日用陶瓷高压注浆机液压系统的研究.pdf

2 0 1 1年 l O月 第 3 9卷 第 2 0期 机床与液压 MACHI NE T0OL HYDRAUL I CS 0e t ． 2 01 l Vo l _ 3 9 No ． 2 0 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 2 0 ． 0 3 1 日用陶瓷高压注浆机液压系统的研究 方长福 ，吴 南星 景德镇陶瓷学院，江西景德镇 3 3 3 4 0 3 摘要 通过高压注浆成形理论、工艺 、机械结构等方面的研究 ，对高压注浆机关键部分液压系统采用气驱增压传 动，无需液压泵站，大大降低能耗 ，改善工作环境。 关键词高压注浆机；液压系统 ；气驱增压 中图分类号 T H1 3 7 ． 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 2 0 0 8 4 2 Re s e ar c h o n Hy dr a u l i c S y s t e m o f Hi g h- p r e s s u r e Gr o u t i n g M a c h i n e f o r Da i l y Ce r a mi c s FANG Ch a n g f u．W U Na n x i n g J i n g d e z h e n C e r a m i c I n s t i t u t e ， J i n g d e z h e n J i a n g x i 3 3 3 4 0 3 ，C h i n a Ab s t r a c t Th r o u g h a n a l y z i n g h i g h p r e s s u r e g r o u t i n g f o r mi n g t h e o r y，t e c h n o l o g y，me c h an i c a l s t r u c t u r e a n d o t h e r a s p e c t s ，a g a s d r i v e b o o s t e r w a s u s e d t o i mp r o v e t h e h y d r a u l i c s y s t e m wh i c h w a s a k e y p a r t o f h i g h p r e s s u r e gro u t i n g ma c h i n e ．Th e i mp r o v e d ma c h i n e d o e s n ’ t n e e d h y d r a u l i c p u mp s t a t i o n ． En e r gy c o n s u mp t i o n o f t h e ma c h i n e i s s i g n i fi c a n t l y r e d u c e d a n d wo r k i n g e n v i r o n me n t w a s i m pr o v e d． Ke y wo r d sHi g h - p r e s s u r e gro u t i n g ma c h i n e ；Hy d r a u l i c s y s t e m；G a s d riv e b o o s t e r 在传统陶瓷工业 中，注浆成形已有 2 0 0余年历 史 ，此法适用 于生产 形状复杂且不规则 、外观尺寸要 求不严格 、薄 壁及 大型厚胎 的制 品。注浆成形是将浆 料注入具有吸水性能的模具中而得到坯体的一种成形 方法。注浆成形的吸浆过程也不局限于模具的自然脱 水 吸水 ，可以通过人为施加外力来加速脱水 ，这 就是压力注浆。高压注浆其特点是较低压注浆有更高 的效率，而且坯体致密度提高，强度大，而干燥收缩 率小 ，产品质量高。但设备、模具的成本高，对提供 高压的液压系统 的要求也 十分严格 ，因此有必要对液 压系统进行 系统分析 和研究。 1 高压注浆成形技术简介 高压注浆成形主要工艺过程是合模 、锁模 、上 浆 、注浆 、卸压 、开模 、脱 坯 、模 具清洗的循环操作 过程 。主要技术参 数 锁模力 0～ 8 0 0 k N； 锁模缸压 力 0～ 2 0 M P a ； 最大注浆压 力 4 M P a ； 系统气压 0 ． 7～ 0 ． 8 MP a ； 气动双 隔膜泵输 浆量 4 0 L ／ m i n ； 上浆压力 0 ． 6 M P a ，可调 ； 输浆增压 隔膜泵供浆能力 4 L 。 从结构 和工 艺角度 分析 ，成形模 具 的开合模各 动 作主要由液压系统完成，包括合模、锁模、注浆、卸 压 、开模 。由于 工作 过 程 中液 压缸 要 实 现 快 进 、慢 进 、快退等动作 ，液压 系统供 油方案有两种 一种是 采用高低压泵组，另一种是采用恒功率变量柱塞泵。 不管采用那种方案，都需液压泵站。 2 高压注浆成形机液压 系统研究 随着现代工业技术的发展 ，有一种气驱液体增压 缸可提供高压或超高压给系统 ，适用于高压注浆成形 循环过程 的锁 模 和注 浆 。模 具 的开 合 由机 械装 置 完 成 ，由于 只需克服模具 与导轨 间摩擦 阻力 ，这个阻力 应很 小 ，所 以 电机 功 率 不 会 很 大 0 ． 5 k W 左 右 ， 开合模速度控制可采用调速电机，控制方便。锁模和 注浆过程 液压 系统压力 由气驱液体增压缸提供 ，根据 锁模 和注浆所需 不 同的压力 ，选用 了两个气驱液体增 压缸 1 、9 ，增 压 比分别为 4 0 1和 1 0 1 ，为两个系统 提供动力 。系统 原理如图 1 所示 。 当高压注浆成形机在机械合模过程结束时， 气驱 液体增压缸 1 启动，锁模缸 6需以较慢速行进，具体 由单 向节 流阀 4调节 ，使模具 间的密封逐步形成 ，最 后实现完 全合模 ，锁模 压力 由压力传感器 8调定上下 限 ，使锁模压力 始终保 持在所需 的范 围。由于 系统压 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 0 7 作者简介 方长福 1 9 6 6 一 ，男 ，工程师 ，研究方 向为机械系统动态设计 、C A D ／ C A M。E ma i l f a n g e h a n g f u 6 6 s i n a ． c o m。 第 2 0期 方长福 等 日用陶瓷高压注浆机液压系统的研究 8 5 力 很大 ，电磁阀 2阀芯采用 的是球阀而不是滑 阀，以 减少 泄漏 维持压力的稳定 。为 了保护模具和设备不至 于由于压 力失控过高而损坏 ，设 定先导式溢流 阀 5作 为安全 阀。在这 一动作 完成后 ，上浆 系统即通过气动 双隔膜泵 向坯体模具腔内和输浆增压隔膜泵 1 3右腔 注入浆料 ，浆料压力也随之逐步增高 一般 0 ． 6 MP a 。当上述两个 内腔注满浆 料时 由时 间控制 ， a 锁 模 液压 系统 原 理 图 8 这时气驱液体增压缸 9启动 ，开始高压注浆 ，为防止 液压系统剧烈 冲击 和 振 动直 接影 响成 形 坯体 的合 格 率 ，采用 两个节流 阀 1 4控制 液压 系统 的稳定 性。达 到设定压力后，气驱液体增压缸 9 停止工作 ，信号 由 压力传感器 1 1给出。随后开模取坯 ，完成一个工作 循 环。 b 高压注浆液压系统原理图 图 1 原理图 当然 ，高压注浆成形机不光有 液压 系统 ，还有 泥 浆系统 、真空系统 、清洗 系统 水 、气 ，系统 虽然 复杂，但采用现代控制技术对其进行全 自动化控制还 是 比较容易 的。 3结论 液压系统采用气驱增压传动，无需液压泵站，结 构紧凑，工作效率高，降低了能量消耗 ，降低了噪声， 1 、9 - I 增压 缸 2 、l o _ _ 电磁 阀 卜 单 向 阀 泥 浆 萎 阀 6 _ _ 锁模缸 7 、l 2 一压 力表 8 、l l 一 压力 传感 器 l 卜 隔膜泵 I 4 -节 流 阀 l s - - 油 箱 改善工作环境 。 参考文献 【 1 】李家驹． 日用陶瓷工艺学[ M] ． 武汉 武汉理工大学出版 社 ， 1 9 9 2 ． 7 ． 【 2 】王芸生． 卫生瓷高压注浆成形机液压系统分析 [ J ] ． 液 压与气动， 2 0 0 1 2 2 5 2 7 ． 【 3 】成大先． 机械设计手册 单行本 液压传动 [ M] ． 北京 化学工、 I 出版社， 2 0 0 4 ． 1 ． 上接 第 5 8页 3 模糊控制策略。依据发动机和液压泵／ 马达 转矩分配的优化结果 ，得出混合动力系统的最佳工作 模式切换规律 ，采用模糊逻辑来建立新的混合模式转 矩分配策略 ，并引进补油泵主动充压 的概念来克服液 压蓄能器能量密度低 的缺点 即在液压蓄能器 的工作 压力较低 ，发动机又处于低负荷的情况下 ，通过补油 泵为液压蓄能器主动充压来调整发动机负荷，使之工 作在 效率高、排放 低的区域 ，同时控制液压蓄能器的 压力 在 0 ． 5倍最大压力 以下 ，保证蓄能器有足够 的空 间回收制动 能量 。模 糊逻辑 控制 的实质 是对 发动 机 、 液压泵／ 马达 和液压 蓄能器 同时进行优化 控制。 4结 论 由于静液驱动混合动力技术 可以回收利用汽车的 制动动能，提高汽车的燃油经济性 ，降低排放 ，可以 满足 2 l 世 纪对 汽车工 业 日益严格 的环 保要求 、节能 要求和使用要求，因此静液传动混合动力汽车具有 良 好的商业化和产业化前景 。当前 ，世界范 围内的静液 传动混合动力汽车的研究与开发势头相当迅猛，有的 已经实现了商业化和小规模产业化。对于我国来说 ， 静液传动混合动力汽车的研究与试制，既是一个挑 战 ，又是一个历史机遇 。必须牢牢把握 当前 的发展 契 机，解决静液传动混合动力汽车 目前所需解决的关键 问题，使其在我国迅速发展起来。 参考文献 【 1 】 魏英俊． 新型液压驱动混合动力运动型多用途车的研究 [ J ] ． 中国机械工程， 2 0 0 6 ， 1 7 1 5 1 6 4 51 6 4 8 ． 【 2 】于秀敏， 曹珊， 李君， 等． 混合动力汽车控制策略的研究 现状及其发展趋势[ J ] ． 机械工程学报， 2 0 0 6 ， 4 2 1 1 1 01 6． 【 3 】白志峰， 张传伟， 李舒欣 ， 等． 电动汽车驱动与再生制动 的 Ho 。 鲁棒控制 [ J ] ． 西安 交通 大学学报 ， 2 0 0 5 ， 3 9 3 2 5 6 2 60． 【 4 】 S U N H ， J I A N G J H， WA N G X ． R e s e a r c h o n t h e R e g e n e r a t i v e B r a k i n g C o n t r o l S t r a t e g y f o r Hy d r o s t a t i c T r a n s mi s s i o n Hy b r i d V e h i c l e [ J ] ． J o u r n a l o f N o r t h e a s t e r n U n i v e r s i t y ． 2 0 08， 2 9 969 9．