基于PLC控制的液压粉尘成型机设计.pdf

2 0 1 3年 8月 第4 1卷 第 1 6期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUL I CS Au g ． 2 01 3 Vo 1 ． 41 No ． 1 6 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 3 ． 1 6 ． 0 0 9 基于 P L C控制的液压粉尘成型机设计 吴超 ，程正生 ，孙建军 ，邱鸣春 ，陆珉 1 ．江苏中烟工业有限责任公司南京卷烟厂，江苏南京2 1 0 0 1 9 ； 2 ．中国船舶重工集团公司第7 0 7 研究所 九江 ，江西九江 3 3 2 0 0 0 摘要在比较了螺旋挤压法与冲压成型法优缺点的基础上，提出一种用于将粉末状物料压制成棒料的液压粉尘成型 机，该设备由储运、液压、冷却和电控4个子系统组成，并根据其工作原理设计了电控系统。结果表明用该设备压制出 的棒料满足生产需求。 关键词粉尘成型；螺旋挤压成型；冲压成型；P L C 中图分类号T P 3 9 1 ． 8 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 3 1 6 0 2 83 De s i g n o f PLC Co n t r o i l e d Hy d r a ul i c Po wd e r Fo r me r WU C h a o ，C H E N G Z h e n g s h e n g ，S U N J i a n j u n ，Q I U M i n g c h u n ，L U Mi n 1 ． N a n j i n g C i g a r e t t e F a c t o r y o f C h i n a T o b a c c o J i a n g s u I n d u s t r i a l C o ． ，L t d ． ，N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 1 9 ，C h i n a ； 2 ． J i u j i a n g B r a n c h o f 7 0 7 t h R e s e a r c h I n s t i t u t e ， C h i n a S h i p b u i l d i n g I n d u s t ry C o r p o r a t i o n ，j i u j i a n g J i a n g x i 3 3 2 O o o ，C h i n a Ab s t r a c t B a s e d o n c o mp a r a t i v e a n a l y s i s o f t h e s c r e w e x t r u d i n g me t h o d a n d i mp a c t e x t rus i o n me t h o d ，a h y d r a u l i c p o w d e r f o r me r wa s d e s i g n e d wh i c h w a s u s e d f o r p r e s s i n g p o w d e r ma t e rials i n t o mo l d i n g b a r ． I t c o n s i s t s o f s t o r a g e a n d t r a n s p o r t a t i o n s u b s y s t e m ，h y d r a u l i c s u b s y s t e m，c o o l i n g s u b s y s t e m a n d c o n t r o l s u b s y s t e m．T h e c o n t r o l s y s t e m wa s d e s i g n e d a c c o r d i n g t o t h e wo r k i n g p ri n c i p l e ．I t i s s h o w n t h e mo l d i n g b a r me e t s p r o d u c t i o n d e ma n d ． Ke y wo r d s P o wd e r f o rm i n g ； S c r e w e x t rud i n g；I mp a c t e x t ru s i o n； P r o g r a mma b l e L o g i c C o n t r o l l e r 粉尘成型机是一种可以将除尘设备收集到的粉末 状物料压实成特定规格密实棒料的环保节能型设备 ， 该设备压制 出的密实棒料既便 于存 放，又便于运 输，还可减少运输过程中的二次污染 ，达到净化环 境的目的；并且有些粉尘压制成的棒料还可做为燃 料进行再次利用 ，从 而取 得节约 能源的效果。因 此 ，该设备可广泛应用于烟草、造纸、木材等行业 的除尘作业 。 1 粉尘成型技术现状 在粉尘、碎末等压制成型的过程中，采用较多的 二种技术分别是螺旋挤压和冲压成型法。螺旋挤压成 型法是指将粉末状物料在成形腔内通过螺杆连续挤压 形成一定密实度棒状料的技术⋯，此法的优点是结构 简单、成本低廉 ，缺点是由于螺杆挤压时的力不均匀 导致粉尘成型质量不稳定；冲压成型法是指利用液压 推力将粉末状物料在成形腔内冲压后形成一定密实度 棒状料的技术 ，此法的优点是成型质量稳定 、出料效 率高，缺点是由于应用了液压系统导致成本相对较 高。近年来 ，随着人们节能环保、净化环境意识的不 断增强，对粉尘成型技术也提 出了更高的要求，为 此，冲压成型法正在逐步取代螺旋挤压法成为工业生 产过程中粉末状物料理想的压制成型技术。 2 液压粉尘成型机系统组成 液压粉尘成型机主要 由储运、液压 、冷却和电控 4个子系统组成 储运系统完成物料的储存和物料的 输送 ；液压系统在为液压泵提供动力的同时通过执 行机构完成物料的压制成形；冷却系统为液压系统提 供循环的油路和水路冷却，确保液压系统正常运行 ； 电控系统负责完成逻辑控制、信号检测及人机交互。 物料储送系统由储料仓 、送料机构组成，送料机构主 要包括送料仓、螺旋送料器等；液压系统由液压站和 成形头部件组成，液压站包括送料泵、油冷泵、压钳 泵等 ，成形头部件包括液压缸、压缩腔、成形腔、压 钳等 ；冷却系统包括油冷和水冷；电控系统由P L C、 人机操作界面、检测器件、开关、继电器等组成。液 压粉尘成型机系统组成如图1 所示。 收稿日期2 0 1 3 0 41 0 作者简介吴超 1 9 7 2 一 ，男，工程硕士， 工程师，研究方向为烟草机械设备应用。通信作者孙建军，E m a i l s y x 7 0 7 s i n a ． c o rn。 第 1 6期 吴超 等基于 P L C控制的液压粉尘成型机设计 2 9 图 1 液压粉尘成型机系统组成图 3液压粉尘成型机工作原理 液压粉尘成型机正常启动后 ，当前方物料连续不 断地进入储料仓内时，在电机的驱动下，送料机构将 物料顺利地送至 由液压马达驱动 的送料螺杆上；其 次 ，物料在液压 马达的驱动下 ，被 连续不断地送入成 形头部件人口，此时成形头部件内的双作用双活塞杆 液压缸驱动冲压冲头将送入的物料进行挤压后分别送 人 左右两个成形腔 中，在成形腔 中 ，物料在主 油缸液 压力的作用下压缩后形成棒料 ；最后 ，压钳夹紧装置 在达到压力开关设定值时自动张开，压制成形的棒料 被推出成形腔，从而结束整个粉尘成型工作，进入下 一 个循 环周期。液 压粉尘成 型机工作 原理 如 图2 所示 。 图 2 液压粉尘成型机工作原理图 4 电控 系统设计 粉尘成型机电控系统主要由 P L C可编程控制器、 人机交互触摸屏以及检测元件、控制元件等组成。其 中 P L C是电控系统的核心，它首先要完成各种信号 的检测工作 ，然后对检测到的信号进行分析和逻辑判 断，最后，根据逻辑分析和判断的结果去控制各个电 机或电磁阀完成相应的动作 ，以此循环往复 ，直至生 产结束。触摸屏作为一个人机交互操作界面用于直观 地显示工况，并完成启动、停止、参数设置等操作。 表1 所示为粉尘成型机电控系统的主要开关量输／ V 输出点。 表 1 主要输入／ 输出1 0点