气动压力机（精选4篇）
气动压力机 篇1
0 引言
平衡器由平衡气缸、活塞及有关密封件等组成。活塞杆的上部与滑块连接,气缸装在机身上。气缸下腔通入压缩空气,从而把滑块托住,并平衡滑块的重量。当滑块向下运动时,气缸的压缩空气排入气罐。向上运动时,气罐的压缩空气进入气缸下腔。主要用于支撑机械压力机连杆滑块部分及上垫板、上模等的重量,使滑块运动更为顺畅。
1 计算选用
1.1 平衡能力计算
当a/g≤α时
式中:a——滑块最大加速度,m/s2;
g——重力加速度,9.8m/s2;
α——压力变动率;
P——表压,Kg/cm2;
β——气罐容量倍率。
F=(WS+WA+WC+WD)×(1.0~1.1)(宽裕率)
式中:F——平衡能力,t;
WS——滑块部重量,t;
WA——上垫板重量,t;
WC——连杆部重量,t。单动压力机:导柱、连杆及轴瓦;双动压力机:内滑块(导柱、连杆及轴瓦、连杆轴、起动联杆)、外滑块(导柱、连杆及轴瓦、三角联杆);多连杆压力机:导柱、连杆及轴瓦;
WD——上模最大重量,t。
当a/g<α时
制约条件:①保证气压0.5MPa,最大设定气压为0.6MPa。②SN≤32(S——行程长度,m;N——连续转数,spm)。③供油量0.5~1.0cc/0.5h。④空气压力增压率30%以下。
1.2 平衡装置内径d
可按下式计算
式中:m1——滑块部件重量;
m2——压力机上所使用的最大上模重量。如无法具体确定时,可取为0.2~0.25m1;
g——重力加速度,9.8m/s2;
p——压缩空气的压力。一般选3.5×105Pa,使用时可根据上模重量调节;
n——平衡装置数量。现有压力机n一般不超过4,常用n=2;
K——平衡系数,一般取K=1.2。
1.3 进气管管径的选定
进气口、供油口布局例举见图1。
根据SN值从图2查进气管尺寸。由于进气位置和供油孔(PT1/4)位置是严格规定的,选择时要注意。
例:使用Ø800气缸,S=500mm,N=20spm时,则SN=10→3.5”(34);N=24spm时,则SN=12→4”(40)。
1.4 结构
有M、H、I三种类型。M型为中间法兰安装型,H型为上面安装型,I型为下面安装插入型。如图3所示。
1.5 气缸和活塞杆的长度
行程长度S、调整量A一般由厂家设定。
平衡缸内腔的高度H可按下式计算
H=1.15S+△H
式中:S——滑块最大行程;
△H——装模高度调节量。
1.6 缸盖种类
对于某一种气缸直径,与其相对应的进气管直径限定在三种以下。原则上要使用法兰式配管缸盖。
2 设计注意事项
(1)在横梁的气缸收容箱上(原则上在下面)要开与安装法兰上的直径相当的、足够大的通气孔。
(2)要将行程上限、调整量上限时的活塞及悬吊托架(滑块方面)画在方案图及装配图中,确认有无干扰。最小间隙,以行程上限、调整量上限为基准,间隙的余量加在调整量方面,要研究缩小气罐的体积。
(3)平衡缸的位置和结构要保证不卸下滑块就能拆卸平衡缸。
(4)要确保平衡缸活塞杆的电镀部位在滑块行程上限,调整量上限时从护圈起电镀部位长度达到“缓冲量+15mm”。
参考文献
[1]济南第二机床厂,山东工学院,济南铸锻所,编.曲柄压力机设计平衡器.1973.
[2]唐玉芳.压力机平衡器压力调整的新方法.锻压装备与制造技术,1999,34(4).
气动压力机 篇2
机械压力机是一种通用锻压设备,它几乎可进行所有的冲压工艺,如板料冲裁、拉延成形、冷热挤压、粉末冶金等。离合器与制动器是机械压力机主传动的关键部件,它的性能直接影响到压力机工作的安全性、可靠性以及设备的开动率和维修量。对于压力机上常用的气动分体式离合器、制动器,及其控制的安全性,以及在压力机动作时可靠灵活性,离合制动干涉的消除,对压力机的性能至关重要。本文对以上内容进行简单的分析并提出了解决问题的办法。
2 离合器制动器结构
气动摩擦离合器和制动器因其动作灵敏、反应快速、工作可靠而被广泛地应用在机械压力机上。压力机在开动单次行程时,制动器将压力机的从动系统动能通过摩擦材料转化为摩擦热,由于大吨位压力机从动惯量较大,在压力机单次行程次数较高、对离合器制动器寿命要求较高的情况下,整体式离合器制动器很难满足制动器散热和寿命的要求,所以一般采用分体式离合器制动器。
离合器部分的原理结构,是需要离合时通过压缩空气推动活塞,活塞推动摩擦盘和摩擦片紧密结合,靠摩擦力传递扭矩。离合脱开时,靠弹簧对活塞进行复位。制动器在制动状态下,靠弹簧将摩擦盘紧紧压在摩擦片上,也是同样靠摩擦力实现制动需要的扭矩。市场上常见的一种离合器制动器结构见图1所示。
3 气动控制系统及原理
分体式离合器制动器的控制,主要解决安全可靠的离合制动和干涉问题。在安全控制上采用可靠的电磁双阀进行控制,双阀由两个主阀、先导阀、监控器3部分组成。两个主阀正常工作时作同步运动,一旦这一同步运动遭到破坏,监控装置就能检查出这一状态并将阀关闭,离合器制动器停止工作。除非重新调整,否则阀不能自动恢复到正常状态。双阀的这一特点并非一种缺陷,恰恰是双阀的设计工作状态,表明系统需要调整起到安全作用。干涉的产生主要是在离合的时候,离合速度快于制动打开的速度,造成制动器还没打开,离合器已经离合上,从而引起制动器打滑而迅速升温磨损;同样,制动时,制动器制动的速度比离合脱开快慢,造成离合还没脱开,已经开始制动,也会造成制动器打滑而迅速升温磨损。制动器打滑是因为一般离合器的扭矩都比制动器的扭矩大得多。所以,其控制部分要解决这些问题。
气动控制原理见图2所示。图中的具体元件:
(1)储气罐。为离合器制动器动作时提供充足的压缩空气,减少压力波动。
(2)安全阀。压力非正常高时的安全保护作用。
(3)压力继电器。在压力低于正常时,发出信号使压力机停机。
(4)制动器电磁双阀。
(5)制动器进气单向节流阀,起制动器排气节流的作用。
(6)软管。
(7)制动器。
(8)离合器。
(9)软管。
(10)离合器进气单向节流阀,起离合器进气节流的作用。
(11)离合器电磁双阀。
(12)油雾器。
(13)过滤器。给双阀提供洁净的压缩空气。
气动控制系统中关键的元件是两个电磁双阀和两个单向节流阀。两个电磁双阀可以保证离合器制动器安全可靠的排气,在电气接线上采用两个双阀同一个继电器控制,同一套线路的方式,保证在电气元件发生故障的情况下,两个双阀可以同时动作排气,防止发生滑块的非正常下滑,保证操作人员和设备的安全。两个单向节流阀是用来调解防止离合器和制动器在动作的时候发生干涉现象。具体原理为,在压力机离合时,调节单向节流阀使离合器慢速进气,此时制动器不节流,快速进气,实现离合器的动作比制动器稍慢,从而防止干涉。调节的程度最好是,刚刚不发生干涉,这样既动作迅速,又不会影响离合器制动器的发热和寿命。在压力机制动时,调节单向节流阀使制动器慢速排气,离合器快速排气,保证离合器脱开的速度快于制动的速度,才不会造成制动时的干涉。同样,也要保证制动的效果,使制动角在安全的范围之内,并满足动作迅速和单次的要求。
另外管路设计上需要注意的是,两个电磁双阀分别距离合器和制动器的距离要尽量短,保证离合器排气和制动器进气的速度,软管的长度也要尽量短,并尽量不要弯曲,通径要是够大。储气罐的容积要足够大,保证离合器制动器排气后的压力波动要尽量小,储气罐的安装位置要尽量靠近制动器一端,从而使制动器进气脱开的时间尽可能的短。
4 气动控制系统的调试
该控制系统在调试的时候,主要是调节单向节流阀的节流程度,调节的好坏对压力机的性能安全和离合器制动器的发热寿命至关重要。现场最好具备压力机专用的干涉仪,这样检测起来比较容易。在没有干涉仪的情况下,经验丰富的技术工人也可以将离合器制动器调试到较为理想的状态。这里主要探讨在不具备干涉仪时,进行调试的状况。
在压力机空气管路连接好,气压正常的情况下,先不要启动主电机,进行空试。首先将离合器制动器处的单向节流阀调节到较小的状态,检查所有管路连接处是否有漏气现象,分别用手动控制离合器制动器端的电磁双阀进行通断气试验,检查双阀后面的管路和接头处是否漏气,仔细查看离合器制动器的动作是否灵活。检查完毕后,进行单次行程的空操作,即不开主电机,双手按动单次行程的按钮,观察双阀的动作是否正常。检查完毕,确认主传动系统没有机械干涉后,启动主电机。主电机转速正常以后,压力机打到寸动行程状态,开动压力机,仔细观察离合器结合和制动时的主电机电流、离合器离合时的主电机瞬时电流,均不得大于滑块空行程运转时电流的2倍。制动器制动时主电机瞬时电流≤滑块空行程电流+5A,同时,与理论及同类产品结合制动时的电流值进行比较,若结果偏大,将单向节流阀调小。同时注意观察主电机皮带的情况,看是否有打滑等异常情况,另外还要将制动角与计算值进行比较,直到调节到比较理想的状态。然后,按正常压力机的运行次数要求连续开动单次行程,同时用点温计检测离合器制动器的温度,连续开动单次0.5h,以温升不超过室温50℃为宜,并保持在80℃以内最好。
压力机离合器制动器的气动控制调试,是技术性非常高的工作,必须有丰富经验的人员才能胜任。
5 结束语
离合器制动器的性能对压力机的使用非常关键,在保证离合器制动器本身质量和可靠性的情况下,其气动控制系统的设计和调试也很重要。本文所述来自实际生产经验,不足之处敬请同行指正。
参考文献
气动压力机 篇3
无线温度、压力报警装置是为钻井行业中伊顿刹车配置的, 此产品对伊顿刹车使用过程中的断水、水温过高发出报警信息, 提示操作人员及时检查刹车的运行状况, 避免刹车在断水或水温过高的情况下运转损坏刹车。本产品主要由报警控制箱及现场传感器组成。
2 原理
3 技术参数
3.1 防爆控制箱
体积:长×宽×厚=230×135×110mm
电源:220AC/24DC (可选)
3.2 无线温度变送器
分度号:pt100精度等级:IEC B级
固定螺纹:M16x1.5配碳钢底座
测温范围:-50~400℃保护管材质:304
传输距离:视距>300米
环境温度:-30℃~+85℃
3.3 无线压力变送器
供电电源:3.6V/9Ah锂电池
传输距离:视距>300米
环境温度:-30℃~+85℃
4 安装
(1) 防爆控制箱安装在司钻房内, 安装须稳固、牢靠。
(2) 无线压力变送器安装到进水分水器, 开孔尺寸Φ8, 安装底座须与水管焊接牢固 ( 满焊) , 然后将传感探头与底座拧紧。
(3) 无线温度变送器安装到出水分水器, 开孔尺寸Φ8, 安装底座须与水管焊接牢固 ( 满焊) , 然后将传感探头与底座拧紧。
5 使用方法
(1) 将无线温度、压力变送器电池接通。
(2) 防爆控制箱接通220AC/24DC电源, 按下报警控制器电源按钮, 系统将开始工作。
(3) 报警设定值可根据说明书进行设置, 一般情况下不需要设置, 出厂前已将参数设置完毕。
6 结语
本钻井气动水冷盘式刹车无线温度、压力报警装置能够较好的应用于井队现场, 该系统可降气动水冷盘式刹车故障率, 减少维修成本, 稳定生产作业, 同时也为刹车日常管理、维护起到了较大的提升作用。
参考文献
[1]孙松尧.钻井机械[M].石油工业出版社, 2006, 8.
[2]王小强.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M].化学工业出版社, 2012, 6.
气动压力机 篇4
气动减压阀是工业现场最常用的一种气体控制阀,它不需任何附加能源便可以实现输出气压的恒定控制,一方面适用于无法提供电源的场所;另一方面又具有节能的重要意义。气动减压阀通过内部的阀芯和弹簧机构应用负反馈的原理来实现二次侧气压的稳定,所以其压力响应会有不同的差异,为保证产品质量,对生产线上的每一个气动减压阀需要进行压力特性测试。为提高测试效率,我们设计了一种基于嵌入式控制的压力响应特性测试系统,使用压力传感器测量测试汽缸的压力,由嵌入式系统采集,然后将采集压力与设定测试压力曲线做差,通过控制算法计算输出控制信号,控制压力改变压力的执行器,执行器使用阀开度可按比例控制的高速气动比例电磁阀。
1 检测原理及系统结构
图1为压力响应特性测试系统结构图,如图1所示,设气动减压阀输入压力为P1,减压后的输出压力为P2,理想的气动减压阀是不管输入P1如何变化,输出压力始终保持在预先设计的压力P2,但实际中,P1必须在一定的范围之内,而且P1变化后,压力P2有一个短暂的调整过程。为测试气动减压阀P2随P1变化的压力特性曲线,设计了测试汽缸,测试汽缸由空压机供气的气源充气,当气压达到量程上限后停止充气,然后由排气阀控制测试汽缸气压按减压测试曲线变化,直到压力达到量程下限。
图1中,A为被测试减压阀,B为工作汽缸排气阀,C为测试汽缸充气电磁阀,D为测试汽缸排气电磁阀,E为比例电磁阀的空气过滤器,F为高速比例电磁阀。图中绿色连接表示气路,蓝色连接表示电路。
气动减压阀的压力响应特性测试在嵌入式系统的控制下自动完成。
2 测试气路的设计
测试系统气路设计的目标是减压阀的输入气压可以按照测试曲线的要求灵活设定,如图1所示,测试汽缸由空压机气源充气,测试汽缸连接减压阀输入,减压阀输出连接工作汽缸,工作汽缸连接排气阀B,压缩空气由阀门B排入大气,模拟工作用气消耗;测试汽缸与开关电磁阀D、空气过滤器E及高速比例电磁阀F连接,压缩空气由比例阀的排气口2排入大气。测试减压阀特性时,首先打开电磁阀C对测试汽缸充气,当测试汽缸的气压达到减压阀工作的最高量程时,关闭充气阀C,然后打开工作汽缸排气阀B和串联电磁阀D,设置比例阀阀开度为0%,然后测量压力传感器1的结果,与设定曲线对比,嵌入式控制器根据偏差计算输出值,控制比例阀阀开度进行排气,使测试汽缸气压达到预设要求,系统全程记录压力传感器1和2的数据,存储为测试曲线。
其中高速比例电磁阀采用德国F E S T O的MPYE-5-1/4-010,该阀门可实现每秒50周期的开关动作,可以满足对压力的跟踪控制。充气电磁阀C、串联电磁阀B和D由嵌入式系统的开关量驱动端口控制,高速比例电磁阀由嵌入式控制系统的模拟IO及输出驱动电路控制。
3 嵌入式应用系统设计
测试系统使用混合信号处理单片机Siliconlabs C8051F020实现,F020是完全集成的混合信号系统级芯片(System on a Chip,SoC),具有与8051兼容的高速CIP-51内核,片内集成了数据采集和控制系统中常用的模拟、数字外设及其他功能部件;内置64KB FLASH程序存储器、内部4KB RAM,12位ADC和DAC,F020单片机具有片内调试电路,通过4脚的JTAG接口可以进行非侵入式、全速的在系统调试。F020内部配置的AD转换器、可编程放大器PGA、模拟多路开关MUX和DA转换器可用作压力传感器信号的采集和比例电磁阀的驱动。F020的通用输入输出数字接口GPIO控制电磁阀的动作。
如图1所示,压力测试用嵌入式系统由F020嵌入式系统、阀门开关量驱动电路、传感器采集电路和比例阀驱动模拟信号(0-10V)控制电路构成,同时系统设计了基于RS232串口的液晶显示模块,用来显示测试的过程信息。系统具有标准的工业485通信端口,通过此端口测试曲线可以由计算机由远程下载到嵌入式控制器中。
4 特性曲线测试流程
气动减压阀的测试采取如下的流程,首先将下线装配完成的气动减压阀的输入接口安装于测试汽缸的预留接口,将减压阀的输出接口安装于工作汽缸的预留接口;然后控制充气阀使测试汽缸达到减压阀的量程上限压力P3,然后按照减压测试曲线控制测试汽缸排气,记录测试汽缸与工作汽缸的压力。
测试用输入压力曲线是测试的基准输入参数,曲线参数由现场工程师根据减压阀的具体型号由阀门设计师确定。曲线参数离散化位128点,分别对应曲线的时间(单位:mS)和压力值(Kpa),然后将数据通过RS485下载到测试嵌入式系统中。系统具有20组不同的阀门参数存储能力,测试过程中压力曲线自动记录在嵌入式系统配置的Flash存储器中,记录的压力数据可由通讯方式在线显示或离线获取,当存储器存满时,先存储的数据先被覆盖,即采用环形缓存存储方式。系统工作时,工作方式在液晶显示面板显示。
曲线跟踪控制采用模糊PID在线自调整控制算法,算法由嵌入式控制器实现,控制反馈循环的结构如图2所示。
图2中嵌入式控制器的输入为设定值SP与过程值PV的偏差e,算法的输出值CV根据偏差e及偏差的微分de/dt计算而得。
5 结论
应用嵌入式系统控制气动减压阀测试汽缸的压力,实现了减压阀特性曲线的自动测量,其中测试基准压力的控制使用了高速比例电磁阀,通过嵌入式系统的模拟输出控制发开度的比例,实现了压力跟踪控制。同时系统具有通讯功能,由计算机通过通讯设置适用于不同阀门的测试曲线。系统的应用提高了气动减压阀的测试自动化程度,同时增强了减压阀的质量监控和检测数据管理。
参考文献
[1]林柳絮.MCU控制器在气压检测上的应用[J].电子测试,2006,(03).
[2]何玮,刘昭度,齐志权,王斌.气压ABS系统制动压力动态特性分析[J].液压气动与密封,2006,(06).
[3]Eryilmaz Bora,Wilson Bruce H.Unified modeling and analy-sis of a proportional valve,Journal of the Franklin Institute[J].v343,n1,January,2006,48-68.