機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力裝置，包括伺服電機，所述伺服電機側(cè)壁處設(shè)有電纜接口；所述電纜接口通過電纜連有伺服控制器；伺服電機左端設(shè)有液壓泵；伺服電機右端的電機軸上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器；其中，所述液壓泵上設(shè)有吸油口和出油口，所述出油口處設(shè)有出油口法蘭，所述出油口法蘭上設(shè)有壓力傳感器。本實用新型通過控制伺服電機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)壓力和流量控制，提高了能耗效率，減少了系統(tǒng)自身的發(fā)熱量，令整個裝置不再需要配備冷卻系統(tǒng)，進而減少了安裝空間；此外，操作非常方便，即簡化了系統(tǒng)，又壓縮了設(shè)計成本和資源成本，便于實際當(dāng)中的生產(chǎn)控制，有利于更大范圍內(nèi)進行推廣使用，具備較好的實用性。
【專利說明】機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電解鋁生產(chǎn)控制的動力裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的涉及一種機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電解鋁天車控制液壓系統(tǒng)一般安裝在生產(chǎn)車間的移動天車上，通過對回轉(zhuǎn)機構(gòu)、陽極提升機構(gòu)、搬手升降缸機構(gòu)、夾具開啟機構(gòu)、陽極搬手機構(gòu)、打殼裝置升降機構(gòu)、打殼機傾斜等機構(gòu)控制，完成“機械手”式的各個動作，進行電解鋁生產(chǎn)過程的動作控制，它是電解鋁生產(chǎn)過程的動力部分，其質(zhì)量和性能的好壞會直接影響到整個生產(chǎn)過程的生產(chǎn)效率和節(jié)能效率。
[0003]常規(guī)的電解鋁天車液壓控制系統(tǒng)有兩種形式，第一種是具備流量反饋閥組和壓力反饋閥組，采用變量泵+定速電機為動力控制部分的液壓控制系統(tǒng)，其每個控制回路都設(shè)計了一個流量和壓力控制閥組，根據(jù)流量閥和壓力閥的反饋數(shù)值，由泵組的流量伺服閥和壓力伺服閥控制變量泵的斜盤，使得輸出流量和壓力與負(fù)載所需匹配。而第二種是變量泵+定速電機裝置為動力控制部分的液壓控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計了一個比例流量控制閥和一個比例壓力控制閥，根據(jù)各個機構(gòu)回路流量和壓力實際需要，通過編程器給比例流量控制閥和比例壓力控制閥一個數(shù)值來控制變量泵的斜盤，使得輸出流量和壓力與負(fù)載所需匹配。
[0004]而不管是第一種普通流量和壓力反饋控制的液壓系統(tǒng)，還是第二種比例流量和壓力反饋控制的液壓系統(tǒng)，兩者都是通過控制變量泵的斜盤來改變泵的輸出，因此其動態(tài)性能差，機械效率也不是很高。特別是第一種方式，由于壓力和流量反饋會互相影響，所以會造成實際輸出流量和壓力與所調(diào)整的有一定的出入，與機構(gòu)實際所需匹配得不是很好，進而造成系統(tǒng)油液的發(fā)熱問題比較突出。針對此類發(fā)熱問題，普通的液壓系統(tǒng)最常用的方法就是用冷卻水進行水冷，但是，一般的電解鋁天車液壓控制系統(tǒng)是安裝在生產(chǎn)車間的移動航車上隨動的，同時考慮到·生產(chǎn)車間的溫度較高，且系統(tǒng)自身安裝水冷很難實現(xiàn)，所以一般做法只能是使用單獨循環(huán)的風(fēng)冷裝置，但風(fēng)冷的效果很有限，而且會受到安裝空間的限制，所以解決發(fā)熱的問題就顯得非常困難和重要。
[0005]其中，要解決上述的發(fā)熱問題，主要是需要解決電解鋁天車控制裝置的節(jié)能問題，同時，由于是移動裝置，而且受限于現(xiàn)場安裝位置，對控制裝置的外形尺寸的限制也非常嚴(yán)格。而現(xiàn)有技術(shù)還無法很完善的解決目前所存在的各種問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型解決的技術(shù)問題在于提供一種機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力
>J-U ρ?α裝直。
[0007]本實用新型通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn):
[0008]機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力裝置，包括伺服電機，所述伺服電機側(cè)壁處設(shè)有電纜接口 ；所述電纜接口通過電纜連有伺服控制器；伺服電機左端設(shè)有液壓泵；伺服電機右端的電機軸上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器；其中，所述液壓泵上設(shè)有吸油口和出油口，所述出油口處設(shè)有出油口法蘭，所述出油口法蘭上設(shè)有壓力傳感器；所述壓力傳感器與伺服驅(qū)動器之間電路相連。
[0009]其中，伺服電機左端依次設(shè)有聯(lián)軸器和泵架，所述液壓泵設(shè)在泵架左端。
[0010]本實用新型有益之處在于:
[0011]本實用新型裝置不需要壓力控制閥和流量控制閥來進行壓力和流量的控制，而是通過控制伺服電機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)控制，因此使得輸出壓力、流量和實際壓力、所需流量能很好的匹配，提高了能耗效率，減少了系統(tǒng)自身的發(fā)熱量，令整個裝置不再需要配備冷卻系統(tǒng)，進而減少了安裝空間；此外，當(dāng)由于外負(fù)載的變化或液壓沖擊引起壓力超高時，不再需要設(shè)置會使系統(tǒng)設(shè)計變得復(fù)雜的安全閥，而是通過壓力傳感器把數(shù)據(jù)反饋到伺服控制器，由伺服控制器控制電機進行短時間反轉(zhuǎn)，令系統(tǒng)泄壓，操作非常方便，即簡化了系統(tǒng)，又壓縮了設(shè)計成本和資源成本；另外，由于利用伺服控制器對電機的電流實行監(jiān)控，所以能夠簡便的實現(xiàn)過載保護，便于實際當(dāng)中的生產(chǎn)控制，有利于更大范圍內(nèi)進行推廣使用，具備較好的實用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面將結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)描述:
[0013]圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的原理圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0016]本實用新型為電解鋁生產(chǎn)過程的動力部分，用于為控制工具回轉(zhuǎn)機構(gòu)、陽極提升機構(gòu)、搬手升降缸機構(gòu)、夾具開啟機構(gòu)、陽極搬手機構(gòu)、打殼裝置升降機構(gòu)、打殼機傾斜等部件提供匹配的壓力和流量；由于裝置沒有了液壓壓力控制閥組和液壓流量控制閥組，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，重量輕，對裝配空間少，非常適合安裝在移動的航車上隨動。
[0017]具體的，如圖1所示，裝置包括伺服電機1，伺服電機I側(cè)壁處設(shè)有電纜接口 9 ;所述電纜接口 9通過電纜連有伺服控制器3 ;所述伺服電機I左端依次設(shè)有聯(lián)軸器4和泵架5，所述泵架5左端設(shè)有液壓泵2，伺服電機I與液壓泵2之間通過聯(lián)軸器4和泵架5進行連接；同時，伺服電機I右端的電機軸上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器6,轉(zhuǎn)速傳感器6與伺服電機I之間電路相連；其中，所述液壓泵2上設(shè)有吸油口和出油口，吸油口與油箱連接，所述出油口處設(shè)有出油口法蘭8，所述出油口法蘭8上設(shè)有壓力傳感器7 ;所述壓力傳感器7與伺服驅(qū)動器3之間電路相連。
[0018]伺服控制器3 —般安裝在主控制室里，根據(jù)工藝要求，可以對伺服控制器3進行預(yù)設(shè)各個回路的壓力和流量參數(shù)，伺服驅(qū)動器3為整體裝置的控制中樞，其集成智能化PLC運算邏輯模塊，能夠編寫壓力、流量、電機保護電流等預(yù)設(shè)值，能夠接受壓力反饋信號和轉(zhuǎn)速傳感器信號并進行運算出偏差值，調(diào)整壓力和流量實際所需的輸出轉(zhuǎn)速值，以及控制伺服電機I的轉(zhuǎn)速，啟動、轉(zhuǎn)向和超載保護等，其中，所述伺服控制器3通過控制伺服電機I的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)對液壓壓力和流量的控制。
[0019]伺服電機I為變頻可調(diào)速伺服電機，其體積比普通電機小40%左右，有助于減少整體裝置的安裝空間。
[0020]轉(zhuǎn)速傳感器6用于將伺服電機I的角速度轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號反饋到伺服驅(qū)動器3。
[0021]壓力傳感器7用于將液壓泵2的出油口的壓力信號轉(zhuǎn)換為電流或電壓信號反饋到伺服驅(qū)動器3。
[0022]液壓泵2優(yōu)選低慣量定量內(nèi)嚙合齒輪泵。
[0023]實際生產(chǎn)中，現(xiàn)有技術(shù)涉及到液壓的壓力控制都會由壓力閥來調(diào)整，但實際的液壓壓力是由負(fù)載決定的，當(dāng)壓力閥的調(diào)整數(shù)值比實際壓力要求低時，系統(tǒng)流量全部從壓力閥以熱能的形式釋放，沒有工作流量；當(dāng)壓力閥的調(diào)整數(shù)值與實際壓力一樣時，流量有一部分從壓力閥以熱能的形式釋放，實際工作流量減少；當(dāng)壓力閥的調(diào)整數(shù)值比實際壓力要求高時，泵輸出的流量全部工作，但當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)運動到位置后，實際壓力就變成了比較高的壓力閥調(diào)整的壓力，流量全部從壓力閥以熱能的形式釋放。以上情況都是系統(tǒng)發(fā)熱的主要原因，即實際輸出的壓力與實際負(fù)載所需的壓力不能很好的匹配，進而產(chǎn)生了熱能使系統(tǒng)發(fā)熱。
[0024]而本實用新型則是通過控制伺服電機I的轉(zhuǎn)速來控制流量和壓力，實際輸出流量由伺服電機I的轉(zhuǎn)速與液壓泵2的排量決定，在執(zhí)行機構(gòu)運動過程中，流量按需供給，壓力傳感器7實時監(jiān)測其運動狀態(tài)下的壓力(即負(fù)載所需的實際壓力)，在執(zhí)行機構(gòu)運動到位或需要保壓時，伺服控制器3通過壓力傳感器7反饋的壓力變化趨勢，可判斷執(zhí)行機構(gòu)已經(jīng)到位，不再輸出流量，即時改變伺服電機I轉(zhuǎn)速。這時候把液壓泵系統(tǒng)的泄漏作為一個溢流負(fù)載，壓力不是通過壓力閥來調(diào)定，而是根據(jù)實際壓力的監(jiān)測和預(yù)設(shè)值，由伺服控制器3進行計算并輸出一個轉(zhuǎn)速，這個轉(zhuǎn)速只保證液壓泵2的輸出能用來維持系統(tǒng)所需壓力的流量，對外則沒有流量輸出，這樣就能很好的匹配負(fù)載壓力，消除無功能耗，也就減少了發(fā)熱。
[0025]具體如圖2所示，根據(jù)電解鋁生產(chǎn)工藝需要，對各個執(zhí)行機構(gòu)的各個過程壓力和流量參數(shù)進行預(yù)設(shè)，伺服控制器3根據(jù)壓力和流量的指令，計算出伺服電機I的轉(zhuǎn)速，驅(qū)動液壓泵2動作，輸出相應(yīng)的壓力和流量；伺服電機I上的轉(zhuǎn)速傳感器6把實際的轉(zhuǎn)速值反饋至伺服控制器3，由伺服控制器3對數(shù)據(jù)進行比較調(diào)整輸出值；設(shè)于液壓泵2的出油口上的壓力傳感器7對壓力實時測量并把數(shù)據(jù)反饋至伺服控制器3計算，進行實時調(diào)整輸出，形成一個閉環(huán)控制。
【權(quán)利要求】
1.機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力裝置，其特征在于包括伺服電機(1)，所述伺服電機(I)側(cè)壁處設(shè)有電纜接口(9);所述電纜接口(9)通過電纜連有伺服控制器(3);伺服電機(I)左端設(shè)有液壓泵(2);伺服電機(I)右端的電機軸上設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力裝置，其特征在于所述的液壓泵(2)上設(shè)有吸油口和出油口，所述出油口處設(shè)有出油口法蘭(8)，所述出油口法蘭(8)上設(shè)有壓力傳感器(7);所述壓力傳感器(7)與伺服驅(qū)動器(3)之間電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力裝置，其特征在于所述的伺服電機(I)左端依次設(shè)有聯(lián)軸器(4)和泵架(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的機電液一體化的電解鋁生產(chǎn)控制動力裝置，其特征在于所述的液壓泵(2)設(shè)在泵架(5)左端。
【文檔編號】F15B11/02GK203430878SQ201320510855
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】陳志宏, 吳杰 申請人:陳志宏, 吳杰