sz100800注塑机节能改造与动态特性研究硕士学位论文.docx

sz100800注塑机节能改造与动态特性研究硕士学位论文.docx

《sz100800注塑机节能改造与动态特性研究硕士学位论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《sz100800注塑机节能改造与动态特性研究硕士学位论文.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

sz100800注塑机节能改造与动态特性研究硕士学位论文

sz-100-800注塑机节能改造与动态特性研究--硕士学位论文

sz-100-800注塑机节能改造与动态特性研究--硕士学位论文分类号UDC密级编号硕士学位论文SZ-100/800注塑机节能改造与动态特性研究SZ-100/800InjectionMoldingMachineEnergyConservationTransformationandDynamicCharacteristicResearch学位申请人：

王丽英指导教师：

杨建玺教授一级学科：

机械工程二级学科：

机械制造及其自动化学位类别：

工学硕士2015年04月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。

据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

研究生签名：

日期：

关于论文使用授权的说明本人完全了解河南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：

学校拥有对所有学位论文的复制权、传播权、汇编权及其它使用权（特殊情况需要保密的论文应提前说明，但在解密后应遵守此规定）。

需要保密的论文请填写：

本学位论文在年月至年月期间需要保密，解密后适用本授权书。

（需要保密的学位论文无须向图书馆提供论文的电子文档）研究生签名：

导师签名：

日期：

摘要摘要注塑机是塑料行业的重要生产设备，随着科学技术的不断进步，注塑机控制技术也随着工业技术的发展而日新月异。

目前，国内注塑机的控制系统种类繁多，但是，在我国目前很多企业仍存在着大量的传统全液压注塑机。

由于其生产过程电源供给功率基本不变，而不同工艺过程所需工作流量和压力不同，这种老式的注塑机其油泵的供油量却不能随之改变，因此产生了大量的能源浪费。

鉴于注塑机应用越来越广泛和节能减排的需求，注塑机的机械结构、控制模式，以及工艺条件进行最小耗能优化设计成为必然趋势，对已有的注塑机进行节能改造具有较大的理论意义和工程实用价值。

本文针对企业大量的全液压驱动注塑机现状，分析了节能改造的可能性，给出了基于伺服驱动液压系统的注塑机节能改造方案。

该系统采用高性能永磁同步电机驱动定量泵，通过改变永磁同步电机的扭矩和转速等参数来控制定量泵的输出流量和压力，进而达到调节执行元件速度的目的。

该系统具有闭环控制灵活、控制精度高、调速范围广、高效、节能、低噪音等优点。

在对现有全液压驱动注塑机节能改造的基础上，对伺服驱动液压系统的动态性能进行深入研究，为改善其系统动态性能和进一步拓展广泛应用打下基础。

在查阅大量的国内外相关文献基础上，分析了注塑机的组成、工作原理和工作过程，在此基础上对节能系统进行全面的分析，提出了适合型号SZ-100/800全液压注塑机的节能改造方案，给出了伺服驱动液压系统，并对伺服控制元件进行了选型。

根据矢量控制原理，建立了永磁同步电机的数学模型、液压泵控执行机构的数学模型、伺服驱动液压系统的数学模型和阀控液压缸数学模型，应用MATLAB/Simulink对伺服驱动系统和阀控液压缸系统分别进行仿真研究，通过分析结构参数转动惯量J、排量Dp、机构参数A1、、、V1、CP等参数对其系统动态性能的影响，对伺服驱动液压系统动态性能的改善提出了措施（减小转动惯量J、总泄露系数、液压缸总容积V1、系统负载和增大排量Dp、油液体积弹性模量等因素），提高了系统的动态特性。

实验与仿真结果对比，验证了模型建立的正确性。

研究结果表明，基于伺服驱动液压系统的注塑机节能改造方案是合理的，节能效果显著，达37%之多；合理的选用伺服驱动液压系统的结构参数能有效的改善系统的动态性能。

关键词：

注塑机；伺服驱动液压系统；系统建模；结构参数；动态特性论文类型：

应用基础研究VIIABSTRACTABSTRACTTheInjectionMoldingMachineisanimportantproductionequipmentofplasticsindustry.Alongwiththeprogressofscienceandtechnology,theInjectionMoldingMachinecontroltechnologyisalsochangingrapidlywiththedevelopmentofindustrialtechnology.Atpresent,therearesomanydifferentkindsofInjectionMoldingMachinecontrolsysteminthedomestic;however,alargenumberoftraditionalhydraulicInjectionMoldingMachinestillexistsinmanyenterprisesinourcountry.Intheproducingprocess,thepowersupplypowerisbasicallyunchanged,duetothedifferenceoftheflowandpressure,respectively,indifferenttechnologicalprocess,thefuelsupplyofthepumpcouldnotchangeinthepaceofdifferentflowandpressure,therefore,alargeamountofenergyarewasted.InviewoftheapplicationoftheInjectionMoldingMachineismoreandmorewidelyandthedemandofenergysaving,themechanicalstructure,controlmode,aswellastheoptimizationdesignoftheleastenergyconsumption,becomeaninevitabletrend,andthemodificationofexistingInjectionMoldingMachinewillbeagreattheoreticalsignificanceandpracticalvalueintheengineering.AccordingtothestatusoffullyhydraulicdrivenInjectionMoldingMachine,thispaperanalysisallthepossibilitiesofenergysaving,thenputforwardthereformschemeforenergysaving,basedontheexistingservodrivenhydraulicsystemofInjectionMoldingMachine.Usinghigh-performancepermanentmagnetsynchronousmotordrivenbythedosingpump,thepurposeofadjustingactuatorspeedwillbeachieved,bychangingtheparameters（torque,speed,etc.）ofpermanentmagnetsynchronousmotortocontrolthepumpoutputflowandpressure.Thesystemhasadvantagesofflexibleclosed-loopcontrol,highcontrolprecision,widespeedrange,highefficiency,energysavingandlownoise,etc.Basedontheenergysavingofexistingfullhydraulicinjectionmoldingmachine,thispapermadethethoroughresearchofdynamicperformanceoftheservo-drivenhydraulicsystem,inordertoimprovethedynamicperformanceofthesystemandlaythefoundationforthefurtherapplication.Onthebasisofconsultingrelatedliteraturedomesticandabroad,thispaperanalysesthecomposition,workingprincipleandprocessoftheInjectionMoldingMachine.Afterthecomprehensiveanalysisabouttheenergysavingsystem,severalschemesareputforwardbasedonthemodelSZ-100/800fullhydraulicInjectionMoldingMachine,withstatingthemodelofmodifiedservo-drivenhydraulicsystemandtypeselectionofservocontrolelements.Accordingtotheprincipleofvectorcontrol,themathematicalmodelwereestablishedofpermanentmagnetsynchronousmotor,hydraulicpumpcontrolactuator,servo-drivenhydraulicsystemandvalve-controlledhydrauliccylinder,andthesimulationresearchwereperformedfortheservodrivesystemandhydraulicvalvecontrolledcylindersystembyuseoftheMATLAB/Simulink.Afteranalysisallthesystemdynamicperformanceinfluencedbythestructuralparameters,suchasthemomentofinertiaJ,displacementDp,themechanismparametersA1,,,V1,CP,etc.,someimprovementmeasures