines［J］．Machine Tool ＆ Hydraulics，2019，47（ 7） ： 121－123．
高速瓶盖模压机液压系统的设计