200T电池极片轧机液压伺服系统设计(3)

2019-04-15 15:37

当前,国内市场内普通型轧机不少,严格意义上的无牌坊轧机及短变应力很少见,而AGC电池极片轧机国内还处于研发试制阶段。不过,就国内外整个电池极片辊压机的发展趋势来看,大家都向高辊压精度、高生产率、操作上的高自动化发展,电池极片的自由程序轧制可能在3-5年内实现。

第二章 电池极片轧机的主要技术参数和要求

§2-1 甲方提供的极片轧机主要技术参数

(一)两辊轧机采用工作辊平衡; (二)最大轧制力:双侧200T;

(三)最大工作速度:5mm/s,快抬速度:20mm/s; (四)压下液压缸最大行程:20mm; (五)动态性能要求:

序号 名称 1 2 3 4 系统幅频宽 阶跃响应 性能指标 单位 备注 12 Hz -3dB (0.1mm幅值) 38ms/0.1mm T μm 压力控制偏差 1 位置偏差 2 §2-2 初选极片轧机系统参数

(一)系统压力和缸径初选

初选系统压力Ps?16MPa,缸径300/240-25mm, 则单缸最大轧制力:

?/4*0.322*16*106??/4*(0.322?0.242)*106?125

双侧则为220T。

但是要确定轧机应该长期工作在150T位置上,这一点很重要。液压动力机构

能输出200T的力,但是速度很慢,也就是说动特性很差。

如果按照最佳匹配取作为供油压力,系统供油压力将提高,或者继续增加液压缸面积,加大系统的流量。 (二)背压的选取

本轧机是二辊轧机,轧辊和轴承尺寸如下图:

图2-1 轴系尺寸示意图

图2-2 轴承座尺寸示意图

可动部件的质量为:

0.8?2?4?0.75?7.8?0.71?0.82?0.22?7.8?4000kg

如果是系统需要伺服液压缸杆腔背压压力回程,那么压力就需要克服可动部

件的重力:

4000?10?1.2?0.3?42?0.242??1.88MPa

但是在轧机系统中,通常有平衡机构,就是用平衡缸将辊系可动部件重力平衡掉,并且还有一定的过平衡系数,这时背压腔的压力就是保持有杆腔始终通有油液,这时候值可以取得很小,本例中只取1MPa。

这个值的选取并不影响系统的动态特性,系统的动态特性与无杆腔的压力及供油压力有关,背压的恒值对其无影响。但是要注意背压腔基本上是减压溢流的形式,其动态特性对系统会有一定的影响。

而在系统出现特殊情况需要快抬的时候,可以将背压腔压力增大些,提高启动速度,防止出现缠辊的事故。 (三)流量计算

系统在正常压制时、快下时及快抬时有不同的速度,对应流量也不相同。 (1)正常压制时,按最大速度v=5mm/s计算:

?/4*0.322*0.005*1000*60?24.1L/min

双侧则为48.2L/min ,

取比例系数1.1的话,需要流量47 L/min,压力16MPa; (2)快抬时压下缸流量, 按快抬速度v=20mm/s计算:

?/4*(0.322?0.242)*0.02*1000*60?42.4L/min

双侧则为84.4L/min,工作压力小于8MPa。

§2-3 电池极片轧机元件的初选

(一)液压泵的选取

根据极片轧机快抬时双侧压下缸的流量,所选泵为力士乐A10VSO45DR,排量为45cm3,流量45?1450?65L/min,加上蓄能器可以满足流量需求。 (二)伺服阀的选取

选取伺服阀:根据执行元件按照最佳负载匹配条件求得的最大负载流量和压力,计算伺服阀的压降,再根据和计算伺服阀样本对应参数,按照样本给出的阀压降和样本给出的额定负载流量选伺服阀型号及规格。方法如下:

(1)计算阀压降

1?Pv?Ps?5.33MPa

3这里要注意轧机中采用的是单腔控制,故单腔的压降就是5.33MPa。 (2)伺服阀样本对应参数,最大负载流量,阀压降计算样本中给定流量:

QVS?QLM?PVS/?PV?21.2?3.5/5.33?17.2L/min

这里要注意的是阀的样本中给定的是双边7MPa(145PSI=1MPa)时的流量,而换算成单边的就只要是3.5MPa。

再根据伺服阀样本压降及额定流量,选取伺服阀型号。

注意:为补偿一些未知因素,建议额定流量选择要大10%。采用19L/min的Moog伺服阀G761-3003H19。


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