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      摘要：介紹搗固機(jī)控制工藝，提出電氣控制系統(tǒng)的控制策略,設(shè)計(jì)變頻器控制方案。采用GKAKE變頻器驅(qū)動直線電機(jī)，取得滿意的運(yùn)行效果。

      一、 直線電機(jī)行業(yè)介紹

     搗固機(jī)是由直線電機(jī)構(gòu)成的，在介紹搗固機(jī)前，先介紹下直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)機(jī)行業(yè)應(yīng)用，直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，直線位移機(jī)構(gòu)的傳動元件和執(zhí)行元件相結(jié)合。按能量轉(zhuǎn)換定理，進(jìn)給機(jī)構(gòu)的直線電機(jī)可分為同步電動機(jī)和異步電動機(jī)。直線電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、功率損耗小、快移速度高、加速度高、運(yùn)動噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，直線電機(jī) 驅(qū)動方式與旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動方式的最大區(qū)別是，取消了從電動機(jī)到工作臺之間的一切機(jī)械中間傳動環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了“零傳動”，避免了絲杠傳動中的反向間隙、慣性、摩擦力和剛性不足等缺點(diǎn)。

     1. 在工業(yè)與自動化中的應(yīng)用

  
     由于直線電機(jī)有其自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此在機(jī)械設(shè)備和機(jī)床中的機(jī)電一體化方面得到廣泛應(yīng)用，如直線電機(jī)驅(qū)動的沖床，電磁錘、螺旋壓力機(jī)、電磁打箔機(jī)、壓鑄機(jī)和型材軋制牽引機(jī)等。在機(jī)械加工機(jī)床中用于往復(fù)運(yùn)動的動力源—直線電磁驅(qū)動裝置在車銑、刨、磨、插、鋸、拉等機(jī)床中得到應(yīng)用，替代傳統(tǒng)機(jī)械傳動裝置。在激光機(jī)械、半導(dǎo)體制造設(shè)備上也應(yīng)用了直線電機(jī)驅(qū)動的X-Y工作臺。以及用于組合機(jī)床自動化生產(chǎn)機(jī)床間直線電機(jī)驅(qū)動傳送線，用于浮法玻璃生產(chǎn)線上的熔融金屬攪拌器。用于電網(wǎng)中的直線電機(jī)驅(qū)動真空斷路器，用于選礦的直線電機(jī)鐵磁分離器。 用于冶金工業(yè)中的電磁泵、液態(tài)金屬攪拌器。用于紡織工業(yè)中的直線電機(jī)驅(qū)動的電梭子、割麻裝置以及各種自動化儀表和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

     2. 在交通運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用

     直線電機(jī)技術(shù)在磁懸浮列車方面是很重要的應(yīng)用，在交通技術(shù)發(fā)展上是一個(gè)很大的突破，除此之外，還有直線電機(jī)驅(qū)動的電磁推進(jìn)器，直線電機(jī)驅(qū)動的地鐵，直線電機(jī)驅(qū)動的公路高速電動車等。

     3. 在物料輸送與搬運(yùn)方面的應(yīng)用

      直線電機(jī)在各種物料輸送和搬運(yùn)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，例如：在垂直輸送方面有直線電機(jī)電梯、升降機(jī)；在平面輸送方面有直線電機(jī)驅(qū)動的郵政包件分揀輸送線、行李分揀輸送線、鋼材生產(chǎn)輸送線、電氣、電子、機(jī)械加工生產(chǎn)線、食品加工線、制藥生產(chǎn)線等各種工業(yè)加工線、裝配線、檢測線，商場、醫(yī)院等場合的物料輸送及立體倉庫的搬運(yùn)、立體汽車庫的調(diào)度等。

     4. 在民用與建筑業(yè)方面的應(yīng)用

     在民用與建筑業(yè)方面直線電機(jī)也得到廣泛應(yīng)用，如：直線電機(jī)驅(qū)動的門與門鎖、窗與窗簾、床、餐桌、椅等，達(dá)有用直線電機(jī)驅(qū)動的洗衣機(jī)、干燥機(jī)、晾衣架、電動工具、搬手、擰緊裝置等。

     5. 直線電機(jī)在計(jì)算機(jī)及辦公設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用

     在計(jì)算機(jī)光驅(qū)設(shè)備，輸入輸出設(shè)備當(dāng)中，如數(shù)字掃描儀、打印機(jī)、都采用了直線電機(jī)驅(qū)動。在辦公設(shè)備中如繪圖、筆式記錄儀等直線電機(jī)也得到應(yīng)用。

     6. 在軍事、醫(yī)療及其它方面

     目前國外已把直線電機(jī)應(yīng)用到電磁炮、潛艇、軍用仿真設(shè)施中，在衛(wèi)星和宇宙飛船上也采用了一些直線電機(jī)。在醫(yī)療儀器中已經(jīng)出現(xiàn)了直線電機(jī)驅(qū)動的人工心臟、盲人觸覺模擬器以及在電療、磁療按摩捶擊等方面也應(yīng)用了直線電機(jī)。玩具業(yè)也大量使用了直線電機(jī)。

      二、 直線電機(jī)驅(qū)動搗固機(jī)與傳統(tǒng)搗固機(jī)優(yōu)勢
  

      1. 傳統(tǒng)搗固機(jī)工作原理

      通過電機(jī)減速機(jī)，利用減速機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器、變速機(jī)構(gòu)、凸輪軸系、凸輪緣圓周運(yùn)動，將搗固錘拋起400mm，錘桿通過上、下部機(jī)架、導(dǎo)向裝置將錘桿準(zhǔn)確進(jìn)入煤槽。通過凸輪軸系連續(xù)的圓周運(yùn)動將搗固錘上下拋起，實(shí)現(xiàn)連續(xù)搗固

      2. 傳統(tǒng)搗固機(jī)出現(xiàn)的問題

1) 砸錘問題由于錘桿與導(dǎo)向裝置之間存在間隙較大，在搗固過程中，受外力的作用下，搗固錘無法垂直落入煤槽，造成砸錘。
2) 減速機(jī)齒輪打齒問題由于導(dǎo)向不準(zhǔn)確，搗固錘在搗固過程中經(jīng)常擺動，迫使搗固錘做無規(guī)則運(yùn)動，致使搗固減速機(jī)在搗固過程中受到不均勻的外力的碰撞，經(jīng)過長時(shí)間的不規(guī)則運(yùn)動，造成減速機(jī)齒輪打齒。
3) 機(jī)架開裂問題由于原機(jī)架設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)較軟，部分受力部位薄弱，再加上搗固錘的自重約400Kg，受無規(guī)則運(yùn)動的擊打和搗固過程中的震動力，日積月累，搗固機(jī)機(jī)架鋼結(jié)構(gòu)疲勞作業(yè)，造成機(jī)架開裂。
4) 彈性元件損壞問題由于原導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向不準(zhǔn)確，搗固錘桿在搗固過程中的擺動，彈性元件受外力擊打，造成頻繁損壞。
5) 設(shè)備容損件維護(hù)不方便，搗固桿的摩擦片要定期更換，如在生產(chǎn)中有摩擦片脫落擠在偏心輪里，致使搗固桿無法起錘，這種問題處理方式：放開固定絲，取出摩擦片，放下?lián)v固桿，更換新的摩擦片與搗固桿，維修周期長，費(fèi)用高，影響生產(chǎn)。

      三、 采用GTAKE變頻直線電機(jī)方案

      1、 直線電機(jī)搗固機(jī)組成

      單錘搗固機(jī)組成，有一臺GK600-4T132G/160L,四臺直線電機(jī)，額定功率17.5KW，額定電流35A，額定推力2500N，級數(shù)六級，功率因數(shù)0.54,一根480Kg錘桿，臺架，導(dǎo)向輪及輔助機(jī)械，電控系統(tǒng)有西門子S7-300PLC與Wincc組成。

      2、 變頻器驅(qū)動直線電機(jī)，四臺直線電機(jī)為并聯(lián)方式

      變頻器同時(shí)為四臺電機(jī)供電，采用V/F控制方式。

      控制參數(shù)
 

      四、 吉泰科控制機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)勢

      1. 采用變頻器驅(qū)動直線電機(jī)工作效率提高，在運(yùn)行高度都在400mm,傳統(tǒng)搗固機(jī)運(yùn)行次數(shù)在60次左右，采用變頻器驅(qū)動直線電機(jī)運(yùn)行次數(shù)在67次左右。

      2. 由于錘桿與電機(jī)線圈間的間隙在2mm左右，間隙小，不存在傳統(tǒng)搗固機(jī)砸錘現(xiàn)象。

      3. 直線電機(jī)為直驅(qū)方式運(yùn)行，沒有減速機(jī)，不存在減速機(jī)的磨損與維修，減少了故障點(diǎn)。

      4. 老式搗固機(jī)為摩擦式，摩擦片要經(jīng)常更換保養(yǎng)，曾加維護(hù)成本，維修時(shí)間，并且故障率高，影響生產(chǎn)，變頻直線電機(jī)式搗固機(jī)沒有摩擦片，節(jié)約維護(hù)成本維護(hù)時(shí)間。
 

     5. 設(shè)備穩(wěn)定性提高，增加生產(chǎn)效率，有與原理不同，沒有減速機(jī)、摩擦片等機(jī)械裝置減小了設(shè)備重量，在同等重量下臺架的使用壽命增長。

      五、結(jié)束語

      以上解決方案，已經(jīng)得到多個(gè)場合應(yīng)用，得到廠家認(rèn)可，長期使用，運(yùn)行平穩(wěn)，控制效果優(yōu)秀，獲得用戶好評。

      關(guān)于吉泰科          

                                                                      
      吉泰科電氣以自主知識產(chǎn)權(quán)的電力電子技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)為基礎(chǔ)，致力于打造國際一流的技術(shù)平臺，以行業(yè)內(nèi)一流的產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案服務(wù)于國際、國內(nèi)的中、高端客戶。吉泰科一直圍繞客戶的需求持續(xù)創(chuàng)新，與合作伙伴開放合作，為客戶提供全方位的配套驅(qū)動解決方案，創(chuàng)造最大價(jià)值。目前其產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于驅(qū)動行業(yè)各中、高端場合。

      公司始終堅(jiān)持“以奮斗者為本”的理念，在經(jīng)營方面秉承自主創(chuàng)新、精誠團(tuán)結(jié)的企業(yè)精神，采用現(xiàn)代化企業(yè)經(jīng)營理念，利用現(xiàn)代化管理工具，使企業(yè)的業(yè)務(wù)流程規(guī)范、高效。

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