冷室壓鑄機(jī)液壓泵與電動(dòng)機(jī)的關(guān)系

陳應(yīng)林，陳書輝，蔡恒志，何 巖

（1.力勁集團(tuán)深圳領(lǐng)威科技有限公司，廣東深圳 518109；2.華中科技大學(xué) 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢 430074）

壓鑄機(jī)在進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)時(shí)，機(jī)器穩(wěn)定性與加工現(xiàn)場工況息息相關(guān)，工況改變則可能造成壓鑄機(jī)因故障而停機(jī)。從故障的出現(xiàn)到機(jī)器恢復(fù)正常生產(chǎn),此時(shí)間的長短很大程度上取決于設(shè)備維修人員自身技能的高低與經(jīng)驗(yàn)的豐富程度。而設(shè)備維修人員自身技能與經(jīng)驗(yàn)都與理論基礎(chǔ)有關(guān)，理論基礎(chǔ)相當(dāng)于一把鑰匙，通過對故障進(jìn)行理論分析，能夠幫助維修人員快速準(zhǔn)確地查找出異常點(diǎn)，解決實(shí)際生產(chǎn)中的故障，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。結(jié)合實(shí)際機(jī)器的工況，機(jī)器故障多與電壓、電流、壓力、速度的異常有關(guān)，為進(jìn)一步了解彼此之間的關(guān)系，理清壓鑄機(jī)發(fā)生故障的原因，本文對冷室壓鑄機(jī)的液壓泵、電動(dòng)機(jī)與熱繼電器進(jìn)行了詳細(xì)地設(shè)計(jì)計(jì)算與選型，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)配合，達(dá)到節(jié)能增效與經(jīng)濟(jì)最優(yōu)化[1]。

1 液壓泵選型

本文研究對象為冷室壓鑄機(jī)，以某知名品牌的壓鑄機(jī)DCM280T 為例，詳細(xì)分析如何進(jìn)行相關(guān)部件的參數(shù)計(jì)算與選型。

液壓泵是壓鑄機(jī)一個(gè)非常重要的元器件，直接影響壓鑄機(jī)的壓力與速度性能，為了達(dá)到使用要求及生產(chǎn)工藝要求，需要對液壓泵進(jìn)行嚴(yán)密的選型設(shè)計(jì)計(jì)算。一般來說，壓力決定負(fù)載,流量決定速度，所以液壓泵可以根據(jù)速度選型?？紤]到機(jī)器性能要求及節(jié)能要求，液壓泵通常采用雙聯(lián)葉片泵，具體型號為2520V21A14，雙聯(lián)葉片泵示意圖與選型示意圖如圖1 所示。

2 電動(dòng)機(jī)選型

通常壓鑄機(jī)的電動(dòng)機(jī)均采用4 極馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速1470r/min；液壓泵則有兩個(gè)，一大一小，分別選21A 與14 液壓泵，均為雙聯(lián)葉片泵，則各個(gè)油泵的流量計(jì)算如下。

（1）21A 液壓泵流量:

式中，q1為21A 液壓泵流量；V1為21A 液壓泵排量；n 為液壓泵轉(zhuǎn)速。

（2）14 液壓泵流量:

式中，q2為14 液壓泵流量；V1為14 液壓泵排量；n 為液壓泵轉(zhuǎn)速。

圖1 雙聯(lián)葉片泵示意圖與選型示意圖

考慮到機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性，不需要兩個(gè)液壓泵同時(shí)達(dá)到最高壓力，因此可根據(jù)大泵的最高壓力選取電動(dòng)機(jī)型號。通常壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)壓力選用為14MPa（140bar），則電動(dòng)機(jī)功率為：

式中，W 為電動(dòng)機(jī)功率；P 為系統(tǒng)壓力；q 液壓泵流量。

考慮到通常電動(dòng)機(jī)選型需要有10%～25%的過載量，根據(jù)電機(jī)生產(chǎn)商現(xiàn)有的規(guī)格，取電動(dòng)機(jī)功率為18.5kW，，具體型號為YE2-180M-4 C52，電動(dòng)機(jī)外觀圖與銘牌如圖2 所示，電動(dòng)機(jī)詳細(xì)參數(shù)如表1 所示。

3 熱繼電器選型

圖2 電動(dòng)機(jī)外觀圖與銘牌圖

表1 電動(dòng)機(jī)詳細(xì)參數(shù)表

確定了電動(dòng)機(jī)規(guī)格，則相應(yīng)電氣元器件可根據(jù)相電流/線電流確定。相電流/線電流的計(jì)算公式如下：

式中，I線為線電流；W 為電動(dòng)機(jī)功率；U 為電壓；Cosθ 為電動(dòng)機(jī)功率因素；η 為電動(dòng)機(jī)效率。

式中，I相為相電流。

通常電動(dòng)機(jī)在工作時(shí),需要使用熱繼電器來保護(hù)電動(dòng)機(jī)正常使用，熱繼電器的選用則是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的相電流選取。此外交流接觸器、空氣開關(guān)和電線的直徑(承載電流)也是根據(jù)相電流進(jìn)行選用。此處我們以熱繼電器保護(hù)開關(guān)的選用為例，簡要介紹如何選用相應(yīng)電氣元器件。熱繼電器具體型號為LRD22C，圖片如圖3 所示。

圖3 熱繼電器外觀圖與電流范圍圖

經(jīng)查閱可知，Schneider 的熱繼電器LRD22C的規(guī)格參數(shù)為:額定電流Ie為16～24A。

經(jīng)檢驗(yàn)，此熱繼電器的規(guī)格滿足馬達(dá)相電流I相的要求，故可以采用此熱繼電器.

4 結(jié)論

液壓泵與電動(dòng)機(jī)是壓鑄機(jī)最重要的兩個(gè)部件，通過對液壓泵、電動(dòng)機(jī)相關(guān)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與選型，可幫助設(shè)備維修人員全面了解壓鑄機(jī)，理清液壓泵、電動(dòng)機(jī)之間的配合關(guān)系，有助于壓鑄機(jī)的節(jié)能優(yōu)化，達(dá)到高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保多方面要求。