自控式双作用增压器的研究.pdf

．_ 一 L 一 ～ 2 0 0 4年第9期 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 4 0 9 0 1 0 6 ． 0 3 自控式双作 用增压器 的研 究 隋 文 臣 广 东松 山职业 技术 学 院 ，广东 韶 关 5 1 2 1 2 6 摘 要 介 绍 了常规增压 器的作 用、 类型 、 用途及 特点 ， 重 点 阐述 了 自控 式双作 用增 压 器的组 成、 结构、 工作原理、 主要技术参数及用途和特点。自控式双作用增压器的出现 ， 使液压元件增加了 新 的 品 种 。 关键 词 i 自控 ；双 作 用 ；增 压 器 中图号 T H1 3 7 ． 5 3 1前 言 增 压器 实质上 是一 种液 压放 大器 ， 在液压 系统 中， 如果整个 系统 需要低压 ， 而局部或某一支路需要 高压时 ， 可使用增 压器 ， 使系统 的局部油路或某 个执 行元件 获 得 比液压 泵工 作压 力高 若干倍 2 7倍 的高压油 ， 以满足局部工作机构的需要， 而不必单独 设置价格较 贵的高 压油 泵 ， 系统 仍然保 持在 较低 的 压力下工 作。这样就可 以降低 能源消耗、 减少设备 、 简化系统 。 常用的增压器一般分单作用和双作用 2 种 ， 单 作用增 压器 只能 间 断地输 出高 压油 ， 双作用增 压 器 能连续不 断地输 出高压油 。它们 的共 同特点都是 由 低压缸 、 高 压缸 、 大小 活 塞 、 电磁 换 向阀 以及 控制 电 磁换 向阀的发 讯装置等组成 ， 大活塞端输入低压油 ， 小活塞端输 出高压油 。增压器 的换 向都是 由电磁换 向阀的频繁换 向来 实现 的。电磁 阀频繁换 向， 工作 时间长时会导致 电磁线圈过热 ， 不仅影响 阀的性能 ， 导致 油温升高 ， 严重时要停 机降温。另外 ， 在远离 电 源的情况下 ， 仍需 为增压 器单 独设置一套 电路 。 2 自控式双作 用增压 器的组成 自控式双作用增 压器 见 图 1 是 由 2个 单活 塞 杆液 压缸对接而 成 的一种 自换 向的双作用 增 压器 ， 它取 消 了传统增压 器的 电磁换 向阀及控制 电磁换 向 阀的发讯装置 也称无 ” 电” 增 压 器 ， 采用 插装 阀做 主换 向阀、 小流量 的二位 四通液动换 向阀作先导阀 ， 在 活塞杆 两端 各 开 一个 结 构 尺 寸完 全一 样 的环形 槽 ， 在 中间套 上开设对应 的小孔 ， 利用 活塞杆上 的环 形槽 与小 孔之间 的位 置关 系 ， 改 变先导 阀 的位 置来 控制 主 阀的动作 ， 实现增 压器的换 向。 3 自控式 双作用增压器 的工作原理 图 2所 示 是 自控式 双作 用 增 压 器 的工 作 原理 图 ， 其工作原 理如下 1 初次启 动 文 献标 识 码 A 初次启动 时 ， 无 论 活塞 杆 1 0和 活塞 9 、 1 1处 于 什么位置 ， 二位 四通 液动换向 阀 1 4能 自动对 位进入 工作阀位 ， 使增压器正 常工作 。 图 1 目控 式 双 作 用 增 压 器 结 构 简 图 F i g． 1 S t r u c t ur e o ft h e t wowa y e ffe c t s u p e r c h a r g e r b y s e l v e s co n t r ol I． 增 压缸组 件 Ⅱ． 阀组l 、 2 ． 3 、 4 ． 5 、 6、 7 、 8 ． 插 装 阀9 、 2 o ． 端 盖 l O、 l 8 ．活塞1 t 、 1 9 ．缸体l 2 ．中间套 l 3， l 5 ． 可 调节 流阀 1 4 ． 换 向阀l 6 ． 活塞杆l 7 ． 拉杆 2 活塞及 活塞 杆右移 如图 2所示 的位置 ， 此时 ， 二位 四通液动换 向 阀 1 4处 于左 阀位 ， 阀 4 、 6开启 ， 阀 3 、 5关 闭 ； 阀 2 、 8开 启 ， 阀 1 、 7关闭 ， 活塞及活塞杆右移 。 ①进油 路 压力 液体 经 阀 4 、 a孔 进入 缸 体 的 A 腔 ； 同时压力液体经 阀 2 、 d孔 向缸体 的 D腔充液 。 ② 回油路 B腔 的液 体经 b孔、 阀 6流 回油箱 ， 因此活塞杆 1 0和活塞 9 、 1 1向右移动 。 ③增压油 路 在活 塞杆 1 0和活 塞 9 、 1 1向右 移 动 的同时 ， 阀 1 、 7关 闭。c腔经 c孔 、 阀 8输 出高 压 液体 。 3 增 压器 的换 向 ～ 兰 腔一 一俺一兰 维普资讯 2 0 0 4年第 9期 自控式 双作 用增压器 的研究 隋文 臣 1 0 7 当活塞 杆 1 0和活塞 9 、 1 1向右移动 接近终 了位 置时 ， 活塞 杆 1 0左端 的环 形槽 H 使 j 孔 和 e孔 连 通 ， 因此 ， 控制液体就经 f 孔 、 j 孔和 e孔作 用到二 位 四通液 动换 向阀 1 4的右端 。由于 可调节 流阀 1 3 、 1 5 同时产 生背压 ， 此 时作 用在 二位 四通液动换 向阀 1 4 的右端 的压力远 远 大于左 端 的背压 。所 以， 二位 四 通液动换 向阀 1 4向左移 动 ， 使 阀 4 、 6关 闭 ， 阀 3 、 5 开启 ， 增压器换 向 。 图 2 目控 式 双 1 乍用 增 压 器 的 工 1 乍原 理 图 Fi g． 2 W o r k t h e o r y o ft h e t wowa y e ffe c t s u p e r c h a r g e r b y s e l v e s c o n t r o l 1 、 2 ． 3 、 4、 5 、 6 、 7 、 8 ． 插装 阀9 、 1 1 ． 活塞l 0 ．活塞杆l 2 ． 缸 体l 3 、 1 5 ． 可 调节流 阀1 4 ． 二位 四通液 动换 向阀 4 活塞 及活塞杆左移 当二位 四通液动换 向阀 1 4换 向完成后 ， 其工作 阀位 为右 阀位 ， 此 时 ， 阀 4 、 6关 闭 ， 阀 3 、 5开启 ； 阀 2 、 8关闭 ， 阀 1 、 7开启 ， 活塞 及活塞杆左 移。 ①进 油 路 压力 液体 经 阀 5 、 b孔 进入 缸体 的 B 腔 ； 同 时压力 液体经 阀 7 、 c孔 向缸体 的 c腔充液 。 ② 回油路 A腔 的液体 经 a孔 、 阀 3流 回油箱 ， 因此 活塞杆 1 0和活塞 9 、 1 1向左移 动。 ③增 压油路 在活塞杆 1 0和活塞 9向左移 动的 同时 ， 阀 2 、 8关 闭 ， D腔 经 d孔 、 阀 1继续输 出高 压 液体。 当活塞杆 1 0和 活塞 9 、 1 1向左 移动接 近终 了位 置时 ， 活 塞 杆 1 0右 端 的环 形 槽 L使 g孔 和 k孔 连 通 ， 因此 ， 控制 液体就经 f 孔 、 k孔 和 g孔作用到二位 四通液动换 向阀 l 4的左端 。 由于可调节流阀 l 3 、 l 5 同时产 生背压 ， 此时作 用在二位 四通 液动换 向阀 1 4 的左端 的压力 远远 大于 右端 的背 压。所 以 ， 二位 四 通液动换 向阀 1 4向右移 动 ， 使 阀 4 、 6再次 开启 ， 阀 3 、 5再 次关闭 ， 增 压器再次换 向。 总之 ， 阀 1 4的工作 阀位 ， 决定 了插装 阀 3 、 4 、 5 、 6 的开启或关 闭 ， 插装 阀 3 、 4 、 5 、 6的 开启 或关 闭决 定 了活塞杆 1 0和 活塞 9 、 1 1的移 动 和移 动方 向， 活塞 杆 1 0和活塞 9 、 1 1的移 动 又 使 阀 1 4改 变 阀位 。如 此周而复始 、 循 环往 复 ， 增压 器能 自动 地 、 连 续不 断 地输出高压液体 。 4 自控式 双作用增压器 的主 要技 术参数 增 压器 的缸体 、 活塞及 活塞 杆是 至关重 要 的部 件 ， 它的载荷 主要包 括工作负载 、 缸体与活塞之 间的 摩擦 阻力 、 中间套 与活 塞杆 之 间的摩擦 阻 力 以及 速 度变化所产生的惯性力 。 工作负 载是增 压腔 的压力 作用 在活塞 、 活塞 杆 之间的环形面积上所产生 的力 。 增压器的工作负载 F p | 丌 式 中 p 增压器增压腔 的工 作压力 增压 器出 口的工作压力 ， P a ； D 活塞直径 ， m； d 活塞杆直径 ， m。 如果忽略单 向阀 插 装 阀 的开启压力和 回油压 力 ， 则增压 器的工作推力 F t p j 譬 竿 式 中 p 增压器进 油腔 的工作压力 增 压器入 口的工作压力 ， P a 。 如果不计摩擦 阻力 ， 则有 F F 即 P j 等 - p 竿 一 p s 一 则增压 器的增压 比 ， ‘ ， ； j ，一l 增 压 比只与增压 器 的结构尺 寸有 关 ， 当增 压 比 一 定 时 ① 大小活塞直径之间的关系为 D d√ ， 2 ②增压腔压力与进油腔压力 之间的关系为 P g ， p j ③增压器 的输 出流量 与输 入流量 的关 系 n Q ④活塞及活塞杆 的的运 动速度 式 中Q j 增压器 的输入流量 ， m 3 ／ s ； Q 增 压器的输出流量 ， m ／ s 。 一 般情况下 ， 增压器 的行程 S2 0 05 0 0 i n i n 、 广 一 维普资讯 1 0 8 煤 矿 机 械 2 0 0 4年第 9期 留革 新 改 造 田 文章 编 号 1 0 0 3 0 7 9 4 2 0 0 4 0 9 0 1 0 8 0 2 2 J K一2 ． 5型主提升机低频拖动改造 李 杰 ，侯 祥 忠 ，李 兴 民 山东宏河矿业集 团，山东 邹城 2 7 3 5 1 4 摘 要 横 河煤矿主井提升设备原低频拖动部 分使 用交 一交变频柜 ， 故 障率 高 ， 控 制 落后 ． 不 能满足提升要 求。现 低频拖动部分采 用 了德 国原装进 口 K E B． F 5型 电梯专 用变频 器。重点介 绍 了 低 频技 术 改造 的具体方案 、 改造后 的效果和经济效益。 关键词 主 井低 频拖 动 ；技术 改造 ；效果 中图号 T D 5 3 文献标识码 A 1 改造的必要性 速度 反馈 ， 利 用 P L C的 开关 量 输 出作 为 变 频 器 的 横河煤矿 主井 提升 设备 选用 洛 阳产 2 J K一2 ． 5 ／ “ 运行” 、 “ 停 止” 指 令 ， 用 来 实现 爬 行 阶段 的低 频 拖 l 1 ． 5型单绳缠绕式 提升绞车配用 主电机为 4 0 0 k W， 动 。 设计提升能 力 为 4 5万 t ／ a ， 原 低频 拖 动部 分 采用 天 1 低频容量 的确定 津市 电气控 制设备厂生 产交 一交变频柜 ， 故 障率高 ， 根 据 公 式 P u P K 厂 U ／ L， 可 得P H 控制落后 ， 磁放 大器闭环调节 系统不易 调节 ， 不能适4 0 01 ． 5 5 ／ 5 06 0 k V A， 考 虑 到 I G B T变 频 器 的过 应主井提 升的恶劣条件 ， 已停止使用多 年 ， 而采用进 载能力 ， 需 保 留一 定的过载系数 以确保 系统的安全 ， 口变频器实 现爬 行 阶段 的低 频拖 动较 为合 理 ， 并经 选用变频器容量 为 1 3 2 k V A。 兖矿杨村 煤矿 的近 2 a的使用 效果 良好 。 2 基本工作原理 2改造方案 减速点过后 ， 高压 换相 释 放 ， 低 频 接触 器 吸合 ， 采用德 国原装进 口 K E B C O M B I V E R T F一5型 电 电机串电阻减速 ， 经 延 时且 电机 转 子速 度 接近 P L C 梯专用 变频器 ， 在 绞车的低速轴端安装旋转 编码 器 ， 设定的低频转速时 ， 转子 电阻全部切 除 ， 变频 器 自动 以编 码 器 的脉 冲输 出作 为 可编 程 序控制 器 P L C的 投入 ， 绞 车转 入低爬 至提升终 了。 活塞及活 塞杆 的运动速度 0 ． 0 5～0 ． 1 5 m ／ s ， 活塞 杆与 中间套 之间应 采用 活塞 环密 封 ， 以便 活塞 杆上 的环形 槽顺 利越 过 中间套 上 的小孔 ， g孔 和 d孔 、 C 孔和 e孔 分别在 同 一个 圆周上 ， 中间套 上 ， j 孔和 k 孔之间可采 用密封圈密封 。 5 自控式双作 用增压器的用途及特点 自控 式双作用增压 器广泛用于制动器 、 离 合器、 高压实验 台、 高压 射 流、 高压 切割 、 油井注水 增压 以 及工程 、 冶金 、 矿 山等设备 中。 自控 式 双作 用 增 压 器 由于 取 消 了电磁换 向 阀 无 ” 电” 增压 器 和发讯装 置 ， 简化 了系统 ， 扩大 了使 用范 围 ， 采用插装 阀 ， 使 结构简单 、 工作稳定 可靠 、 降 低加工成本 、 增 大 了流量 ， 因此 ， 这种 增压 器 可 以用 做高压泵 。 参考 文献 [ 1 ] 雷天觉． 液压工程手册[ M ] ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 0 ． [ 2 ] 左健民． 液压与气压传动 第 2 版 [ M ] ． 北京 机械工业 出版社， l 9 9 9． 作者简 介 隋文臣 1 9 6 0一 ， 广 东韶 关 人 ， 高 级工 程师 ， 1 9 8 3年 毕业 于黑龙 江科技 学院机 械化专 业 ， 主 要从 事 液 压技 术 的 研究 与教 学及教 学管理 工作 ， 有 8篇论 文在 不 同层 次 的刊物 上发 表 ， 有 4项 科 研成果获得了国家专利 ． E m a i l S WC 5 9 1 6 3 ． C O M． 收稿 日期 2 0 0 4 ． 0 6 ． 3 0 Re s e a r c h o n t wo wa y e ffe c t s u p e r c ha r g e r b y s e l v e s c o n t r o l SUI W e n- c he n S o n g s h a n P o l i t e e h n i e I n s t i t u t e ，S h a o g u a n 5 1 2 1 2 6 ， C h i n a Abs t r a c t Be s i d e s s o me p r e s e n t a t i o n a b o u t r e g ul a r s u pe r c h a r g e r ’ S f u n c t i o n s c a t e g o r i e s a n d f e a t u r e s， t h i s p a p e r a i ms t o e x p o u n d t h e c o n fi gu rat i o n，w o r k t h e o r y a n d u s a g e s o f t h e t w o wa y e ff e c t s u p e r c h a r g e r ，a s w e l l as r e l e v a n t t e c h n i c a l p a - r a me t e r s a n d s pec i a l t i e s ． T h e i n v e n t i o n o f t h i s k i n d o f s u p e r c h a r g e r e n l a r g e s t h e f a m i l y o f fl u i d d r i v e o b j e c t s ． Ke y wo r dss e l v e s c o n t r o l ；t wo wa y e ffe c t ；s u pe r c h a r g e r 维普资讯