液壓技術在橡膠成型機械的應用淺論

摘 要：文章介紹了幾種液壓技術在橡膠成型機械中領域的應用情況與它們的工作原理，然后分析了液壓技術的穩(wěn)定性高、反應迅速等特點在橡膠成型機械方面的具體應用，最后論述了液壓技術的廣泛應用對橡膠成型機械發(fā)展的巨大影響。

關鍵詞：橡膠成型機械；液壓控制技術；應用

1 引言

隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，各行各業(yè)（如：汽車的橡膠輪胎、發(fā)動機的墊片、生活中的橡膠鞋等）對橡膠制品需求量也越來越大，為了提高橡膠成型的效率和質量，橡膠成型機械業(yè)逐漸出現了自動化生產。由于橡膠生產的特殊要求（如溫度、壓力等），使橡膠成型自動化面臨困境，而隨著液壓技術最近幾年來的迅速發(fā)展，以其所特有的優(yōu)勢在橡膠成型機械行業(yè)發(fā)揮越來越大的作用。在現代橡膠成型機械中，液壓系統(tǒng)的設計合理與否直接影響到整個橡膠成型機械系統(tǒng)的運轉情況、生產效率、產品質量及能量消耗等。隨著液壓技術的發(fā)展，出現了越來越多的尖端的液壓技術應用于橡膠成型機械領域。本文通過一些具體的液壓控制技術在橡膠成型機械的應用實例分析，闡明了液壓控制技術的發(fā)展對橡膠成型機械發(fā)展的巨大影響。

2 液壓技術在橡膠注射成型機中的應用

2.1 比例閥控制系統(tǒng)在橡膠注射成型機中的應用

比例閥控制系統(tǒng)的原理：比例閥控制系統(tǒng)是一種采用定量泵與PQ閥相結合進行定量控制的一種液壓控制系統(tǒng)，它的主要構件包括比例先導溢流閥、比例節(jié)流閥和安全閥三部分。系統(tǒng)的結構如圖1所示。

在系統(tǒng)正常工作的情況下，定量泵的電機轉速保持不變，液壓泵每轉輸出的液壓油量也保持不變，這樣供油量就是恒定的，而橡膠成型機的注射速度的調節(jié)通過調節(jié)比例節(jié)流閥實現，即通過外界輸入信號，引起比例電磁閥的電信號變化，控制閥芯的移動，調節(jié)比例節(jié)流閥的開口大小，控制輸出的流量大小。簡單的說就是節(jié)流閥的開口和比例電磁閥的電信號將保持一種相應的比例關系。當比例電磁閥由于某種激勵產生了電信號的變化時，節(jié)流閥的開口講保持與電信號相對應得變化，從而控制流量的變化，進而達到控制成型機的注射速度的目的。

比例閥控制系統(tǒng)的特點是可以實現連續(xù)且按一定比例進行控制，這種控制系統(tǒng)與其他的控制系統(tǒng)相比，具有結構簡單、調節(jié)方便、控制準確、便于自動化、無人為因素誤差等優(yōu)點，不僅滿足橡膠注射成型機要求的快速反應、無級變速等工藝要求，使橡膠成型機在生產過程穩(wěn)定性和可重復性都很好，而且在信號檢測與信號反饋處理方面也有巨大的優(yōu)勢，尤其可以方便的利用單片機等計算機控制技術，使整個比例閥控制系統(tǒng)具有較高的動態(tài)特性，再加上成本較低，因此在橡膠成型機械行業(yè)得到了廣泛的推崇，大大提高了我國的橡膠成型機械行業(yè)的質量和性能。

2.2 比例變量泵控制系統(tǒng)在橡膠注射成型機中的應用

比例變量泵控制系統(tǒng)的原理是通過調節(jié)液壓泵每轉的流量來控制橡膠注射機的注射速度，它與比例閥控制系統(tǒng)相比，最大的特點是變閥控為泵控，更好的提高控制性能。比例變量泵控制系統(tǒng)包括比例節(jié)流閥、變量泵、壓力補償閥、安全閥、流量補償閥、比例壓力閥六部分組成，具體的工作原理如下：在此控制系統(tǒng)正常工作時，有兩個獨立的控制回路，其中比例節(jié)流閥和流量補償閥一起組成系統(tǒng)的流量控制回路，是系統(tǒng)實現調速的執(zhí)行結構，主要受比例節(jié)流閥的輸入電信號控制；壓力補償閥和比例壓力閥組成立變量泵的壓力控制回路，是系統(tǒng)的調壓機構，受比例壓力閥的輸入電信號控制，而流量補償閥則用于檢測出供油壓力與負載壓力之差，也就是說，當系統(tǒng)中比例節(jié)流閥的輸入口的壓力與輸出口的壓力相差增大，并且大于系統(tǒng)設定的預設值時，流量補償閥發(fā)生改變，減少變量泵的輸出，降低壓差，從而保持流量恒定；而壓力補償閥對系統(tǒng)起保壓限壓的作用，即當系統(tǒng)壓力在注射過程中逐漸增加，最終達到系統(tǒng)設定的最大壓力時，壓力補償閥迅速改變，使泵的流量減少，達到限壓的目的。

這種比例節(jié)流閥的特點是通過調節(jié)泵每轉的輸入流量來注射成型機的注射速度以及注射的壓力，這種無級變速的調節(jié)方式可以很大程度上解決流量適配和壓力適配問題，而且由于沒有溢流現象，大大減少了能力消耗，使系統(tǒng)發(fā)熱減少，降低了冷卻系統(tǒng)的壓力和能力消耗，提到密封件和其他不耐熱元件的使用壽命。與使用其他控制系統(tǒng)的注射成型機相比，這種控制系統(tǒng)的注射成型機不僅效率高、能耗低，而且使用壽命長，不易出現故障，目前也已經在市場上大面積使用。

以上兩種液壓系統(tǒng)在控制調節(jié)橡膠成型方面都各有特點，它們都把液壓控制的穩(wěn)定、簡單等優(yōu)點在橡膠成型機械上都得到了很好應用。還有其它的橡膠成型機械有些較為復雜的系統(tǒng)，它們通過PLC來控制液壓電磁閥的電信號，實現電信號控制與液壓控制的結合。類似應用在橡膠成型機械的液壓控制系統(tǒng)很多，在這兒就不一一贅述了。

3 液壓技術在橡膠壓塊機中的應用

首先介紹橡膠壓塊機的正常工作過程分為三個步驟，第一步是落料，這時候需要水平的液壓油缸推動活動料筒使散料進入橡膠壓塊機的體腔內；第二步是擠壓成型和長時間保壓，需要水平油缸將壓塊機體腔的上蓋板蓋上兵壓緊，然后由下方的垂直液壓油缸以一定壓力把腔內的散料擠壓并保持一段時間使其逐漸固定成型；第三步是膠塊出腔，需要水平油缸打開上蓋板，垂直油缸上升，推出膠塊，然后再由水平油缸將其推走，送到傳送帶上。

在整個橡膠壓塊成型機工作過程中，液壓系統(tǒng)的作用表現在兩個方面，一個是作為最基本的動力部件存在的，拉動原料，推走料塊，壓力成型等；另一方面是作為控制系統(tǒng)存在的，液壓缸的伸出與收回以及時間的先后等都需要液壓閥來實現。目前壓塊機的液壓控制系統(tǒng)有很多種，如：滑閥式、疊加閥式、比例閥式、伺服閥式等多種形式，但是各種形式的單純閥式的控制總有各種各樣的缺點，如功耗損失大、維護費用高等，為此技術人員設計了專門的液壓控制集成系統(tǒng)，和上文的比例閥控制系統(tǒng)與比例變量泵控制系統(tǒng)類似，將液壓電磁閥與PLC控制器結合，產生電動-液壓復合控制系統(tǒng)，集合了液壓式的高性能與電動控制的迅速節(jié)能的特點。目前，電動-液壓復合控制技術還不是特別成熟，只能用于以下簡單的控制系統(tǒng)，隨著液壓技術與計算機技術的發(fā)展，這種系統(tǒng)必將被大量應用。

4 結論與期望

目前液壓技術在橡膠成型機械的應用范圍非常廣泛，作用也各種各樣，有作為動力直接參與橡膠的生產的，由作為橡膠成型生產的控制系統(tǒng)存在的，也有對橡膠成型生產起輔助作用的（如：橡膠成品或原料的傳送帶），通過這些具體的實例，說明液壓技術以其穩(wěn)定性好、結構簡單、反應迅速等優(yōu)點，在橡膠成型機械領域占有著獨特的地位。

隨著橡膠成型技術和液壓技術的發(fā)展以及生產流程自動化速度的加快，在不遠的將來必然會出現各式各樣的新型橡膠成型機械，同時也必將會出現各種樣式的液壓控制系統(tǒng)或輔助系統(tǒng)，為我們的橡膠生產行業(yè)提供強大的支撐。

參考文獻

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