GK400型密煉機液壓系統的分析與改進

聶永增　譚新輝

摘 要：文章以GK400密煉機為研究對象，對密煉機的液壓系統進行具體分析，設計分析完成的液壓系統具有以下特點：先進液壓系統、方便維護、備件易于采購、利于生產，努力使文章對密煉機的液壓系統選型和生產有所幫助。希望通過對本課題的設計和研究，為以后在社會生產實踐中打下堅實的理論和實踐基礎。

關鍵詞：密煉機；液壓系統；主泵組

1 引言

密煉機是在開煉機的基礎上發展起來的一種高強度間隙性的混煉設備，主要用于塑料的混煉及其它物料的混合等。密煉機的技術進步主要表現在下述三個方面：

（1）向大功率、大容量和高轉速發展

功率從幾十千瓦到1000KW、2000KW甚至更高，同時也從一個電機驅動發展到兩個電機驅動。容量從幾L、幾十L，發展到了270L、320L、400L甚至更高，轉子速度從原來的20r/min、40r/min、60r/min，到目前已發展到80r/min，甚至80r/min以上，同時有的密煉機由直流電機驅動，可任意調節其轉速與速比。

（2）系列化、聯動化和自動化

（3）完善、提高和創新

匹配了取料比較準確、工作比較可靠的上輔機；下輔機由螺桿連續補充混煉壓片設備取代了開煉機，并由雙螺桿的下輔機逐步取代單螺桿的下輔機；各種構型的轉子及其相對應的密煉機不斷涌現，如銷釘轉子密煉機、同步轉子密煉機以及可調距轉子密煉機等等；由液壓驅動上頂栓取代了風壓驅動上頂栓；由計算機的全自動監控操作取代了手動和半自動操作。

2 GK400型密煉機液壓系統分析

2.1 GK400型密煉機液壓系統工作原理分析

上頂栓部分：主要用來做壓砣的升降控制和煉膠時壓膠力的平穩性控制。

油源部分：主要用來給系統供壓力油。

加料門部分：控制加料口開關，給密煉腔加如膠料。

卸料門部分：控制卸料口的開關，以達到卸料的目的。

鎖緊塊部分：控制鎖緊快的伸出和縮回，以達到鎖緊和松開卸料門的目的。

2.2 原液壓系統在實際使用中存在問題

蓄能器容量和壓力等級不匹配，工作極不穩定，膠囊易損壞，不能穩定保持系統壓力，造成磁組電接點壓力表及先導溢流閥長時間處于工作狀態，縮短其壽命。同時也使油泵長期處于負荷工作狀態。油溫高、不易冷卻，造成各密封件老化速度加快，且使油液變質快，更換頻繁。

本文通過對液壓系統的參數計算，對蓄能器重新選型，以解決該問題。

3 GK400型密煉機液壓系統設計改進

3.1 給定條件

工作溫度：5°C-～60°C；系統壓力18MPa；壓砣重1.8t；頂栓行程1.5m～1.6m；上頂栓運動時間7～8秒；卸料門的質量m（880kg）；卸料門重心當轉動軸軸線的距離L（關門時，回轉體質心距回轉中心380mm）；卸料門轉動角度（165度）；鎖緊機構斜面正壓力約為190KN；卸料門自垂直位置向左轉動？茲（65度）角。油源為系統提供動力，合理選擇和配置液壓能源及相關輔件是保證液壓伺服系統長期可靠工作的重要因素。液壓伺服系統對液壓能源的要求較為嚴格，通常要求選用獨立的液壓能源。有如下要求：

（1）能提供系統足夠的壓力、流量，以滿足負載的需要，同時又不造成能量及設備的浪費。

（2）保持恒定的油溫，以提高系統性能并延長元件的使用壽命。

（3）保持壓力恒定，減小壓力波動，以提高響應能力。

（4）保證油液的清潔度，以提高伺服系統的工作可靠性，并防止空氣進入，以免影響系統的穩定性和快速性。

3.2 對液壓系統的設計改進

3.2.1 密煉機液壓系統壓力流量計算

當泵處于大排量低壓輸出狀態，同時給蓄能器充液，當系統壓力達到溢流閥的設定壓力時，溢流閥開始溢流，二位閥的右位由于節流口的存在，壓力低于左位的壓力，閥芯向右運動，左位接通，壓力油進入變量油缸的無桿腔，變量油缸處于差動連接，由于回油路上的節流口存在，當流量較小時，部分油都經過節流口回油箱，變量油缸進油量小，活塞運動緩慢，泵變量緩慢，當流量增加，大量的油進入變量油缸的無桿腔，活塞快速向左運動，實現泵的快速變量。在變量時，泵的輸出壓力是恒定的，這樣就實現了恒壓變量的目的。

當系統需要大流量時，電磁閥6斷電，右位工作，二位二通閥5左右兩端壓力相等，故閥的右位工作，此時，控制泵變量的變量油缸的有桿腔為高壓油，無桿腔和油箱相連，活塞向右運動，使得泵斜盤斜度減小，泵的排量增加。

當系統需要小流量時，電磁閥6得電，左位工作，二位二通閥5左端和油箱相接，故閥的左位工作，此時，控制泵變量的變量油缸的有桿腔和無桿腔都為高壓油，實現差動連接，活塞向左運動，使得泵斜盤斜度增大，泵的排量減小。

軸向柱塞變量泵與電機之間由法蘭連接，通過聯軸器將軸向柱塞變量泵的輸入軸與電機的輸出軸相連。軸向柱塞變量泵的軸與電機軸必須平行且傳動叉應共線。

4 結束語

由于橡膠業的迅猛發展，密煉機有很大的發展空間，并且保持著迅速發展的勢頭。我國密煉機發展相對落后，這更需要努力的研究發展和開拓創新。

本文主要是對GK400密煉機液壓原理進行分析，并對主泵組進行實用性的選型和設計，以實用性為標準。

參考文獻

[1]成大先.機械設計手冊[M].第四版第4卷.北京：化學工業出版社，2002.1.

[2]蔡春源.機電液設計手冊，第一版中卷[M].北京：機械工業出版社，-沈陽：東北大學出版社，1997.1.

[3]章宏甲.黃誼.液壓傳動[M].機械工業出版社，2000.9.

[4]黃志堅，袁周.液壓設備故障診斷與監測實用技術[M].北京：機械工業出版社，2005.7.

[5]唐國俊，李健鑌.橡膠機械設計[M].北京：化學工業出版社，1995.5.endprint

摘 要：文章以GK400密煉機為研究對象，對密煉機的液壓系統進行具體分析，設計分析完成的液壓系統具有以下特點：先進液壓系統、方便維護、備件易于采購、利于生產，努力使文章對密煉機的液壓系統選型和生產有所幫助。希望通過對本課題的設計和研究，為以后在社會生產實踐中打下堅實的理論和實踐基礎。

關鍵詞：密煉機；液壓系統；主泵組

1 引言

密煉機是在開煉機的基礎上發展起來的一種高強度間隙性的混煉設備，主要用于塑料的混煉及其它物料的混合等。密煉機的技術進步主要表現在下述三個方面：

（1）向大功率、大容量和高轉速發展

功率從幾十千瓦到1000KW、2000KW甚至更高，同時也從一個電機驅動發展到兩個電機驅動。容量從幾L、幾十L，發展到了270L、320L、400L甚至更高，轉子速度從原來的20r/min、40r/min、60r/min，到目前已發展到80r/min，甚至80r/min以上，同時有的密煉機由直流電機驅動，可任意調節其轉速與速比。

（2）系列化、聯動化和自動化

（3）完善、提高和創新

匹配了取料比較準確、工作比較可靠的上輔機；下輔機由螺桿連續補充混煉壓片設備取代了開煉機，并由雙螺桿的下輔機逐步取代單螺桿的下輔機；各種構型的轉子及其相對應的密煉機不斷涌現，如銷釘轉子密煉機、同步轉子密煉機以及可調距轉子密煉機等等；由液壓驅動上頂栓取代了風壓驅動上頂栓；由計算機的全自動監控操作取代了手動和半自動操作。

2 GK400型密煉機液壓系統分析

2.1 GK400型密煉機液壓系統工作原理分析

上頂栓部分：主要用來做壓砣的升降控制和煉膠時壓膠力的平穩性控制。

油源部分：主要用來給系統供壓力油。

加料門部分：控制加料口開關，給密煉腔加如膠料。

卸料門部分：控制卸料口的開關，以達到卸料的目的。

鎖緊塊部分：控制鎖緊快的伸出和縮回，以達到鎖緊和松開卸料門的目的。

2.2 原液壓系統在實際使用中存在問題

蓄能器容量和壓力等級不匹配，工作極不穩定，膠囊易損壞，不能穩定保持系統壓力，造成磁組電接點壓力表及先導溢流閥長時間處于工作狀態，縮短其壽命。同時也使油泵長期處于負荷工作狀態。油溫高、不易冷卻，造成各密封件老化速度加快，且使油液變質快，更換頻繁。

本文通過對液壓系統的參數計算，對蓄能器重新選型，以解決該問題。

3 GK400型密煉機液壓系統設計改進

3.1 給定條件

工作溫度：5°C-～60°C；系統壓力18MPa；壓砣重1.8t；頂栓行程1.5m～1.6m；上頂栓運動時間7～8秒；卸料門的質量m（880kg）；卸料門重心當轉動軸軸線的距離L（關門時，回轉體質心距回轉中心380mm）；卸料門轉動角度（165度）；鎖緊機構斜面正壓力約為190KN；卸料門自垂直位置向左轉動？茲（65度）角。油源為系統提供動力，合理選擇和配置液壓能源及相關輔件是保證液壓伺服系統長期可靠工作的重要因素。液壓伺服系統對液壓能源的要求較為嚴格，通常要求選用獨立的液壓能源。有如下要求：

（1）能提供系統足夠的壓力、流量，以滿足負載的需要，同時又不造成能量及設備的浪費。

（2）保持恒定的油溫，以提高系統性能并延長元件的使用壽命。

（3）保持壓力恒定，減小壓力波動，以提高響應能力。

（4）保證油液的清潔度，以提高伺服系統的工作可靠性，并防止空氣進入，以免影響系統的穩定性和快速性。

3.2 對液壓系統的設計改進

3.2.1 密煉機液壓系統壓力流量計算

當泵處于大排量低壓輸出狀態，同時給蓄能器充液，當系統壓力達到溢流閥的設定壓力時，溢流閥開始溢流，二位閥的右位由于節流口的存在，壓力低于左位的壓力，閥芯向右運動，左位接通，壓力油進入變量油缸的無桿腔，變量油缸處于差動連接，由于回油路上的節流口存在，當流量較小時，部分油都經過節流口回油箱，變量油缸進油量小，活塞運動緩慢，泵變量緩慢，當流量增加，大量的油進入變量油缸的無桿腔，活塞快速向左運動，實現泵的快速變量。在變量時，泵的輸出壓力是恒定的，這樣就實現了恒壓變量的目的。

當系統需要大流量時，電磁閥6斷電，右位工作，二位二通閥5左右兩端壓力相等，故閥的右位工作，此時，控制泵變量的變量油缸的有桿腔為高壓油，無桿腔和油箱相連，活塞向右運動，使得泵斜盤斜度減小，泵的排量增加。

當系統需要小流量時，電磁閥6得電，左位工作，二位二通閥5左端和油箱相接，故閥的左位工作，此時，控制泵變量的變量油缸的有桿腔和無桿腔都為高壓油，實現差動連接，活塞向左運動，使得泵斜盤斜度增大，泵的排量減小。

軸向柱塞變量泵與電機之間由法蘭連接，通過聯軸器將軸向柱塞變量泵的輸入軸與電機的輸出軸相連。軸向柱塞變量泵的軸與電機軸必須平行且傳動叉應共線。

4 結束語

由于橡膠業的迅猛發展，密煉機有很大的發展空間，并且保持著迅速發展的勢頭。我國密煉機發展相對落后，這更需要努力的研究發展和開拓創新。

本文主要是對GK400密煉機液壓原理進行分析，并對主泵組進行實用性的選型和設計，以實用性為標準。

參考文獻

[1]成大先.機械設計手冊[M].第四版第4卷.北京：化學工業出版社，2002.1.

[2]蔡春源.機電液設計手冊，第一版中卷[M].北京：機械工業出版社，-沈陽：東北大學出版社，1997.1.

[3]章宏甲.黃誼.液壓傳動[M].機械工業出版社，2000.9.

[4]黃志堅，袁周.液壓設備故障診斷與監測實用技術[M].北京：機械工業出版社，2005.7.

[5]唐國俊，李健鑌.橡膠機械設計[M].北京：化學工業出版社，1995.5.endprint

摘 要：文章以GK400密煉機為研究對象，對密煉機的液壓系統進行具體分析，設計分析完成的液壓系統具有以下特點：先進液壓系統、方便維護、備件易于采購、利于生產，努力使文章對密煉機的液壓系統選型和生產有所幫助。希望通過對本課題的設計和研究，為以后在社會生產實踐中打下堅實的理論和實踐基礎。

關鍵詞：密煉機；液壓系統；主泵組

1 引言

密煉機是在開煉機的基礎上發展起來的一種高強度間隙性的混煉設備，主要用于塑料的混煉及其它物料的混合等。密煉機的技術進步主要表現在下述三個方面：

（1）向大功率、大容量和高轉速發展

功率從幾十千瓦到1000KW、2000KW甚至更高，同時也從一個電機驅動發展到兩個電機驅動。容量從幾L、幾十L，發展到了270L、320L、400L甚至更高，轉子速度從原來的20r/min、40r/min、60r/min，到目前已發展到80r/min，甚至80r/min以上，同時有的密煉機由直流電機驅動，可任意調節其轉速與速比。

（2）系列化、聯動化和自動化

（3）完善、提高和創新

匹配了取料比較準確、工作比較可靠的上輔機；下輔機由螺桿連續補充混煉壓片設備取代了開煉機，并由雙螺桿的下輔機逐步取代單螺桿的下輔機；各種構型的轉子及其相對應的密煉機不斷涌現，如銷釘轉子密煉機、同步轉子密煉機以及可調距轉子密煉機等等；由液壓驅動上頂栓取代了風壓驅動上頂栓；由計算機的全自動監控操作取代了手動和半自動操作。

2 GK400型密煉機液壓系統分析

2.1 GK400型密煉機液壓系統工作原理分析

上頂栓部分：主要用來做壓砣的升降控制和煉膠時壓膠力的平穩性控制。

油源部分：主要用來給系統供壓力油。

加料門部分：控制加料口開關，給密煉腔加如膠料。

卸料門部分：控制卸料口的開關，以達到卸料的目的。

鎖緊塊部分：控制鎖緊快的伸出和縮回，以達到鎖緊和松開卸料門的目的。

2.2 原液壓系統在實際使用中存在問題

蓄能器容量和壓力等級不匹配，工作極不穩定，膠囊易損壞，不能穩定保持系統壓力，造成磁組電接點壓力表及先導溢流閥長時間處于工作狀態，縮短其壽命。同時也使油泵長期處于負荷工作狀態。油溫高、不易冷卻，造成各密封件老化速度加快，且使油液變質快，更換頻繁。

本文通過對液壓系統的參數計算，對蓄能器重新選型，以解決該問題。

3 GK400型密煉機液壓系統設計改進

3.1 給定條件

工作溫度：5°C-～60°C；系統壓力18MPa；壓砣重1.8t；頂栓行程1.5m～1.6m；上頂栓運動時間7～8秒；卸料門的質量m（880kg）；卸料門重心當轉動軸軸線的距離L（關門時，回轉體質心距回轉中心380mm）；卸料門轉動角度（165度）；鎖緊機構斜面正壓力約為190KN；卸料門自垂直位置向左轉動？茲（65度）角。油源為系統提供動力，合理選擇和配置液壓能源及相關輔件是保證液壓伺服系統長期可靠工作的重要因素。液壓伺服系統對液壓能源的要求較為嚴格，通常要求選用獨立的液壓能源。有如下要求：

（1）能提供系統足夠的壓力、流量，以滿足負載的需要，同時又不造成能量及設備的浪費。

（2）保持恒定的油溫，以提高系統性能并延長元件的使用壽命。

（3）保持壓力恒定，減小壓力波動，以提高響應能力。

（4）保證油液的清潔度，以提高伺服系統的工作可靠性，并防止空氣進入，以免影響系統的穩定性和快速性。

3.2 對液壓系統的設計改進

3.2.1 密煉機液壓系統壓力流量計算

當泵處于大排量低壓輸出狀態，同時給蓄能器充液，當系統壓力達到溢流閥的設定壓力時，溢流閥開始溢流，二位閥的右位由于節流口的存在，壓力低于左位的壓力，閥芯向右運動，左位接通，壓力油進入變量油缸的無桿腔，變量油缸處于差動連接，由于回油路上的節流口存在，當流量較小時，部分油都經過節流口回油箱，變量油缸進油量小，活塞運動緩慢，泵變量緩慢，當流量增加，大量的油進入變量油缸的無桿腔，活塞快速向左運動，實現泵的快速變量。在變量時，泵的輸出壓力是恒定的，這樣就實現了恒壓變量的目的。

當系統需要大流量時，電磁閥6斷電，右位工作，二位二通閥5左右兩端壓力相等，故閥的右位工作，此時，控制泵變量的變量油缸的有桿腔為高壓油，無桿腔和油箱相連，活塞向右運動，使得泵斜盤斜度減小，泵的排量增加。

當系統需要小流量時，電磁閥6得電，左位工作，二位二通閥5左端和油箱相接，故閥的左位工作，此時，控制泵變量的變量油缸的有桿腔和無桿腔都為高壓油，實現差動連接，活塞向左運動，使得泵斜盤斜度增大，泵的排量減小。

軸向柱塞變量泵與電機之間由法蘭連接，通過聯軸器將軸向柱塞變量泵的輸入軸與電機的輸出軸相連。軸向柱塞變量泵的軸與電機軸必須平行且傳動叉應共線。

4 結束語

由于橡膠業的迅猛發展，密煉機有很大的發展空間，并且保持著迅速發展的勢頭。我國密煉機發展相對落后，這更需要努力的研究發展和開拓創新。

本文主要是對GK400密煉機液壓原理進行分析，并對主泵組進行實用性的選型和設計，以實用性為標準。

參考文獻

[1]成大先.機械設計手冊[M].第四版第4卷.北京：化學工業出版社，2002.1.

[2]蔡春源.機電液設計手冊，第一版中卷[M].北京：機械工業出版社，-沈陽：東北大學出版社，1997.1.

[3]章宏甲.黃誼.液壓傳動[M].機械工業出版社，2000.9.

[4]黃志堅，袁周.液壓設備故障診斷與監測實用技術[M].北京：機械工業出版社，2005.7.

[5]唐國俊，李健鑌.橡膠機械設計[M].北京：化學工業出版社，1995.5.endprint