钢管校直机液压系统的改进.pdf

应用与试验 2 0 1 2 年 第2 期 总 第1 1 8 期 机械研究与应用 钢管校直机液压 系统的改进 车小霞， 窦高强 天水锻 压机床有 限公 司， 甘肃 天水7 4 1 0 2 0 摘要 重点介 绍了钢 管校 直机液压 系统的 改进 ， 解决 了液压 系统在 工进 时的抖 动及 自动化。通过 对其 改进后 系统 原理 、 工况及 系统性 能的分析 ， 使 系统更为合理 ， 提 高 了整机的资源利用率。 关键 词 系统 改进 ； 抖动 ； 自动化 中图分类号 T H1 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 7 - 4 4 1 4 2 0 1 2 0 2 - 0 0 7 2 - 0 2 Hy d r a u l i c s y s t e m i m pr o v e m e n t o f s t e e l s t r a i g ht e n i ng m a c h i n e Ch e Xi a o x i a． Do u Ga o q i a ng T i a n s h u i f o r g i n g m a c h i n e t o o l C o ． ， L t d ， T i a n s h u i G a n s u 7 4 1 0 2 0 ， C h i n a A b s t r a c t T h e i mp r o v e m e n t o f h y d r a u l i c s y s t e m o f s t e e l s t r a i g h t e n i n g ma c h i n e i s i n t r o d u c e d ， t h e j i t t e r a n d a u t o m a t i o n o f h y - d r a u l i e s y s t e m a r e s o l v e d ．T h r o u g h a n a l y z i n g t h e p r i n c i p l e ，c o n d i t i o n a n d p e r f o r ma n c e of i mp r o v e d s y s t e m，t h e s y s t e m i s mo r e r e a s o na bl e，whi c h c a n i mp r o v e t h e o v e r a l l u t i l i z a t i o n o f r e s o u r c e s ． Ke y wo r dss y s t em i mp r o v e me n t ；s ha ke；a u t o ma t i o n 1 前言 作为大直缝埋弧焊管生产线中矫 正整形关键设 备的钢管校直机 ， 其在生产线上得到广泛使用 。该生 产线主要包含钢板铣边机 、 钢板预弯机、 成型机 、 预焊 机 、 内外焊机、 钢管校直机 、 钢管精整机 、 扩径机 、 水压 试验机 、 平头倒角机 、 各种探伤检测及输送辅助设备 等制管设备。原校直机液压 系统存在系统设计不够 合理 ， 工作时有油缸抖动及返程液压冲击 、 压制无法 保压依靠人工操作、 自动化水平低等问题 ， 严重影 响 了机器的使用性能 ， 急需进行技术改造以合理利用资 源 ， 减少故障率以提高自动化水平。 2系统存在的问题 原液压 系统原理 图， 如 图 1所示 ， 从 液压原理及 使用过程来看存在如下问题 。 1 液压系统在工进时 ， 油缸抖动。 2 液压系统工作时不能进行保压调节 。 3 充液 阀的控制油路和主机的工作油路混在 一 起 ， 增加 了维修工作 的难度和工作量 。 3原 因分析 1 从液压系统设计原理上来看 ， 在系统下腔只 有安全阀， 无背压阀。系统的可靠性降低， 故障高。 对于用户来说在安全性方面和维修性方面困难 ， 停机 率大。将直接影响生产， 影响工作效率。在工进时油 液从安全 阀回油 ， 使下腔 回油不畅。 2 原系统在油缸上腔无压力显示 ， 只是靠人工 操作来实现压制动作， 系统特征较差， ⋯造成动态偏 差大与整形精度低及过渡时间长等问题 ， 严重时导致 保护装置误动作而使整机停车 ，油泵及油缸等执行 元件损坏 的概率上升 。 图 1 改进前液压原理 图 1 ． 油泵2 ． 滤 油器3 ． 远程调压 阀4 ． 主压力阀5 ． 卸荷盖板 6 ． 液动换向阀7 ． 微 动阀8 ． 工进 阀9 ． 下 腔 阀1 O ． 油 缸 上 腔 阀1 1 ． 主机 锁紧阀1 2 ． 快速缸 阀1 3 ． 锁紧缸节流 阀 1 4 ． 快速缸单向阀1 5 ． 充液 阀 3 原系统中充液 阀的控制与系统 的工进用 同 一 阀控制， 在系统故障方面增加了难度。 4 改进方案 根据以上分析及系统要达到的功能。采取如下 改进方案 ， 改进后的液压系统原理如图 2所示 。 改进后的液压 系统从系统安全方 面是 系统更 加 收稿 日期 2 0 1 2 0 3 1 2 作者简介 车小霞 1 9 8 1 一 ， 女 ， 甘肃天水人 ， 助理工程师 ， 研究方 向 制管产 品液压 系统的设计。 7 2 机械研究与应用 2 0 1 2 年 第2 期 总 第1 1 8 期 应用与试验 安全、 结构紧凑， 液压元件安装在一个集成块上， 这样 不仅外观美观 ， 而且解决 了在工进时油缸抖动现象。 改进后 的液压系统在 上腔装有数显式压力继电 器 ， 在工进时及压制时靠压力控制， 使 油液系统给电 气控制信号， 系统更加自动化。 改进后 的液压系统在控制充液阀用单独的阀来 控制 ， 在维修查找毛病提供了方面 ， 节约了时间。 图 2 改进后的液压系统 1 ． 油泵2 ． 滤油器3 ． 远程调压 阀4 ． 主压力阀5 ． 卸荷盖板 6 ． 液动换 向阀7 ． 微动阀 8 ． 安全阀9 ． 下腔阀1 O ． 油缸上腔 阀1 1 ． 主机锁紧阀1 2 ． 快速缸 阀1 3 ． 锁紧缸节流阀1 4 ． 快 速缸单 向阀l 5 ． 充液阀1 6 ． 数显式压力继电器1 7 ． 大通径 工进 阀1 8 ． 充液阀控制阀 5改进后的工作过程 油泵 1 启动经滤油器 2与主压力阀 4带 电给系 统提供压力 ， 油泵提供 的压力用远程调压阀 3来调节 其压力 ， 当油缸上腔阀 l O 、 快速缸 阀 l 2带电， 油液经 6的左端进入主油缸和快速缸的上腔 ， 下腔阀 9带电 使油缸进人快速状态 ， 进人快速时充液 阀 1 5是靠油 缸的压差 自吸打开给上腔补油 当油缸碰到切换点限 位时 ， 因下腔阀 9不带 电、 充液 阀关闭使油液经大通 径工进 阀 1 7回油 ， 解决 了油缸在下行 时因油液阻力 原因而发生整个机床抖动。在下腔同时增加 了安全 阀 8 ， 使得油缸在下腔油液出现故障上腔建压时不会 因为其原因而使工件或油缸损坏， 在上腔增加数显式 压力继 电器 l 6使油液在工进时达到数显式压力继 电 器的高点时给 电气 系统一个信号 ， 使油缸上腔 阀 1 0 断电进行保压系统更加 自动化 ， 在校直工件时解决了 靠人工来操作进行校直无法进行保压工况， 保压结束 后进行卸荷当压力达到数显式压力继电器 的低点时 油液经油缸上腔阀 l O带电、 快速缸阀 1 2 、 卸荷盖板 5 再经主压力阀 4 不带电 卸压 ， 使油缸在卸荷时平稳 再进行返程。 油泵提供动力微动阀 7带 电使主缸和快速缸上 腔进油进行微动 ， 快 速缸单 向阀 l 4使油液进入快速 缸时使油液只能进入快速缸。主机锁 阀 1 1 带电使主 机锁紧进行校直工件 ， 锁 紧缸节流阀 l 3来调节锁紧 油缸油液大小的调节。 改进后的系统更为稳定， 增加了工进时下腔大通 径 回油阀 ， 工进工况下腔 回油阀与背压 阀并联控制 ， 如果回油 阀被 卡 ， 下腔 油液可 以通过背 压 阀 安全 阀 泄油， 降低 了液压元件 的损坏概率 ， 同时解决 了 快慢速度切换时下腔回油不畅而引起 的抖动 ， 使系统 更加安全可靠 J 。在上腔出 口增加数显式压力继 电 器 ， 当带负载工作上腔压力到最大值时，压力继电器 发讯进行延时保压 ， 保压时间到后上腔通过大通径的 液动换向阀来进行卸荷降压 ， 当压力降低 到最小值 时， 压力继电器发讯下腔进油返 程， 当返程到上极限 点时 ， 所有的控制阀断电， 泵处于空运行状态 J 。新 系统返程冲击大为减小 ， 并将充液阀的控制油路与主 油路分开 ， 系统间用集成 块间的油路连接减 少 了泄 漏， 也为维修和查找故 障点提供 了方便 ， 也可 以迅速 而无冲击地进行试验操作 。为提高阀的动作响应 ， 控 制油路用液压逻辑 阀块直接安装在钢管校直机 的顶 部 以减少管道长度。 6 结 语 通过上述技术改进取得了显著的经济效果 ， 使机 床更加平稳可靠消除了在快慢速切换 时的抖动现象 ， 新系统采用了数显式压力继 电器改变其参数来进行 调节方式 ， 具有很高 的稳态精度及较好的动态性能指 标 ， 新系统允许以校直机 的最高速度加载 ， 使机床不 仅精确的来校直各种规格 的钢管 ， 而且可 以用来校直 各种材料工件 。提高了油泵的使用寿命 ， 降低了油温 保证了系统能在长时间连续运转。 参考文献 [ 1 ] 成大先． 机械设计手册 第4版 [ M] ． 北京 化学工业出版社， 2 o o 1 ． [ 2 ] 雷天觉． 液压工程设计手册 [ M] ． 北京 机械工业出版社 。 1 9 7 9 ． 73