液压控制回路（精选7篇）
液压控制回路 篇1
摘要：摊铺机是公路施工项目中必需的重要机械设备, 熨平板则是摊铺机内部结构的重要装置, 摊铺机可以将沥青混凝土基层平整、均匀的铺设在路面上靠的就是熨平板。随着机械技术的进步, 液压系统不再被单一使用于机械设备主运动装置, 通过对液压系统的改良设计, 许多机械设备所能做到的机械动作具备可调节、多方位功能, 这对于降低工程成本、加快工程进度都是有益的。文章主要是以RP602/RP802型多功能摊铺机为例, 通过对RP602/RP802型多功能摊铺机的熨平板的液压控制回路的机械原理阐述, 并参照伸缩熨平板摊铺机日常的作业环境与实际使用情况对这类液压可伸缩熨平板装置摊铺机的故障进行分析。
关键词：摊铺机,熨平板,液压系统,故障分析
1 RP602/RP802型多功能摊铺机熨平板的结构组成与特点
RP602/RP802型多功能摊铺机熨平板的主要组成机械动作装置有:主熨平装置、加宽熨平装置、拱度调节机构、振捣机构、振动机构;RP602/RP802型多功能摊铺机的熨平板属于可伸缩熨平板, 它的特点是以一块基本固定的熨平板为主熨平板, 在主熨平板的前面与后面的左、右两端分别设置用于加宽的熨平板, 其宽度与主熨平板的宽度相同, 通过液压装置对其进行伸缩折叠动作的控制, 当两块熨平副板完全缩回时, 与主熨平板相重叠, 宽度与主熨平板相同, 当两块副板完全伸出去时摊铺机摊铺作业时能摊铺的最大宽度, 可以根据实际施工要求进行组合调整, 可满足不同宽度路面的摊铺工作。
2 RP602/RP802型多功能摊铺机熨平板的液压回路控制原理
2.1 多泵多回路的混合系统
RP602/RP802型多功能摊铺机的熨平板为无级可调振动频率575熨平板, 它的液压系统主要由多泵多回路的混合系统所组成, 所用泵体为电控变量泵;整体系统可分为多泵多回路开式系统与多泵多回路闭式系统, 所用马达为电控变量马达或定量马达;在摊铺机的各机械运动装置结构上进行双泵组合使用, 行走变量泵上分别装有刮板齿轮泵, 形成了各自的双联泵;将两个螺旋变量泵连在一起形成了变量双联泵;在振捣变量泵上安装了齿轮泵及辅助齿轮泵, 形成了三联泵;以摊铺机的行走液压回路为例, 装有刮板齿轮泵的行走变量泵所构成的行走液压回路为两个相独立的闭式回路, 分别用来下达作业动作与行驶速度的指令;这两个泵都有自己的电控变量马达和电控变量泵, 电控变量马达分为高、低两个档次, 在作业动作命令中的高档次代表行走动作, 低档次代表摊铺动作, 在行驶速度命令中高档次是高速, 低档次是低速;电控变量泵的排量可无极控制, 用来作为每一个动作档位无极调速;这是575熨平板可进行可调、无级变速的原理, 诸多新型多用途的智能摊铺机, 如475熨平板、E600TV熨平板、E600DV熨平板、EV35DV熨平板, 都是基于液压泵体组合回路系统控制的原理。
2.2 单泵多回路系统
多数可伸缩熨平板的辅助液压系统都是单泵多回路液压系统, 且为开式液压系统。它是通过齿轮泵向并排的三路流量阀均匀的向左、右大臂与料斗分配定量的油缸, 使其保持匀速, 用电磁换向阀对大臂的升降与料斗的开合进行控制;操纵电磁阀可对设备熨平装置的浮动、减压、锁定三种动作进行分配, 或者是摊铺作业时的上升、下降、锁定。
3 无级可调振动频率575熨平板液压控制回路故障分析
基于无级可调振动频率575熨平板的液压控制原理, 多数液压系统易发生的故障原因都会是无级可调振动频率575熨平板出现故障的原因, 加之无级可调振动频率575熨平板的液压系统为多液压泵组合, 单个泵体故障或各泵之间相互作用而产生的故障都会造成无级可调振动频率575熨平板的故障。对于液压系统来说, 出现故障的原因多数都是因自身的组件在运作时发生异常情况而造成的, 例如日常检查与定期维护不够及时, 液压油受到污染或使用时间太长而不能及时更换, 这些都是会导致液压系统出现故障的原因。
无级可调振动频率575熨平板的常见故障有:
3.1漏油、渗油:漏油与渗油是液压系统的常见故障, 无级可调振动频率575熨平板出现这种故障情况也是因油路出现了问题, 在大多数的油路出现问题, 产生故障的原因是油路自身的密封装置损坏或者是未安装好, 油路与油管接头处出现松动、液压接头位置出现划痕或磕伤、软管或钢管的爆裂、钢管在工作中受外力发生别劲情况等, 这些原因都会造成漏油或渗油的故障。
3.2异常声响:机械设备在日常作业时会发出较大的声音, 如果在日常作业时出现的声音过于异常, 则说明机械设备已有故障, 无级可调振动频率575熨平板如果出现异常声响有可能液压元件变形而导致管路漏气、紧固件松动, 或者液压缸内液压油油面过低;产生这些故障的原因一方面归咎于日常设备维护的疏忽, 另一方面由于熨平板的作业环境, 造成有异物粘着在熨平板上, 或者其他部件上, 在机械设备正常的运动时, 出现了异物的摩擦损伤。
3.3马达或油缸动作缓慢:引起这种故障的原因多为泵体自身出现了问题, 例如泵体内没有油, 密封件损坏, 回油量过大等;除此之外, 无级可调振动频率575熨平板的机械手臂、连接杆等连接件在作业时如果产生变形, 未能及时处理校正或更换部件, 会在日后的作业时产生作业动作的干涉或者别劲, 持续的这种情况所产生的回力憋坏马达, 造成马达的损坏或报废。
3.4料斗、熨平板自行下落:产生这样故障的原因同样与油缸密封件损坏有关系, 电磁阀的故障也会造成此类故障。
3.5作业环境所引发的突然事件, 也会使机械设备产生故障, 尤其是作为施工工程专用的大型机械设备, 由于自身的作业环境恶劣, 又长时间处于负荷运行, 发生突发事件造成故障是无法避免的, 这样的故障发生时一般都比较突且明显, 对机械设备的损害也是最大的;一般常发生的突发事件有连接装置内部弹簧断裂、电线圈烧坏、密封件突然损坏等, 密封元件、液压系统各连接处、紧固装置与坚固件在安装时由于疏忽而安装不当等, 在进行摊铺作业时, 沥青混凝土材料质量不好, 混有异物, 会对熨平板造成较为严重的损害。
3.6无级可调振动频率熨平板自身性能在作业时产生的故障;尽管液压伸缩式熨平板的两端液压缸可伸缩、无极调整作业长度, 但是此熨平板的刚性比较差, 在作业时就比较容易产生损伤, 有些液压伸缩式熨平板为电加热偏心振动, 如E600DV熨平板, 分料斗并不能贯穿于整个熨平板的摊铺槽在高温的作业环境中更容易粘料, 造成异物对液压油的污染或者异物摩擦损伤。
4 结束语
由于液压伸缩式熨平板摊铺机的液压系统较为复杂, 因此这类摊铺机的液压系统发生故障的原因也是多方面的。深入了解了液压系统的控制回路原理与液压伸缩传动结构, 对故障出现后的解决有较大的帮助, 当发生设备发生故障时, 可以根据发生故障的现象进行分析与判断, 带有目的性的排查发生故障的原因, 这样可以缩小问题范围, 减少在维修时所耗费的时间, 对于故障的解决也可以更准确, 更有效。
参考文献
[1]杨华, 原思聪.浅谈沥青混凝土摊铺机熨平板[J].建设机械技术与管理, 2009 (01) .
[2]孙珍娣.浅谈工程机械液压系统的故障及其排除[J].科技风, 2009 (06) .
[3]马冬梅.浅谈沥青摊铺机部分故障的解决[J].科技风, 2009 (15) .
液压控制回路 篇2
1 液压控制回路的设计
折叠式液控登机梯的基本工作原理为:液压泵输出高压液流, 配合各类液压阀, 驱动液压缸活塞的运动, 完成登机梯的展开、锁定, 登机梯进入工作状态;工作完成后, 液压系统反向驱动液压缸, 自动完成登机梯的收缩折叠, 为下一次工作做好准备。
1电磁换向阀2、3顺序阀4、5液压缸6压力继电器7节流阀8液控单向阀9溢流阀10定量泵11行程开关
考虑到该装置属于中小功率系统, 同时对执行件的响应速度有一定的要求, 因而该装置液压回路的设计采用了节流调速的阀控缸模式[1]。顺序控制策略方面, 出于保证整个装置动作务必准确可靠的考虑, 采用了行程控制与压力控制相结合的方式[2]。综合上述情况, 最终确定登机梯的液压回路见图1所示。
回路驱动的基本原理如下。
展开过程:1YA通电, 电磁换向阀处于左位, 油液进入液压缸4左腔, 活塞右移, 将登机梯梯门推开;此时通向缸5的回路, 由于缸4没有运动到位, 系统的压力较低, 顺序阀3的溢流阀关闭, 单向阀关闭, 缸5的活塞杆静止。当缸4运动到位后, 缸4的活塞杆遇到挡块不能继续运动, 系统压力升高;当达到顺序阀3中溢流阀的设定压力时, 溢流阀打开, 油液经溢流阀3进入缸5的左腔, 活塞杆运动, 推动伸缩式登机梯缓慢伸展, 直至伸缩梯到达预定位置。当伸缩梯到达预定位置后, 缸5的活塞杆运动受阻, 缸5左腔的油压随即升高;当达到压力继电器6所设定的油压后, 压力继电器将1YA切断, 电磁换向阀1回复到中位, 液压泵卸荷。
收缩过程:2YA通电, 电磁换向阀1处于右位, 油液经液控单向阀进入液压缸5的右腔, 活塞杆向右运动, 将伸缩式登机梯收起。当登机梯收缩到位后, 活塞不能继续运动, 缸5的右腔油压逐渐升高, 达到顺序阀2中溢流阀的设定压力后, 溢流阀打开, 油液进入液压缸4的右腔, 活塞杆向左运动, 登机梯门逐渐被关上。当到达行程开关11的位置时, 2YA切断, 电磁换向阀回复到中位, 运动停止。
2 P LC控制系统的设计
该登机梯的液压回路中包含有多个电磁元件, 为保证整个装置运行时的稳定可靠, 同时也使该装置具有一定的柔性, 能根据现场的实际进行灵活调节等, 装置的电磁控制部分采用了小型PLC作为其控制单元。PLC单元在该装置中需负责登机梯液压回路中油泵的启动、停止, 电磁换向阀的切换, 以及登机梯运动过程中的锁定、急停等。综合考虑该装置所需的外部接口的数量, 以及将来的功能扩展和性价比等因素, 系统选择SIMATIC (西门子) S7-200系列作为控制用PLC, 具体的型号为CPU222。
该装置中使用了3个继电器分别控制泵电机的启动、停止和电磁换向阀的切换。由于PLC的驱动电流较小, 不能直接启动电机和电磁换向阀1YA和2YA的电磁铁, 因此需要选用中间继电器K、K1和K2来驱动。SIMATIC S7-CPU222硬件的外部接线现图2所示。
3 登机梯运动控制P LC软件编程
对于S7-CPU222的PLC, 可采用STEP7-Micro/WIN 32软件进行编程。STEP7-Micro/WIN32提供了三种编辑模式创建用户程序, 即梯形图 (LAD) 、助记符 (STL) 和功能块图 (FBD) 。用其中任何一种编辑器编写的程序, 都可以用另外两种来编辑和浏览, 但必须遵循相关的输入规则。从广大工程技术人员的使用习惯及程序易理解程度来说, 梯形图和助记符的编程方式更为常用[3]。
按照登机梯液压回路的控制要求, 编制相应的的控制程序梯形图 (LAD) 见图3所示。
4 结束语
SIMATIC S7-200作为一种通用型的小型PLC系统, 具有运算速度快、存储器容量大、功能强、可靠性高等优点, 被广泛运用于各种有自动化控制要求的场合。将其应用于自主研制的伸缩式折叠登机梯液压回路的控制, 实验结果表明:该装置运行稳定可靠, 承载能力强, 适应性好。此外, 该装置不仅可用于旅客的登机、离机, 亦可用于其它有登高、接引要求的场合, 如物流、消防等, 因而具有很好的工程应用前景。
参考文献
[1]张利平.液压阀原理/使用和维护[M].北京:化学工业出版社, 2005.
[2]王占林.近代液压控制[M].北京:机械工业出版社, 1997.
叉车门架液压回路的改进 篇3
某型14t级叉车门架液压回路由4片换向阀控制,其中2片换向阀控制门架属具动作,1片换向阀控制门架起升动作,1片换向阀控制门架倾斜动作。控制门架属具动作的2片换向阀常用于货叉侧移和调距动作,当叉车门架需要挂装复杂属具(如再增加1个属具缸)时,这2片换向阀就不能满足该种工况需求。若改用片数更多的换向阀,不仅增加制作成本,而且需对现有设计进行较大改动。改进前门架液压回路如图1所示。
1.换向阀组2.管路3、4.侧移缸
2. 改进方案
为解决现有4片换向阀不能满足挂装复杂属具问题,经研究我们决定对门架液压回路进行改进,即在现有换向阀组1的第4片换向阀管路上增加1个二位六通电磁阀3,以满足增加1个属具缸5动作需求。改进后门架液压回路如图2所示。图2中的管路(2、4)用于连接二位六通电磁阀3和属具缸5。
操纵左侧第4片换向阀阀芯,可将压力油通过管路2输入二位六通电磁阀内。压力油通过二位六通电磁阀C3、C4油口进入管路8,再进入侧移缸(6、7),推动侧移缸(6、7)动作,以实现货叉的侧移。如果变更侧移缸(6、7)管路连接方式,可实现其他种类属具动作。
1.换向阀组2、4、8.管路3.二位六通电磁阀5.属具缸6、7.侧移缸
按下二位六通电磁阀控制开关,该电磁阀阀芯就会移动到左位。此时操纵左侧(第4片)换向阀阀芯,压力油通过二位六通电磁阀C1、C2油口进入管路4,再进入属具缸5,推动属具缸5动作,以实现门架挂装复杂属具所需完成的动作(如夹持、旋转、推出等)。松开二位六通电磁阀控制开关,该电磁阀阀芯就会移动到右位,又可以完成侧移缸(6、7)的动作。
3. 改进效果
铣床夹紧装置的液压回路设计 篇4
关键词：铣床,夹紧装置,液压系统,设计
0 引言
铣床是机床的一种, 主要是利用铣刀在工件上加工多种表面的机床, 通过工件与铣刀的进给运动, 可以对平面和沟槽进行加工, 也可以对各种曲面及齿轮等进行加工。相比于刨床, 铣床的工作效率更高, 在机械制造以及设备修理等领域有着广泛的应用。而伴随着机械化进程的加快, 数控编程开始参与到机床操作中, 数控编程铣床逐渐取代人工操作, 工作效率得到了前所未有的提高。
1 数控铣床的相关概念和特点
数控铣床是将数控编程技术与铣床结合在一起的产物, 具有良好的加工功能。数控铣床是三坐标的铣床, 可以对相关工件进行灵活加工。从目前的发展情况看, 根据不同的分类标准, 可以将数控铣床分为不同的类型, 例如, 按照体积划分, 有小型、中性和大型;按照控制坐标联动轴的数量划分, 可以分为两轴半联动、三轴联动和多轴联动;按照主轴布局划分, 包括立式、卧式和立卧两用式;按照数控系统的功能划分, 有经济型、全面型和高速型等。
一般情况下, 数控铣床由主轴箱、进给伺服系统、辅助控制装置、机床基础构件和工作台组成[1]。数控铣床的主要功能, 是针对各种机件进行铣削加工, 包括了平面的铣削和轮廓的铣削, 搭配不同的铣刀, 也可以实现钻、扩、镗孔等的加工。
在数控铣床中, 其加工程序不仅应该包括各类工件的规格以及加工工艺, 还应该包括切削用量、走刀路线、刀具尺寸等。在实际加工中, 数控铣床接受相应数控程序的控制, 按照设定好的参数, 自动执行工件加工, 工作人员不需要进行繁琐的操作。不过, 考虑到加工的精度和质量, 编程人员必须熟悉数控铣床的性能特点以及加工方式等, 确保程序的有效性和可靠性。在实际加工中, 首先应该选择待加工工件, 对程序进行调整, 明确共享内容;其次应该对工件的图样进行分析, 明确加工目标和技术要求;然后应该确定加工方案, 制定相应的工艺路线, 最后调整数控加工程序, 对工件进行加工。
2 数控铣床夹紧装置的液压系统设计
2.1 明确设计要求
在对液压系统进行设计时, 首先要做的, 是对设计要求进行明确, 如了解数控铣床的结构、布局, 对液压系统应该实现的动作顺序等, 明确液压系统各执行元件对应力及运动的要求, 明确系统设备重量、外形尺寸及经济性等方面的要求等, 为液压系统的设计提供必要的数据支持。
2.2 拟定系统原理图
作为液压系统设计的关键环节, 系统原理图图纸的质量直接影响着整个液压系统的功能。在对液压系统原理图进行拟定时, 需要对各种影响因素进行综合考虑, 以确保设计的合理性和有效性。具体来讲, 需要考虑的因素包括元件结构、调速方式、供油方式、快速回路、安全互锁以及压力测量点的选择等。结合液压系统原理图, 可以实现对液压系统的下整体设计, 从而对液压基本回路进行选择和整理, 然后从实际需要出发, 增加一些必要的元件或者辅助油路, 形成一个相对完整的液压系统。需要注意的是, 在对基本回路进行选择时, 应该在保证其功能完备的同时, 对系统结构进行简化, 去除一些不必要的元件。在整合完成后, 液压系统应该确保在工作循环中, 所有的动作都稳定可靠, 彼此之间相互独立, 互不干扰;同时, 应该尽可能选择标准件, 减少专用件, 以方便进行系统的维护和故障检修。在液压系统原理图拟定完成后, 需要对其动作循环进行检查, 同时制定相应的液压系统工作循环表[2]。
2.3 元件计算与选择
(1) 液压泵选择:应该根据液压系统的设计要求及工作状况, 对液压泵进行选择, 确定其最大工作压力。定量泵系统的最高压力可以由溢流阀进行调定, 而变量泵系统的最大工作压力与液压泵的特性曲线流量是相互对应的。还应该对液压泵的最大流量进行确定, 按照执行元件工况图的最大工作流量和系统泄露量进行确定。从安全性和稳定性考虑, 应该确保液压泵应用一定的压力储备。
(2) 阀类元件选择:主要是根据流经阀的最大流量以及元件的最大工作压力, 对元件的规格进行选择和明确, 以保证元件的稳定运行。在一些特殊情况下, 可以适当增大流经阀的流量, 但是最大不能超过额定流量的20%, 避免压力过大导致元件的损坏。在对压力阀进行选择时, 应该考虑其调压范围;在对流量阀进行选择时, 应该了解其最小稳定流量;而在对换向阀进行选择时, 不仅需要考虑基本的压力和流量等, 还应该关注中位机能和操作方式。
(3) 管路尺寸确定:应该结合输入输出的最大流量, 对液压缸的进出油管进行计算, 而考虑到液压泵确定后, 液压缸在不同阶段的进出油流量与原本的数值不同, 因此必须重新进行计算。在对管路内径进行确定时, 应该以降低流动造成的额压力损失为前提条件。一般来讲, 在管路尺寸确定时, 以流速确定管径是一个非常有效的方法[3]。
2.4 系统节能设计
在液压系统中, 节能设计包括了再生制动系统和能量利用系统。液压再生的制动能力功率较大, 因此提供了大部分系统制动。考虑液压系统自身的工作属性, 就可以通过制动强度, 对其能源消耗进行分析和计算。若制动强度在2.0以下, 制动力可以由马达或者液压泵提供, 在保证制动效果的同时, 对能量进行回收;若制动强度在0.2-0.5 之间, 采用复合制动;若制动强度超过0.5, 则采用传统制动, 再生制动不再动作。
3 结语
总而言之, 在工业化进程不断加快的带动下, 社会生产对于各种工件的精度和准度提出了更高的要求, 数控机床也因此得到了广泛应用。做好铣床夹紧装置的液压回路设计, 保证液压系统的稳定性, 对于提高机床运行的稳定和安全是非常重要的。
参考文献
[1]朱生宏.专用铣床液压系统设计[J].科技视界, 2013 (36) :8-9.
[2]夏雪.数控铣床夹紧装置的液压系统设计[J].科技致富向导, 2011 (31) :43.
液压控制回路 篇5
1.存在问题
前移式叉车门架的前、后移动,由手动操纵换向阀控制。如果在行驶过程中,驾驶员正在操纵门架前移或后移,恰遇到紧急情况,驾驶员须将叉车制动,同时操纵门架停止移动。
驾驶员进行以上复合动作后,门架会由于惯性作用瞬间继续向前移动一段距离,并会在门架轨道上前、后自由晃动。行驶速度越快,门架晃动就越严重。门架晃动可能造成货物跌落,从而导致财产损失和人员伤害,影响叉车行驶安全。
2.原因分析
普通前移式叉车门架移动液压回路由门架移动缸和门架移动控制阀(叉车多路换向阀组中的1个阀片)组成,如图1所示。
当叉车制动后,门架及货物产生的惯性,会使门架移动缸活塞杆继续前移。将门架前移控制阀置于中位后,液压泵供油切断。由于门架移动缸活塞杆继续前移,造成门架移动缸无杆腔出现吸空,从而导致门架在轨道中自由晃动。
3.改进方法
为了解决该型叉车紧急制动时门架前移和门架在轨道中自由晃动问题,必须对前移液压系统进行改进,具体改进方法如下所述。
经过对现有手动操纵换向阀组分析,我们决定依然采用现有的手动操纵换向阀组,只对前移液压系统进行2项改进:一是将现有门架移动控制阀的A、B油口各增加1个单向阀,二是在门架移动控制阀B口的阀芯中内置1个自锁阀。改进后的液压回路如图2所示。
在门架移动控制阀的A、B油口增加单向阀的目的,是给门架移动缸的负压腔进行补油,避免其内部产生吸空。在B口增加自锁阀后,当因叉车制动而使门架移动缸无杆腔A口压力降低时,自锁阀可迅速关闭B口油路。B口油路关闭后,与B口连接的门架移动缸有杆腔中形成高压,不仅可以阻止门架因惯性前移,还可以在门架移动缸补油后将门架移动缸锁定。
轧机下剥离器液压回路优化完善 篇6
关键词：轧机,下剥离器,液压回路,优化完善
1轧机下剥离器主要问题
板带厂热轧车间采用的双机架可逆式轧机, 由美国TIPPINS公司设计制造, 建成投产后, 随着生产的顺产、达产, 轧机下剥离器运行不平稳和液压回路故障多的问题逐渐显露。液压缸缸盖螺栓经常崩断 (8个M12×70 mm, 12.9级) ;下剥离器与下工作辊护板接触力过大, 致使护板变形, 刮伤辊面, 对带钢的表面质量影响极大。不仅制约了生产的稳定和产品质量, 还增加了检修工作量和维护成本。
2轧机下剥离器工作原理
可逆式轧机的两套下剥离器分别安装在轧机下工作辊入口 (出口) 与喂料辊之间。当液压缸活塞杆向上顶出时, 带动下剥离器绕其支撑轴旋转一定的角度放平后, 正好扣紧在下工作辊护板的凹槽内。这样, 轧制过程中, 带钢从喂料辊送入轧机工作辊时, 既能起到支撑带钢、让带钢平稳送入的作用, 还能防止穿带时因带头下垂从喂料辊和护板间间隙插入缠辊的问题。
下工作辊护板与下工作辊两端轴承座用螺栓连接为一体, 一是保护下工作辊, 防止轧制过程中, 带头刮伤辊面。二是起导位作用, 防止轧制过程中带头插入下工作辊与下工作辊护板造成卷辊。正常情况下, 下工作辊护板与辊面间留有1.5~2 mm间隙 (图1) 。
3轧机下剥离器故障原因分析
3.1下剥离器原液压回路工作原理分析 (图2)
液压回路由轧机液压系统供油, 各状态液压缸进回油路为: 液压缸活塞杆伸出, 下剥离器扣下。3位4通电磁阀换向阀左电磁铁得电, 工作于左位, 则进油路: 油源→电磁换向阀 (左位, P→B) → 液控单向阀 (正向导通) →单向节流阀 (单向阀) →两液压缸 (无杆腔) 。回油路:两液压缸 (有杆腔) →单向节流阀 (节流阀) → 电磁换向阀 (左位, A→T) →油箱。
液压缸活塞杆缩回, 下剥离器抬起。3位4通电磁换向阀右电磁铁得电, 工作于右位, 则进油路:油源→电磁换向阀 (右位, P→A) →单向节流阀 (单向阀) →两液压缸 (有杆腔) 。回油路:两液压缸 (无杆腔) →单向节流阀 (节流阀) →液控单向阀 (被进油路控制油反向开启) →电磁换向阀 (右位, B→T) →油箱。
液压缸锁紧。为防止下剥离器液压缸在带钢轧制过程中因受力而意外返回, 下剥离器抬起造成意外事故, 因此, 在下剥离器扣住下工作辊护板后, 若电磁换向阀两侧均失电, 由于此阀为Y形中位, 控制油直通油箱, 控制压力立即消失, 液控单向阀不再双向导通, 液压缸无杆腔油液被封死便被锁紧。
3.2液压缸缸盖螺栓崩断原因分析
3.2.1故障现象。
液压缸缸盖连接突然崩断, 检查发现断口 (图3) 呈灰白色, 可以看到光滑和粗糙两个较明显的区域, 具有典型的疲劳破坏的断口特征。
3.2.2验算连接螺栓强度。
该连接属于受轴向工作载荷的紧螺栓连接, 较重要, 采用8个M12×70 mm, 12.9级高强螺栓, 其 σb=1200 MPa, σs=1080 MPa。可计算螺栓组能承受的最大工作总负载, 根据公式 (1) 计算得394 898.4 N。
式中FQ———每个螺栓所受轴向总拉力, N。
d1———螺栓小径, 本例d1=10.106 mm。
[σ]———螺栓材料的许用拉应力, MPa。
Z——缸盖螺栓个数, 本例Z=8。
控制预紧力螺栓连接, 因有一定冲击、振动, 取安全系数S= 1.2~1.5, 则[σ]见式 (2) 计算得[σ]800 MPa。
计算螺栓组能承受的最大工作压力p, 见式 (3) 计算得p= 19.33 MPa≈20 MPa。
式中F———螺栓所受工作总负载, N。 FQ=2.5F =F +F″ , F = 157 958.4 N, 则螺栓残余预紧力F″ (紧密连接) , 取F″= (1.5~ 1.8) F。
A———液压缸有效承压面积, mm, 本例A=8171.2 mm2, 无杆腔进油时, 液压缸内径D, 本例D=102 mm。
3.2.3计算结论。
可知液压缸缸盖螺栓最大承载能力为20 MPa, 新到液压缸在实验台进行耐压测试, 实验压力也仅为20 MPa, 均与厂家供货说明书吻合。而该液压缸在实际使用中, 用量程0~40 MPa测压表, 接入液压回路进行压力检测。液压缸无杆腔进油时, 实测压力为14 MPa。但在轧制过程中, 只有第一、二道次压力基本接近14 MPa, 此后压力就不断增大, 最大时超过36 MPa。 螺栓不仅严重过载, 而且因为压力波动大, 最终疲劳断裂。
3.3护板变形、刮伤下工作辊原因分析
3.3.1故障现象。成品钢卷表面有明显凸起的拱包, 严重影响带钢的表面质量。停轧将上下工作辊移出检查, 发现下工作辊护板变形, 下工作辊表面有沟痕。
3.3.2计算下剥离器正常工作时, 对护板的压紧力, 计算公式见式 (4) , 下剥离器与护板受力分析见图4。据公式 (4) 得F=129.4 k N。 下剥离器与护板受力分析图见图4, 下剥离器液压缸简图见图5。
式中F1———下剥离器液压缸对下剥离器的推力, N。计算得F1=114 396.8 N。p1液压缸工作压力, p1=14 MPa。A1液压缸无杆腔有效作用面积, 由前计算知A1=8171.2 mm2。p2液压缸回油压力, 忽略管路压力损失, 近似认为p2≈0。A2液压缸有杆腔有效作用面积, d为活塞杆直径。
F——护板对下剥离器的支持力, 即下剥离器对护板的压紧力的反力, N。
L1、L2———两力对下剥离器支撑轴的力臂, mm。本例L1=475 mm;L2=420 mm。
3.3.3结论。原回路, 正常情况下, 下剥离器对护板的压紧力接近13 t。当液压缸压力增加到14 MPa以上时, 压紧力将与工作压力成正比例的增加。而由于带钢轧制过程中存在较大的冲击与振动, 尤其是轧到带头与带尾时, 情况更严重。经常造成护板连接螺栓的松动。在如此大的压紧力下, 护板沿轴承座斜面, 发生一定位移, 紧贴下工作辊辊面, 引起辊面刮伤。
3.4引起液压缸无杆腔压力异常升高原因分析
可逆式轧机依靠电机带动丝杆压下和HAGC油缸向上顶起调整辊缝。每轧完一个道次由电动压下粗调辊缝, 而同一道次内由HAGC油缸自动控制微调辊缝, 以保证带钢按给定的压下量轧出所要求的断面尺寸, 并调整辊型以减小带钢的横向厚度差并控制板形, 同时补偿工作辊辊径磨损带来的厚度偏差。HAGC油缸调整范围为0~1 mm, 正常使用调整量约为0.3~0.5 mm。
在轧制过程中, 工作辊随着轧制带钢公里数的增加, 辊身磨损量逐渐增加, 为补偿磨损, HAGC油缸逐渐微量上移。当HAGC油缸带动下支承辊和下工作辊向上位移时, 势必通过护板、下剥离器迫使液压缸活塞杆回缩。而安装在无杆腔油路中的液控单向阀却早已将油路锁死, 由于液压介质体积弹性模量大, 少量的体积缩小都将引起压力地迅速增大。于是, 无杆腔压力不断递增。一旦护板紧贴下工作辊辊面, 情况更加严重。
4轧机下剥离器液压回路改进措施
4.1改进措施
在无杆腔油口与单向节流阀之间增设溢流阀 (启安全阀作用) 。轧制过程中, 当无杆腔压力增大到设定值时, 阀口开启, 对液压缸进行过载保护。在电磁换向阀进油口处增设减压阀, 以降低回路实际工作压力, 减小下剥离器对护板的压紧力 (图6) 。
4.2计算各阀调定压力
4.2.1计算下剥离器正常工作, 实际所需工作压力。正常工作中, 下剥离器液压缸活塞杆向上顶出时, 先带动下剥离器绕支撑轴旋转一定的角度放平, 此时, 需要克服剥离器自重产生的阻力矩和运动部件的摩擦阻力矩。然后扣紧在下工作辊护板的凹槽内。以支撑带钢、防止缠辊。因这些力的实际计算有较大困难, 考虑足够的安全性后, 采用估算法。假定液压缸活塞杆向上顶出要推举下剥离器, 则负载F=mg=29 400 N, 式中m为下剥离器自重, m取3000 kg, g为重力加速度, 取g= 9.8 N。液压缸实际所需工作压力p=3.59 MPa。设回油压力为0。液压缸无杆腔有效作用面积取8171.2 mm2。从计算结果可知, 即使在这种极限情况下, 推动下剥离器也仅需不到4 MPa的工作压力。为确保轧制过程中, 下剥离器能压紧护板, 将液压回路实际工作压力调高到6 MPa (计算压力的1.67倍) 。
4.2.2设置各阀压力。减压阀调定压力为回路实际工作压力, 即6 MPa。安全阀调定压力设为系统实际工作压力的1.1倍, 即6.6 MPa≈7 MPa。
4.2.3设定顺序。将压力表接入液压回路测压接头处, 将安全阀调节螺钉拧松, 减压阀调节螺钉拧紧, 打开主进油路闸阀。当电磁阀左电磁铁得电, 液压缸无杆腔进油活塞杆伸出推动负载时, 看测压表, 调整安全阀, 到测压表读数为7 MPa时, 停止调整, 锁紧螺母, 安全阀溢流压力设定完成。
看测压表, 调整减压阀, 到测压表读数为6 MPa时, 停止调整, 锁紧螺母, 减压阀压力设定完成。各压力阀设定完成后, 把测压表拆出, 液压回路可以投入正常工作。
5优化完善措施
热轧车间可逆式轧机下剥离器液压回路自采取上述优化完善措施后, 工作至今没有再发生过类似的问题。极大地提高了设备作业率, 备件消耗量和检修维护人员的劳动强度降低, 对提高带钢表面质量起到积极作用。
参考文献
[1]张平格.液压传动与控制[M].北京:冶金工业出版社, 2004.
[2]雷天觉, 杨尔庄, 李寿刚等.新编液压工程手册[M].北京:北京理工大学出版社, 1998.
[3]成大先主编.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2001.
液压同步回路在立磨上的应用 篇7
1 立磨工作原理
立磨液压系统是立磨的关键部件, 主要由油缸、蓄能器组、液压管路和液压站等部件组成, 立磨的工作原理如图1 所示。 油缸拉紧摇臂, 传至主磨辊磨盘对料床物料产生预压粉碎力, 磨辊随料床料层变化, 通过摇臂带动油缸做上下往复运动, 因在磨机正常工作状态, 液压系统切断了油缸工作腔和油箱的通路, 这样立磨磨辊就和多台蓄能器组成了柔性的液气弹簧系统。 在液气弹簧的作用下, 经磨辊的滚压将物料碾碎。
2 同步回路在立磨液压系统中的应用
2.1 采用节流阀的同步回路
采用节流阀的立磨液压系统同步回路如图2 所示。 电动机2 启动, 当电磁换向阀DT1 通电时, 换向阀7 左位接入回路, 油缸11 有杆腔压力达到压力传感器13 的设定压力时发出信号, 使DT1 断电, 换向阀7 处于中位, 油缸11 由蓄能器12 补偿系统泄漏且工作在保压状态。 立磨正常运行时, 在压力传感器处于设定压力范围的情况下, 液压系统始终处于保压状态。 当立磨磨辊需要抬起时, 电磁换向阀DT2、DT3、DT4 通电, 换向阀7 右位接入回路, 液压油通过节流阀8.1、8.3 和单向阀9.1、9.3 进入油缸11 无杆腔使磨辊抬起。 通过调节节流阀8.1、8.3 使磨辊抬起速度一致。当磨辊需要降落时, 电磁换向阀DT1、DT3、DT4 通电, 换向阀7 左位接入回路, 油缸无杆腔液压油通过节流阀8.2、8.4 和单向阀9.2、9.4 流回油箱。 通过调节节流阀8.2、8.4 使磨辊下降速度一致。 采用这种调速回路可以分别对油缸无杆腔的进出油进行节流调节, 所以可以对磨辊的抬起和下降速度分别进行调节。
节流阀同步回路液压系统简单, 成本低, 可以调节和实现多液压缸的同步, 但同步精度受油温和负载的影响较大, 系统效率低, 同步精度一般低于5%~10%。 该种同步系统在实际的现场使用过程中, 经过一段时间液压系统的运行之后, 液压缸的同步效果会发生变化, 主要原因一个是立磨的负载变化很频繁, 对节流阀的同步精度影响较大;另一个是流体对阀芯的磨损程度不同, 造成调整后的节流阀的节流口断面发生变化, 使其流量相应发生变化, 从而导致油缸不同步。
2.2 采用调速阀的同步回路
采用调速阀的立磨液压系统同步回路见图3。
电动机2 启动, 当电磁换向阀DT1 通电时, 换向阀7 左位接入回路, 油缸11 有杆腔压力达到压力传感器13 的设定压力时发出信号, 使DT1 断电, 换向阀7 处于中位, 油缸11 由蓄能器12 补偿系统泄漏且工作在保压状态。 立磨正常运行时, 在压力传感器处于设定压力范围的情况下, 液压系统始终处于保压状态。 当立磨磨辊需要抬起时, 电磁换向阀DT2、DT3、DT4 通电, 换向阀7 右位接入回路, 液压油通过调速阀8.1、8.2 和桥式整流器9.1、9.2 进入油缸11 无杆腔使磨辊抬起。 通过调节调速阀8.1、8.2 使磨辊抬起速度一致。 当磨辊需要降落时, 电磁换向阀DT1、DT3、DT4 通电, 换向阀7 左位接入回路, 油缸无杆腔液压油通过调速阀8.1、8.2 和桥式整流器9.1、9.2 流回油箱。 这种调速回路中油缸无杆腔的进出油使用同一个调速阀, 所以不能对磨辊的抬起和下降速度分别进行调节。
调速阀同步系统调节精度高, 调整完后油缸速度基本不受负载变化的影响, 完全适应立磨工作过程中负载不断变化的工况。 比如LGM5024 生料立磨, 有4个主工作辊、4 组油缸, 油缸数量较多, 采用此同步方式很好地解决了油缸同步问题, 在现场使用过程中效果明显。
2.3 采用分流集流阀的同步回路
采用分流集流阀的立磨液压系统同步回路见图4。
分流集流阀也称同步阀, 是集液压分流阀和集流阀功能于一体的独立液压器件。 该同步回路工作原理为:电动机2 启动, 当电磁换向阀DT1 通电时, 换向阀7 左位接入回路, 油缸10 有杆腔压力达到压力传感器12 的设定压力时发出信号, 使DT1 断电, 换向阀7 处于中位, 油缸10 由蓄能器11 补偿系统泄漏且工作在保压状态。 立磨正常运行时, 在压力传感器处于设定压力范围的情况下, 液压系统始终处于保压状态。 当立磨磨辊需要抬起时, 电磁换向阀DT2、DT3、DT4 通电, 换向阀7 右位接入回路, 液压油通过分流阀8 进入油缸10 无杆腔使磨辊抬起。 通过分流阀8使磨辊抬起速度一致。 当磨辊需要降落时, 电磁换向阀DT1、DT3、DT4 通电, 换向阀7 左位接入回路, 油缸无杆腔液压油通过集流阀8 流回油箱。 分流集流阀利用节流口的压力损失来工作, 为了得到较高的精度, 阀口一般有0.5~1MPa的压力损失。
分流集流阀同步系统属于固定节流口式的同步系统, 在使用的过程中不需要调整分流集流阀即可以达到双缸同步的效果, 使用简单。 因为分流阀的精度取决于分流集流阀的压降, 所以分流集流阀的流量范围较窄。 当流量低于阀的公称流量过多时, 分流精度就显著降低, 这是在选择分流集流阀时必须注意的问题。
3 结束语