高速铁路箱梁液压内膜液压系统设计.pdf

2 0 1 1年 4月 第 3 9卷 第 8期 机床与液压 MACHI NE TO0L HYDRAUL I CS Ap r ． 2 01 1 Vo 1 ． 3 9 No ． 8 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 t一3 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 0 8 ． 0 2 5 高速铁路箱梁液压内膜液压系统设计 郭长 江， 郑州轻工业学院， 杨 改 云 河 南郑 州 4 5 0 0 0 2 摘要所设计的液压内模利用蓄能器和压力继电器 自动补油保压，通过调速阀和整流板进行同步速度控制，采用双向 液压锁控制液压缸的准确停留位置，确保液压内模的安全性和可靠性。 关键词 箱梁；液压内模；液压系统 中图分类号 T P 2 7 1 ． 3 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 8 0 9 3 2 De s i g n o f Bo x G i r de r Hy d r a u l i c I nn e r Co a t i n g S y s t e m i n Hi g h s pe e d Ra i l wa y G U O C h a n g j i a n g ，Y A N G G a i y u n Z h e n g z h o u I n s t i t u t e o f L i g h t I n d u s t r y ，Z h e n g z h o u H e n a n 4 5 0 0 0 2 ，C h i n a Ab s t r a c t Hy d r a u l i c i n n e r c o a t i n g w a s d e s i g n e d b y u s i n g a c c u mu l a t o r a n d p r e s s u r e r e l a y t o a u t o ma t e s u p p l e me n t o i l a n d p r e s e r - v i n g p r e s s u r e ． I t wa s c o n t r o l l e d i n s y n c h r o n o u s s p e e d b y t h e s p e e d c o n t r o l v a l v e a n d o r i f i c e p l a t e ． Th e h y d r a u l i c i n n e r c o a t i n g i s e e r t a i n l y e n s u r e d o f s a f e t y a nd r e l i a b i l i t y by u s i n g bi d i r e c t i o n a l h y d r a ul i c l o c k t o c o nt r o l t h e a c c u r a t e s t a t i o n o f h y dr a ul i c c y l i n d e r ． Ke y wo r d s B o x g i r d e r ； Hy d r a u l i c i n n e r c o a t i n g ； Hy d r a u l i c s y s t e m 高速铁路 以桥梁 为主 ，大体 积 ，大 吨位的整孔 预 制梁是 目前 国内外 高速铁路和高速公路桥梁设计 的主 要形式和发展方 向，其 中制 梁内模 作为影 响制梁速度 的关键 因素尤为重要 。液压 内模作为制梁 内模的一种 ， 具有整体支模 、整体收缩 和整体 出模 的特点 ，其操作 方便 ，安全可靠 ，节省材料 ，具有较好的应用前景。 1 箱梁液压内模结构 某高速铁路箱梁是 3 2 m 双线轨 道后 张预应 力混 凝土单 箱单 室简 支箱 梁 ，3 2 m 内模 共 分 5段 ，即一 液 个标准段 ，两个变截 面段和 2 个 隔墙 段 。考虑到该箱 梁 的内腔结构 ，变截段模板设 置早拆块 。另外 ，可将 上述 3 2 m 内模取 出 8 m标 准段 ，即可预 制 2 4 m梁 ， 各段之间靠定位销定位 ，螺栓连接，连接处设有防渗 措施 。因此 ，所设计 的液压 内模 为分段拼装式 同步控 制液压 内模 ，由模板 、车架 、行走 系统和液压系统组 成 。模板 采用大块钢板焊接拼装 ，包 括面板 、横向加 筋肋 和纵 向加筋肋等 ，车架底部设有 车轮 ，支撑 在轨 道上 ，便 于液压 内模 的移动 ，其结构简 图如 图 1 示 。 图 1 高速铁路箱梁结构简图 2液压 系统设计 2 ． 1液压 内模 工作过 程 该液压 内模工作 过程 主要包括支模和脱模 。在支 模过程 中 ，1 8个标 准段 和 变截段 顶 模液 压缸 同步伸 出，在顶模液压缸 伸 出到位 后 ，左右 两侧 1 4个标 准 段上侧模液压缸同步伸出，在上侧模液压缸伸出到位 段 后 ，左右两侧 1 4个标 准 段 下侧 模 液 压 缸 同步 伸 出 ， 在下侧模液压缸 伸出到位后 ，8个变截段 上侧模 液压 缸 同步伸 出 ，最后是 8个变截段下 侧模 液压缸 同步伸 出，通过双向调节撑杆锁紧定位。为了防止梁体在混 凝土浇注过程中内模上浮，利用箱体底部预留出的泄 水孔 ，用螺杆螺母将内模与底模连接，形成整体。脱 收稿 日期 2 0 1 0 0 3 2 9 作者简介 郭长江 1 9 6 2 一 ，男 ，硕士 ，副教授 ，现主要从事机电产品的研发和液压与气动课程 的教学工作 。电话 0 3 7 1 6 3 5 5 6 7 8 5，Ema i l g c j 6 8 8 z z u l i ． e d u ． c n。 机床与液压 第3 9卷 模 过程与立模过程相反 ，即首先拆 除 内模 与底模部 连 接早拆块 及双向调节撑 杆 ，收上 下侧模 ，顶模下 落 ， 通过梁体外部卷扬机将 内模拉 出。 2 ． 2液 压 系统设 计 图 2 液压 系统 原理 图 2 7 1 4 个标 准段 上 侧 两侧 面 侧模 液 压缸 2 7 1 4 个 标 准段 下 侧 两侧面侧模液压缸 8 个 变截 段 下侧 两 侧 面 侧模 液 压缸 8 个 变截 段 上侧 两 侧 面 侧模 液 压缸 下转第 9 6页 变 缸 和 压 段 液 准 模 标 顶 个 段 博 截 、，● r__、 、●， ●_、、● ●_ 、 、、●● ●●_ 、 、、●● ●●_ 、 、 9 6 机床与液压 第 3 9卷 真空截止 阀 6 、8 、9 ，其他二个通 道分别 连接有真 空 泵 4和平衡管路 l 3 ，平衡 管路 1 3的另一 端安装有 三 通，三通的其他两个通道分别连接气源 3和伸缩气囊 2 ，气囊 2位于密封箱体 1内的底部，气源 3和伸缩 气囊 2 之 间 的通道 上设 置有 真空截 止 阀 l 0 ，平 衡管 路 l 3和箱体 1 上均安装有真空表 5 ，气囊 2的外周设 置有柔性 保护 罩 1 1 。密封箱 体 1内还 设置 有温 度控 制器 l 2 。该 装置还可以通过 P L C实 现 自动控制 。 油液 中的含 气量及 局部真空的绝 对压力 低于相应 的空气分离压 ，是气穴产生的内在条件。在气囊中充 入一定气体，使气囊 中的气压保持与大气压基本一 致 ，加油至整个密封箱体内，使鼓起的气囊的体积外 充满油液 ；然后关闭真空泵与密封箱体之间的阀，用 气 动真空泵将气囊 中的气体抽 出 ，使容器 中的油面下 降，在油箱顶部形成具有一定负压和一定真空度的空 间，该负压要调整到适当的程度 ，使油中的水分与其 他易挥发物质溢出到这个空间中，而油液基本不挥 发 。同时对气囊和顶部空 间抽真空 ，确保油液不被抽 出 ，直至压力达到溶解于油 中空气的分离压 以下 ，并 维持一定 的时间 ，直至油 中气体抽完 为止 ，最后打开 气源与密封箱体间的截止阀。其中柔性保护罩起到限 位气囊 、保护气囊 的作用 ，温度控制器使密封箱体 内 有合适的控制温度。 2结束语 气穴及其引发的气蚀现象在液压系统的各类故障 中是常见 的、危 害 性极 大 的一 种 。该 装 置结 构 简 单 、操作方便 ，实用性强 ，能消除气穴 ，对减少 和降 低液压系统 的振动和噪声 、改善液压系统的性能有着 积极而深远的意义 。 参考文献 【 1 】夏立群， 牛世勇， 张新国． 液压系统的气体污染与控制 [ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 8 ， 3 6 7 8 08 2 ． 【 2 】钱雪松． I P - 7 5 0压铸机油泵气穴现象的分析和排除[ J ] ． 机床与液压 ， 2 0 0 0 6 8 8 8 9 ． 【 3 】屈圭． 液压与气压传动 [ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0o 2． 【 4 】符俊华． 如何防止液压系统的气穴现象[ J ] ． 建筑机械， 1 9 9 9 1 5 25 3 ． 上接第 9 4页 根据上 述 内模 工 作过 程 ，液压 系统 原理 图如 图 2所 示 。在 内模 液压 系 统 中 ，两 端 变截 面 上 侧采 用 8 个 液压缸 ，两 端变 截 面 下侧 采 用 8个 液 压缸 ，在 两端变截 面顶模 采用 4个 液压 缸 ，中 间标准 段 顶模 采用 1 4个液压缸 ，标准段上侧每一个侧面都采用 7 个液压 缸 ，共 计 1 4个 液 压 缸 ，标 准段 下 侧 每 一 个 侧面都采 用 7个 液压缸 ，共计 1 4个液 压缸 ，整 个 内 模液压 系统 总 计 6 2个 液 压 缸 ，每 个 液压 缸 上 都 装 有整流叠 加板 、单 向调 速 阀 和双 向液 压锁 ，对 于每 一 组液压 缸 ，通过 一个 手动 换 向 阀控制 液压 缸 的运 动方 向 ，通 过调 节 单 向调 速 阀，从 而保 证 1 8个 标 准段和变截段顶模液压缸 、1 4个标准段上侧两侧面 液压缸 ，1 4个标 准段 下侧 两 侧 面液压 缸 ，8个变 截 段上侧两侧面液压缸、8个变截段下侧两侧 面液压 缸 在伸 出和退 回的过程 中基 本 达到 完全 同步 ，并 且 通 过 双 向液 压 锁 来 保 证 液 压 缸 在 保 压 过 程 中的 锁 紧。通过 蓄能器和单 向阀组 成保 压 回路 ，从 而进 行 长 时间保压 。 2 ． 3 液 压 内模 油缸选择 根据模板的动作和支撑条件，立模时油缸只承受 模板重量 ，浇注过程 中油缸改为撑杆支撑 ，油缸不受 力 ；脱模 时油缸受混凝土对模板 的吸附力及脱模启动 加速 中的惯性力 和摩擦力 。因此 ，油缸受力应按照脱 模时 的最大载荷计算 。取 8 m标 准段模板 ，经有关公 式计算重力 为 F 6 7 ． 9 4 k N ，混 凝 土对 模板 的吸附 力为 F 9 k N，加 速 过 程 中 的惯 性 力 F ， 1 9 ． 2 k N 加速 度 为 0 ． 5～1 ． 5 m ／ s ，摩 擦 阻 力 F 3 4 ． 8 k N 摩擦因数取 0 ． 2 ，上侧采用 2个油缸 ，故 每个 油缸 所受的力大 约 5 0 k N 。根据 上述 计算 结果 ，选 择 D G J 8 0 型液压缸 。 3结束语 该套液压 内模 的液 压 系统 采用 双 排顶 模油 缸 设 计，整体平衡性好；所有油缸设有调速阀，保证其同 步收缩和顶 出，同步精度达到 2 ％ ，并且 通过双 向液 压锁来保证液压缸在保压过程 中的锁 紧。它 已在多条 高速铁路箱梁内膜中应用，具有很好的经济效益和社 会效益。 参考文献 【 1 】全仲余． 机床电器产品使用维修手册[ M] ． 机械工业出 版社 ， 1 9 9 7 ． 5 ． 【 2 】成大先． 机械设计手册 [ M] ． 北京 化学工业出版社， 2 00 5．1 ． 【 3 】 左健民． 液压与气压传动[ M] ． 机械工业出版社， 2 0 1 0 ． 1 ．