电动推杆和电液动推杆在纯碱生产中应用浅析

2018-08-21，，

纯碱工业 2018年4期

，，

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

纯碱生产过程涉及许多物料输送环节，特别是经过煅烧工序以后物料呈粉粒状，此后的输送过程已无法再通过各类管道阀门来调节流量，目前生产过程中多利用插板阀来控制物料流量。随着科技的发展风门、阀门、闸门、挡板等开合设施的驱动机构已不再单单依靠气动执行机构或液动执行机构，不用再设空压站、液压站等辅助装置，可利用电动推杆来完成上述开合设施的驱动。

1 电动推杆的特点及应用

电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用，还可实现远距离控制、集中控制或自动控制。电动推杆由驱动电机、减速器、丝杠、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳及控制开关等组成，如图1所示。工作原理是电动机经减速器减速后，带动一对丝杠螺母，把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作[1]。

1.推杆 2.外壳 3.丝杠 4.螺母 5.导套、弹簧、滑座 6.控制开关 7.减速器 8.驱动电机图1 电动推杆结构示意图

电动推杆可以根据不同的应用负荷而设计，推力范围大，运行速度快。利用电动推杆作为驱动机构可实现精准控制、同步控制，控制原理图如2所示。丝杠螺母(或蜗轮蜗杆)传动结构有绝对动载自锁功能，增加设备运行的安全性，利用这一自锁功能当电动推杆工作时达到所需开度就无需再供电，节能效果显著。推杆行程到达极限位置，内部螺母触角压制限位开关断开电源，使电机不再转动，这时推杆自动停止工作，达到很好的超载保护作用，使电机或构件不被损坏，还可配置安全离合器或过载压力传感器防过载。

电动推杆自上世纪八十年代投用于工业生产后，凭借其动作平稳可靠、控制精准、耗能少、适用范围广，可实现自动控制、集中控制和远程控制等特点被广泛推广。电动推杆可适应纯碱生产过程高温、高湿、粉尘含量高和腐蚀性强的环境，在物料输送过程被用于控制阀门、闸门等设施开合，应用广泛。

2 电液动推杆的特点

随着电动推杆在工业生产中应用的深入，人们对其性能的要求也越来越高，要求有更高的推动力、更好的启动控制性能、更便于安装维护、更节能，在此背景下电动推杆的另一类型电动液压推杆—简称电液动推杆应运而生。

图例：QF—低压断路器 KM—交流接触器 KH—熔断器 SQ1、SQ2—位置开关XT—端子排 GD、RD—指示灯 SB1、SB2—按钮图2 电动推杆控制原理图

电液动推杆，是一种机、电、液一体化的新型柔性传动机构，它以执行机构(油缸)、控制机构(液压控制阀组)和动力源(油泵电机等)组成，如图3所示。工作原理是：电动机通过正反转驱动双向液压泵正反输出压力油，经液压控制阀送至油缸，可实现活塞杆的往复运动[2]。

1.推杆 2.驱动电机 3.油缸 4.油泵 5.液压控制阀组图3 电液动推杆结构示意图

电液动推杆内部设有溢流阀，当活塞杆所受外力超过额定的输出力或活塞已达到终点，这时油缸内油压增高到调定的压力，溢流阀迅速而准确的溢流，实现过载自动保护，电机虽在转动，但不会烧毁。该机构还具有自锁功能，电液推杆的油路集成块中设计了压力自锁机构，当推杆动作到一定位置后，压力油处于保压状态，电机无需运转推杆亦可保持在工作状态。

除此之外电液动推杆具有其他驱动机构无法比拟的优点，如可以负荷启动，可以在其推力、拉力范围内实行无极调节，且能耗在同等工况下仅为电动推杆的一半。除此之外，电液推杆采用全液压传动，动作灵敏、运行平稳，能有效地缓冲外来冲击力，且全封闭结构便于安装和维修，在恶劣的环境中不吸尘、不进水，内部不锈蚀，因而使用寿命较长。

3 电液动推杆在生产中应用实例

鉴于电液动推杆可靠的结构、稳定的性能、精准的控制以及较低的能耗，其在工业生产中的应用越来越广泛，目前我公司电动插板阀的驱动机构大部分为电液动推杆，尤其是2018年的技改项目“筛分楼废料仓自动化升级改造”将电液动推杆应用于颚式闸门的控制。

电液动颚式闸门由电液动推杆驱动实现闸门的开合，具有输出力量大、结构紧凑、空间小、操作灵活、工作平稳可靠和拆装维护方便等优点，如图4所示。本项目对颚式闸门的控制，不仅实现了现场控制、DCS远程控制，还将控制按钮引入操作岗位实现了远程集中控制，实现了三种控制方式的统一，控制原理图如图5所示。由图5可以看出电液动推杆不仅可以通过自身结构中的溢流阀进行过载保护，当该结构失效时还可以通过控制系统的热继电器进行过载保护。本项目在进行电气设计时还将颚式闸门开合位置状态引入DCS，以便实时观察闸门位置，控制物料流动。