液压机自动调速机构

李国赣 陈新华

摘要：在不同工況中液压机运作速度需要得到调节，但以往液压机并不具备自动调速功能，往往需要人手动控制，实际操作比较繁琐，因此为了解决这些问题有必要对液压机自动调速机构进行研究。对此本文研究中将阐述液压机自动调速机构的设计方案，利用自动调速控压装置及配套调速控制方法来实现自动调速，文中将分析具体设计方法与控制方法。

关键词：液压机;自动调速机构;调速控制

0.引言

液压机的主要功能是利用液体来形成压力，这样人们可以利用这种压力对某种事物进行挤压，或单纯的施加压力，此举可起到加工或临时控制作用，因此液压机是相关生产活动中非常重要的机械设备。但在不同工况中，实际活动需要的压力存在差异，若液压机给予的压力过大或者过小都会造成负面影响，因此如何根据实际需求对液压机压力进行控制就成为了一项值得思考的问题，而在液压机压力大小与运作速度大小之间的关系上可知，运作速度越大/小，则压力越大/小，说明设计一个自动调速机构就能够实现液压机压力自动化控制，对此进行研究具有一定现实意义。

1.自动调速机构设计方法

1.1总体方案

本文液压机自动调速机构主要由无刷电机驱动机构、挤压机测速限位机构、速度限位机构、同步带轮减速机构以及控制系统组成，其中无刷电机驱动机构安装于挤压机调压阀附近空位，且在两者中间位置安装了同步带轮减速机构，借助该机构将无刷电机驱动机构、挤压机调压阀连接。随后将速度限位装置安装于同步带减速装置同步带左右两端，并让挤压测速限位机构的可动端与液压机可动端全面连接。最终为了实现自动化调速，设计中还安置了控制系统。

1.2控制执行层设计

自动调速机构的控制功能主要由控制构件，因此这些控制构件所组成的单元既为控制执行单元，在设计架构的层次划分上也被成为控制执行层。本文设计中控制执行层主要与控制指令通信层紧密连接，且两者之间存在交互关系，即控制执行层可以将控制执行情况发送到控制指令通信层，而控制指令通信层可以向控制执行层发送指令，促使控制执行层执行指令，实现自动调速。在控制执行层设计方法上，首先以无刷电机驱动机构、挤压机测速限位机构、速度限位机构、同步带轮减速机构为基础，依照总体方案设计形式进行安装、组合，这样在无刷电机驱动机构的运作下可使液压机得到动力，随之开始运作，同时也给挤压机测速限位机构、速度限位机构、同步带轮减速机构提供动力，其次通过挤压机测速限位机构的运作，将实时获取液压机当前运作速度，获取信息将发送到通信层中，并由通信层将信息传输给控制终端，而控制终端会根据预设标准对实际速度信息进行判断，若实际速度不符合预设标准，则会对速度限位机构进行控制，即根据实际速度信息与预设标准之间的差值确认控制参数，随后参数会通过通信层发送给速度限位机构，促使速度限位参数依指令而变化，由此对同步带轮减速机构进行控制，促使同步带轮减速机构的运作速度保持在当前标准化的速度限位数值上，这样就成功执行自动控制指令[1]。

1.3控制指令通信层设计

可以将控制指令通信层视为本文设计方案中的中间层，其坐落于控制执行层与控制终端之间，间接将两者连接，具体功能见上文（1.2控制执行层设计）。在设计中主采用信号通信技术来实现通信，大体可分为两个步骤：（1）因为在控制执行层当中挤压机测速限位机构是负责获取信息的部件，所以将其作为通信层的一端，主要负责发送速度载信息信号，设计中主要在挤压机测速限位机构的电路中安置信号通信装置即可;（2）考虑到信号通信装置是安置在挤压机测速限位机构电路中的，因此其传输的初始信号格式为电信号，这种信号格式属于控制终端不可读取格式，说明必须对信号格式进行转换，对此在通信中间安置了换能器，该装置可以将电信号展转换为脉冲信号，由此控制终端即可进行读取，随后作出判断，并生成指令[2]。

1.4控制终端层设计

控制终端层是自动调速机构的最高层，主要功能在于依照标准判断实际速度，再根据速度差值生成指令，借助通信层实现液压机自动化控制。控制终端层主要由微机系统来实现，在微机系统上设计控制软件，同时做好预设标准设置，控制软件具有数据展示功能，能够将从通信层传输而来的实时信息（实时信息既为液压机当前运作速度）绘制成数据曲线图，根据曲线图可知液压机当前速度是否符合标准、控制指令是否被执行、控制指令执行情况，根据这些信息，控制终端层可以进行自主判断。同时考虑到某些需要人工介入控制流程的情况，在控制终端层控制软件设计中设置了人工操作模式，该模式属于备用运作模式（自动化控制模式为默认运作模式），人工可以通过微机系统的组合键来实现模式切换，在人工操作模式下控制终端层不会生成控制指令（其他功能继续自动运作），完全由人工设定，待人工不需要操作时，再次使用组合键即可切换到自动运作模式，或者系统在一分钟内未接收到任意人工操作指令，会自动切换运作模式。

2.自动调速机构测试

为了校验本文所设计的液压机自动调速机构的有效性，下文将结合案例进行实际测试，具体内容如下。

2.1测试案例

考虑到测试结果的实际性，先进行测试案例选型，对此为了体现本液压机自动调速机构泛用性，选择了一种比较常见的液压机。

2.2测试方案与结果

在所选液压机基础上，依照以上（1.自动调速机构设计方法）方案进行了改造，并进行了初步运作测试，结果显示改造后该液压机速度可控，说明以上方法至少具备调速控制功能。而为了进一步了解自动调速机构的性能，还需要进行下一步测试，即首先设置测试指标（见表2），其次进行为期24h的自动化控制运作，同时依照指标对系统自动化控制运作成果进行统计，以便后续分析，最后可以将液压机运作速度上调，使其超过预设标准，随之再次开启自动调速机构，观察其是否能够准确无误的对当前速度进行合理控制。依照测试方案进行了测试，结果显示本液压机自动调速控压装置及控制方法表现良好，可实现速度与压力的自动化控制，过程顺畅无异常，具有一定应用价值。

3.结语

综上，本文提出了一种液压机自动调速机构设计方案，依照该方法得到了自动调速机构，文中对设计方案进行了详细的阐述，介绍了机构的基本运作原理。随后为了校验本液压机自动调速机构的实效性进行了测试，测试所采用的液压机属于常见液压机，因此若本液压机自动调速机构在该液压机上应用有效，就说明机构泛用性良好，可以应用于多个领域，对此依照测试结果可知，在各项测试指标上本液压机自动调速机构表现良好，全面达标，实际应用中可起到实现自动控制，保持产品生产的一致性，提高产品合格率与生产效率的作用。

参考文献

[1]于英刚，许洪刚，张华，等.直流调速总线系统在机械压力机上的应用[J].锻压装备与制造技术，2014，49（004）：58-60.

[2]王坤宋.电机调速与伺服驱动技术在压力机中的运用[J].经济技术协作信息，2019（11）：79.