GK400型密炼机液压系统的分析与改进

聂永增　谭新辉

摘 要：文章以GK400密炼机为研究对象，对密炼机的液压系统进行具体分析，设计分析完成的液压系统具有以下特点：先进液压系统、方便维护、备件易于采购、利于生产，努力使文章对密炼机的液压系统选型和生产有所帮助。希望通过对本课题的设计和研究，为以后在社会生产实践中打下坚实的理论和实践基础。

关键词：密炼机；液压系统；主泵组

1 引言

密炼机是在开炼机的基础上发展起来的一种高强度间隙性的混炼设备，主要用于塑料的混炼及其它物料的混合等。密炼机的技术进步主要表现在下述三个方面：

（1）向大功率、大容量和高转速发展

功率从几十千瓦到1000KW、2000KW甚至更高，同时也从一个电机驱动发展到两个电机驱动。容量从几L、几十L，发展到了270L、320L、400L甚至更高，转子速度从原来的20r/min、40r/min、60r/min，到目前已发展到80r/min，甚至80r/min以上，同时有的密炼机由直流电机驱动，可任意调节其转速与速比。

（2）系列化、联动化和自动化

（3）完善、提高和创新

匹配了取料比较准确、工作比较可靠的上辅机；下辅机由螺杆连续补充混炼压片设备取代了开炼机，并由双螺杆的下辅机逐步取代单螺杆的下辅机；各种构型的转子及其相对应的密炼机不断涌现，如销钉转子密炼机、同步转子密炼机以及可调距转子密炼机等等；由液压驱动上顶栓取代了风压驱动上顶栓；由计算机的全自动监控操作取代了手动和半自动操作。

2 GK400型密炼机液压系统分析

2.1 GK400型密炼机液压系统工作原理分析

上顶栓部分：主要用来做压砣的升降控制和炼胶时压胶力的平稳性控制。

油源部分：主要用来给系统供压力油。

加料门部分：控制加料口开关，给密炼腔加如胶料。

卸料门部分：控制卸料口的开关，以达到卸料的目的。

锁紧块部分：控制锁紧快的伸出和缩回，以达到锁紧和松开卸料门的目的。

2.2 原液压系统在实际使用中存在问题

蓄能器容量和压力等级不匹配，工作极不稳定，胶囊易损坏，不能稳定保持系统压力，造成磁组电接点压力表及先导溢流阀长时间处于工作状态，缩短其寿命。同时也使油泵长期处于负荷工作状态。油温高、不易冷却，造成各密封件老化速度加快，且使油液变质快，更换频繁。

本文通过对液压系统的参数计算，对蓄能器重新选型，以解决该问题。

3 GK400型密炼机液压系统设计改进

3.1 给定条件

工作温度：5°C-～60°C；系统压力18MPa；压砣重1.8t；顶栓行程1.5m～1.6m；上顶栓运动时间7～8秒；卸料门的质量m（880kg）；卸料门重心当转动轴轴线的距离L（关门时，回转体质心距回转中心380mm）；卸料门转动角度（165度）；锁紧机构斜面正压力约为190KN；卸料门自垂直位置向左转动？兹（65度）角。油源为系统提供动力，合理选择和配置液压能源及相关辅件是保证液压伺服系统长期可靠工作的重要因素。液压伺服系统对液压能源的要求较为严格，通常要求选用独立的液压能源。有如下要求：

（1）能提供系统足够的压力、流量，以满足负载的需要，同时又不造成能量及设备的浪费。

（2）保持恒定的油温，以提高系统性能并延长元件的使用寿命。

（3）保持压力恒定，减小压力波动，以提高响应能力。

（4）保证油液的清洁度，以提高伺服系统的工作可靠性，并防止空气进入，以免影响系统的稳定性和快速性。

3.2 对液压系统的设计改进

3.2.1 密炼机液压系统压力流量计算

当泵处于大排量低压输出状态，同时给蓄能器充液，当系统压力达到溢流阀的设定压力时，溢流阀开始溢流，二位阀的右位由于节流口的存在，压力低于左位的压力，阀芯向右运动，左位接通，压力油进入变量油缸的无杆腔，变量油缸处于差动连接，由于回油路上的节流口存在，当流量较小时，部分油都经过节流口回油箱，变量油缸进油量小，活塞运动缓慢，泵变量缓慢，当流量增加，大量的油进入变量油缸的无杆腔，活塞快速向左运动，实现泵的快速变量。在变量时，泵的输出压力是恒定的，这样就实现了恒压变量的目的。

当系统需要大流量时，电磁阀6断电，右位工作，二位二通阀5左右两端压力相等，故阀的右位工作，此时，控制泵变量的变量油缸的有杆腔为高压油，无杆腔和油箱相连，活塞向右运动，使得泵斜盘斜度减小，泵的排量增加。

当系统需要小流量时，电磁阀6得电，左位工作，二位二通阀5左端和油箱相接，故阀的左位工作，此时，控制泵变量的变量油缸的有杆腔和无杆腔都为高压油，实现差动连接，活塞向左运动，使得泵斜盘斜度增大，泵的排量减小。

轴向柱塞变量泵与电机之间由法兰连接，通过联轴器将轴向柱塞变量泵的输入轴与电机的输出轴相连。轴向柱塞变量泵的轴与电机轴必须平行且传动叉应共线。

4 结束语

由于橡胶业的迅猛发展，密炼机有很大的发展空间，并且保持着迅速发展的势头。我国密炼机发展相对落后，这更需要努力的研究发展和开拓创新。

本文主要是对GK400密炼机液压原理进行分析，并对主泵组进行实用性的选型和设计，以实用性为标准。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册[M].第四版第4卷.北京：化学工业出版社，2002.1.

[2]蔡春源.机电液设计手册，第一版中卷[M].北京：机械工业出版社，-沈阳：东北大学出版社，1997.1.

[3]章宏甲.黄谊.液压传动[M].机械工业出版社，2000.9.

[4]黄志坚，袁周.液压设备故障诊断与监测实用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.7.

[5]唐国俊，李健镔.橡胶机械设计[M].北京：化学工业出版社，1995.5.endprint

摘 要：文章以GK400密炼机为研究对象，对密炼机的液压系统进行具体分析，设计分析完成的液压系统具有以下特点：先进液压系统、方便维护、备件易于采购、利于生产，努力使文章对密炼机的液压系统选型和生产有所帮助。希望通过对本课题的设计和研究，为以后在社会生产实践中打下坚实的理论和实践基础。

关键词：密炼机；液压系统；主泵组

1 引言

密炼机是在开炼机的基础上发展起来的一种高强度间隙性的混炼设备，主要用于塑料的混炼及其它物料的混合等。密炼机的技术进步主要表现在下述三个方面：

（1）向大功率、大容量和高转速发展

功率从几十千瓦到1000KW、2000KW甚至更高，同时也从一个电机驱动发展到两个电机驱动。容量从几L、几十L，发展到了270L、320L、400L甚至更高，转子速度从原来的20r/min、40r/min、60r/min，到目前已发展到80r/min，甚至80r/min以上，同时有的密炼机由直流电机驱动，可任意调节其转速与速比。

（2）系列化、联动化和自动化

（3）完善、提高和创新

匹配了取料比较准确、工作比较可靠的上辅机；下辅机由螺杆连续补充混炼压片设备取代了开炼机，并由双螺杆的下辅机逐步取代单螺杆的下辅机；各种构型的转子及其相对应的密炼机不断涌现，如销钉转子密炼机、同步转子密炼机以及可调距转子密炼机等等；由液压驱动上顶栓取代了风压驱动上顶栓；由计算机的全自动监控操作取代了手动和半自动操作。

2 GK400型密炼机液压系统分析

2.1 GK400型密炼机液压系统工作原理分析

上顶栓部分：主要用来做压砣的升降控制和炼胶时压胶力的平稳性控制。

油源部分：主要用来给系统供压力油。

加料门部分：控制加料口开关，给密炼腔加如胶料。

卸料门部分：控制卸料口的开关，以达到卸料的目的。

锁紧块部分：控制锁紧快的伸出和缩回，以达到锁紧和松开卸料门的目的。

2.2 原液压系统在实际使用中存在问题

蓄能器容量和压力等级不匹配，工作极不稳定，胶囊易损坏，不能稳定保持系统压力，造成磁组电接点压力表及先导溢流阀长时间处于工作状态，缩短其寿命。同时也使油泵长期处于负荷工作状态。油温高、不易冷却，造成各密封件老化速度加快，且使油液变质快，更换频繁。

本文通过对液压系统的参数计算，对蓄能器重新选型，以解决该问题。

3 GK400型密炼机液压系统设计改进

3.1 给定条件

工作温度：5°C-～60°C；系统压力18MPa；压砣重1.8t；顶栓行程1.5m～1.6m；上顶栓运动时间7～8秒；卸料门的质量m（880kg）；卸料门重心当转动轴轴线的距离L（关门时，回转体质心距回转中心380mm）；卸料门转动角度（165度）；锁紧机构斜面正压力约为190KN；卸料门自垂直位置向左转动？兹（65度）角。油源为系统提供动力，合理选择和配置液压能源及相关辅件是保证液压伺服系统长期可靠工作的重要因素。液压伺服系统对液压能源的要求较为严格，通常要求选用独立的液压能源。有如下要求：

（1）能提供系统足够的压力、流量，以满足负载的需要，同时又不造成能量及设备的浪费。

（2）保持恒定的油温，以提高系统性能并延长元件的使用寿命。

（3）保持压力恒定，减小压力波动，以提高响应能力。

（4）保证油液的清洁度，以提高伺服系统的工作可靠性，并防止空气进入，以免影响系统的稳定性和快速性。

3.2 对液压系统的设计改进

3.2.1 密炼机液压系统压力流量计算

当泵处于大排量低压输出状态，同时给蓄能器充液，当系统压力达到溢流阀的设定压力时，溢流阀开始溢流，二位阀的右位由于节流口的存在，压力低于左位的压力，阀芯向右运动，左位接通，压力油进入变量油缸的无杆腔，变量油缸处于差动连接，由于回油路上的节流口存在，当流量较小时，部分油都经过节流口回油箱，变量油缸进油量小，活塞运动缓慢，泵变量缓慢，当流量增加，大量的油进入变量油缸的无杆腔，活塞快速向左运动，实现泵的快速变量。在变量时，泵的输出压力是恒定的，这样就实现了恒压变量的目的。

当系统需要大流量时，电磁阀6断电，右位工作，二位二通阀5左右两端压力相等，故阀的右位工作，此时，控制泵变量的变量油缸的有杆腔为高压油，无杆腔和油箱相连，活塞向右运动，使得泵斜盘斜度减小，泵的排量增加。

当系统需要小流量时，电磁阀6得电，左位工作，二位二通阀5左端和油箱相接，故阀的左位工作，此时，控制泵变量的变量油缸的有杆腔和无杆腔都为高压油，实现差动连接，活塞向左运动，使得泵斜盘斜度增大，泵的排量减小。

轴向柱塞变量泵与电机之间由法兰连接，通过联轴器将轴向柱塞变量泵的输入轴与电机的输出轴相连。轴向柱塞变量泵的轴与电机轴必须平行且传动叉应共线。

4 结束语

由于橡胶业的迅猛发展，密炼机有很大的发展空间，并且保持着迅速发展的势头。我国密炼机发展相对落后，这更需要努力的研究发展和开拓创新。

本文主要是对GK400密炼机液压原理进行分析，并对主泵组进行实用性的选型和设计，以实用性为标准。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册[M].第四版第4卷.北京：化学工业出版社，2002.1.

[2]蔡春源.机电液设计手册，第一版中卷[M].北京：机械工业出版社，-沈阳：东北大学出版社，1997.1.

[3]章宏甲.黄谊.液压传动[M].机械工业出版社，2000.9.

[4]黄志坚，袁周.液压设备故障诊断与监测实用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.7.

[5]唐国俊，李健镔.橡胶机械设计[M].北京：化学工业出版社，1995.5.endprint

摘 要：文章以GK400密炼机为研究对象，对密炼机的液压系统进行具体分析，设计分析完成的液压系统具有以下特点：先进液压系统、方便维护、备件易于采购、利于生产，努力使文章对密炼机的液压系统选型和生产有所帮助。希望通过对本课题的设计和研究，为以后在社会生产实践中打下坚实的理论和实践基础。

关键词：密炼机；液压系统；主泵组

1 引言

密炼机是在开炼机的基础上发展起来的一种高强度间隙性的混炼设备，主要用于塑料的混炼及其它物料的混合等。密炼机的技术进步主要表现在下述三个方面：

（1）向大功率、大容量和高转速发展

功率从几十千瓦到1000KW、2000KW甚至更高，同时也从一个电机驱动发展到两个电机驱动。容量从几L、几十L，发展到了270L、320L、400L甚至更高，转子速度从原来的20r/min、40r/min、60r/min，到目前已发展到80r/min，甚至80r/min以上，同时有的密炼机由直流电机驱动，可任意调节其转速与速比。

（2）系列化、联动化和自动化

（3）完善、提高和创新

匹配了取料比较准确、工作比较可靠的上辅机；下辅机由螺杆连续补充混炼压片设备取代了开炼机，并由双螺杆的下辅机逐步取代单螺杆的下辅机；各种构型的转子及其相对应的密炼机不断涌现，如销钉转子密炼机、同步转子密炼机以及可调距转子密炼机等等；由液压驱动上顶栓取代了风压驱动上顶栓；由计算机的全自动监控操作取代了手动和半自动操作。

2 GK400型密炼机液压系统分析

2.1 GK400型密炼机液压系统工作原理分析

上顶栓部分：主要用来做压砣的升降控制和炼胶时压胶力的平稳性控制。

油源部分：主要用来给系统供压力油。

加料门部分：控制加料口开关，给密炼腔加如胶料。

卸料门部分：控制卸料口的开关，以达到卸料的目的。

锁紧块部分：控制锁紧快的伸出和缩回，以达到锁紧和松开卸料门的目的。

2.2 原液压系统在实际使用中存在问题

蓄能器容量和压力等级不匹配，工作极不稳定，胶囊易损坏，不能稳定保持系统压力，造成磁组电接点压力表及先导溢流阀长时间处于工作状态，缩短其寿命。同时也使油泵长期处于负荷工作状态。油温高、不易冷却，造成各密封件老化速度加快，且使油液变质快，更换频繁。

本文通过对液压系统的参数计算，对蓄能器重新选型，以解决该问题。

3 GK400型密炼机液压系统设计改进

3.1 给定条件

工作温度：5°C-～60°C；系统压力18MPa；压砣重1.8t；顶栓行程1.5m～1.6m；上顶栓运动时间7～8秒；卸料门的质量m（880kg）；卸料门重心当转动轴轴线的距离L（关门时，回转体质心距回转中心380mm）；卸料门转动角度（165度）；锁紧机构斜面正压力约为190KN；卸料门自垂直位置向左转动？兹（65度）角。油源为系统提供动力，合理选择和配置液压能源及相关辅件是保证液压伺服系统长期可靠工作的重要因素。液压伺服系统对液压能源的要求较为严格，通常要求选用独立的液压能源。有如下要求：

（1）能提供系统足够的压力、流量，以满足负载的需要，同时又不造成能量及设备的浪费。

（2）保持恒定的油温，以提高系统性能并延长元件的使用寿命。

（3）保持压力恒定，减小压力波动，以提高响应能力。

（4）保证油液的清洁度，以提高伺服系统的工作可靠性，并防止空气进入，以免影响系统的稳定性和快速性。

3.2 对液压系统的设计改进

3.2.1 密炼机液压系统压力流量计算

当泵处于大排量低压输出状态，同时给蓄能器充液，当系统压力达到溢流阀的设定压力时，溢流阀开始溢流，二位阀的右位由于节流口的存在，压力低于左位的压力，阀芯向右运动，左位接通，压力油进入变量油缸的无杆腔，变量油缸处于差动连接，由于回油路上的节流口存在，当流量较小时，部分油都经过节流口回油箱，变量油缸进油量小，活塞运动缓慢，泵变量缓慢，当流量增加，大量的油进入变量油缸的无杆腔，活塞快速向左运动，实现泵的快速变量。在变量时，泵的输出压力是恒定的，这样就实现了恒压变量的目的。

当系统需要大流量时，电磁阀6断电，右位工作，二位二通阀5左右两端压力相等，故阀的右位工作，此时，控制泵变量的变量油缸的有杆腔为高压油，无杆腔和油箱相连，活塞向右运动，使得泵斜盘斜度减小，泵的排量增加。

当系统需要小流量时，电磁阀6得电，左位工作，二位二通阀5左端和油箱相接，故阀的左位工作，此时，控制泵变量的变量油缸的有杆腔和无杆腔都为高压油，实现差动连接，活塞向左运动，使得泵斜盘斜度增大，泵的排量减小。

轴向柱塞变量泵与电机之间由法兰连接，通过联轴器将轴向柱塞变量泵的输入轴与电机的输出轴相连。轴向柱塞变量泵的轴与电机轴必须平行且传动叉应共线。

4 结束语

由于橡胶业的迅猛发展，密炼机有很大的发展空间，并且保持着迅速发展的势头。我国密炼机发展相对落后，这更需要努力的研究发展和开拓创新。

本文主要是对GK400密炼机液压原理进行分析，并对主泵组进行实用性的选型和设计，以实用性为标准。

参考文献

[1]成大先.机械设计手册[M].第四版第4卷.北京：化学工业出版社，2002.1.

[2]蔡春源.机电液设计手册，第一版中卷[M].北京：机械工业出版社，-沈阳：东北大学出版社，1997.1.

[3]章宏甲.黄谊.液压传动[M].机械工业出版社，2000.9.

[4]黄志坚，袁周.液压设备故障诊断与监测实用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.7.

[5]唐国俊，李健镔.橡胶机械设计[M].北京：化学工业出版社，1995.5.endprint