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

引言

一、直線電機行業(yè)介紹
搗固機是由直線電機構(gòu)成的，在介紹搗固機前，先介紹下直線電機的優(yōu)點機行業(yè)應(yīng)用，直線電機的優(yōu)點，直線位移機構(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)給機構(gòu)的直線電機可分為同步電動機和異步電動機。直線電機結(jié)構(gòu)緊湊、功率損耗小、快移速度高、加速度高、運動噪聲低等優(yōu)點，直線電機 驅(qū)動方式與旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動方式的最大區(qū)別是，取消了從電動機到工作臺之間的一切機械中間傳動環(huán)節(jié)，實現(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。

1. 在工業(yè)與自動化中的應(yīng)用
由于直線電機有其自身獨特的優(yōu)點，因此在機械設(shè)備和機床中的機電一體化方面得到廣泛應(yīng)用，如直線電機驅(qū)動的沖床，電磁錘、螺旋壓力機、電磁打箔機、壓鑄機和型材軋制牽引機等。在機械加工機床中用于往復(fù)運動的動力源—直線電磁驅(qū)動裝置在車銑、刨、磨、插、鋸、拉等機床中得到應(yīng)用，替代傳統(tǒng)機械傳動裝置。在激光機械、半導(dǎo)體制造設(shè)備上也應(yīng)用了直線電機驅(qū)動的X-Y工作臺。以及用于組合機床自動化生產(chǎn)機床間直線電機驅(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)中的直線電機驅(qū)動真空斷路器，用于選礦的直線電機鐵磁分離器。 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)行機構(gòu)。
2. 在交通運輸業(yè)中的應(yīng)用
直線電機技術(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)展上是一個很大的突破，除此之外，還有直線電機驅(qū)動的電磁推進(jìn)器，直線電機驅(qū)動的地鐵，直線電機驅(qū)動的公路高速電動車等。
3. 在物料輸送與搬運方面的應(yīng)用
直線電機在各種物料輸送和搬運方面具有獨特的優(yōu)勢，例如：在垂直輸送方面有直線電機電梯、升降機；在平面輸送方面有直線電機驅(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、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)方面直線電機也得到廣泛應(yīng)用，如：直線電機驅(qū)動的門與門鎖、窗與窗簾、床、餐桌、椅等，達(dá)有用直線電機驅(qū)動的洗衣機、干燥機、晾衣架、電動工具、搬手、擰緊裝置等。
5. 直線電機在計算機及辦公設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用
在計算機光驅(qū)設(shè)備，輸入輸出設(shè)備當(dāng)中，如數(shù)字掃描儀、打印機、都采用了直線電機驅(qū)動。在辦公設(shè)備中如繪圖、筆式記錄儀等直線電機也得到應(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。在醫(yī)療儀器中已經(jīng)出現(xiàn)了直線電機驅(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。玩具業(yè)也大量使用了直線電機。

二、 直線電機驅(qū)動搗固機與傳統(tǒng)搗固機優(yōu)勢
 

1. 傳統(tǒng)搗固機工作原理
通過電機減速機，利用減速機輸出軸旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器、變速機構(gòu)、凸輪軸系、凸輪緣圓周運動，將搗固錘拋起400mm，錘桿通過上、下部機架、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)的圓周運動將搗固錘上下拋起，實現(xiàn)連續(xù)搗固
2. 傳統(tǒng)搗固機出現(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)則運動，致使搗固減速機在搗固過程中受到不均勻的外力的碰撞，經(jīng)過長時間的不規(guī)則運動，造成減速機齒輪打齒。
3) 機架開裂問題由于原機架設(shè)計的鋼結(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)則運動的擊打和搗固過程中的震動力，日積月累，搗固機機架鋼結(jié)構(gòu)疲勞作業(yè)，造成機架開裂。
4) 彈性元件損壞問題由于原導(dǎo)向機構(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，費用高，影響生產(chǎn)。

三、 采用GTAKE變頻直線電機方案
1、 直線電機搗固機組成
單錘搗固機組成，有一臺GK600-4T132G/160L,四臺直線電機，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，四臺直線電機為并聯(lián)方式
變頻器同時為四臺電機供電，采用V/F控制方式。
控制參數(shù)

四、吉泰科控制機控制系統(tǒng)優(yōu)勢
1. 采用變頻器驅(qū)動直線電機工作效率提高，在運行高度都在400mm,傳統(tǒng)搗固機運行次數(shù)在60次左右，采用變頻器驅(qū)動直線電機運行次數(shù)在67次左右。
2. 由于錘桿與電機線圈間的間隙在2mm左右，間隙小，不存在傳統(tǒng)搗固機砸錘現(xiàn)象。
3. 直線電機為直驅(qū)方式運行，沒有減速機，不存在減速機的磨損與維修，減少了故障點。
4. 老式搗固機為摩擦式，摩擦片要經(jīng)常更換保養(yǎng)，曾加維護成本，維修時間，并且故障率高，影響生產(chǎn)，變頻直線電機式搗固機沒有摩擦片，節(jié)約維護成本維護時間。
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、摩擦片等機械裝置減小了設(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)得到多個場合應(yīng)用，得到廠家認(rèn)可，長期使用，運行平穩(wěn)，控制效果優(yōu)秀，獲得用戶好評。