单泵双路双腔液压站的设计.pdf

2 0 1 1年 1 月 第 3 9卷 第 2期 机床与液压 MACHI NE T00L HYDRAUL I CS J a n ．2 0 1 1 Vo 1 ． 3 9 No ． 2 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 1 ． 0 2 ． 0 3 1 单泵双路双 腔液压站的设计 李琛 ，周成蹊 ，顾湘，钱青 ，徐栋 ，钱健航 上海市离心机械研究所有限公 司，上海 2 0 0 2 3 1 摘要根据卧螺离心机结构，设计出提供轴承稀油润滑的一体式液压站。介绍该液压站的设计思路及相关结构。采用 单泵双路双腔系统，保证了稀油润滑部件的可靠运行。采用该设计，能够减少设备数量，提高厂房空问的利用率 ，提高效 率 ，降低成本 。 关键词 液压站；一体式；单泵双路；稀油润滑 ；卧螺离心机 中图分类 号 T H1 3 7 文 献标 识码 A 文章编 号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 1 2 0 9 9 2 De s i g n o f Pu mp Un i t o f Si ng l e Pu mp wi t h Do ub l e Li ne s a nd Sp a c e L I C h e n ，Z H O U C h e n g x i ， G U X i a n g ，Q I A N Q i n g ， x u D o n g ，Q I A N J i a n h a n g S h a n g h a i C e n t r i f u g e Ma c h i n e r y R e s e a r c h I n s t i t u t e C o m p a n y L i m i t e d ，S h a n g h a i 2 0 0 2 3 1 2 ，C h i n a Ab s t r a c tAn i nt e g r a t e d s t r uc t ur e o f c e nt rif u g e ba s e wa s de s i g ne d，wh i c h c o n t a i ns s p a r s e o i l l u b ric a t i o n．The d e s i g n a nd s t r a c t u r e o f t h e p u mp u n i t w e r e i n t r o d u c e d ．T h e s p a r s e o i l l u b r i c a t i o n c i r c u l a t e d r e l i a b l y d e p e n d i n g o n s i n e o i l p u m p w i t h d o u b l e l i n e s ． T h e d e s i g n b rin g s f e we r e q u i p me n t s ，l a r g e r c o mp a n y s p a c e， h i g h e r l e v e l e f f i c i e n c y a n d l o w e r c o s t ． Ke y wo r d s P u mp u n i t ；I n t e g r a t i o n；S i n g l e o i l p u mp w i t h d o u b l e l i n e s ；S p a r s e o i l l u b r i c a t i o n；S o l i d b o wl s c r o l l d i s c h a r g e c e n t r i f ug e 采用轴承稀油润 滑的卧螺离心机 ，与轴承普通油 脂 润滑相 比，转速和运行性能都大 大提高 。稀油润滑 系统包括 轴承座 、转子 、液压站及配套部件等 。通过 试验 ，已经 掌握稀 油润滑系统 的集成和技术 问题 的解 决方法 。在 实际应 用 中，为 了节省空 间，将 卧螺 离心 机与液压站设计为一体式结构，同时为了保证系统不 会出现试验中遇到的问题 ，对液压站内部结构和管路 控制做了特殊设计。 1 卧螺离心机与液压站一体式结构 图 1 为卧螺离心机与液压站一体式结构示意图， 液压站安装在卧螺离心机机架上 ，液压 站与轴承座用 离心 机 液 压 站 图 1 一体式稀 油润滑离心机示意 图 油管连接 ，形成稀油循 环 回路 。这种 设计充分利用 了 机架上剩余的空间，有利于节省厂房的空间，同时解 决 了分体式结构 中设计与安装麻烦 的问题 ，加快工 程 进度 ，提高效 率 。 由于卧螺离心机的布局结构相对 固定 ，不能做较 大的改动，所以只能对液压站进行设计和布局 ，这样 就会产生问题 ，主要表现为①液压站使用单泵，而 出油 口难 以位 于离心机两端轴承座的 中间位置 ，使管 路非对称布置 ，影 响稀 油 的均 匀分 配 ；② 为 了美 观 ， 液压站下部油箱体积尽可能的小，这样设计会造成油 位差减小 ，使 回油不够顺 畅。为 了解 决这 两个主要问 题 ，设计 了单泵双路双腔结构 。 2单泵双路双腔结构 单 泵 双 路 双 腔 液 压 站 主 要 部 件 包 括 电 动 机 、 泵 、油 箱 、阀架 集 成 块 、风 冷 却 器 等 ，如 图 2所 示 。该液 压站 由一个泵 供 两路 出 油 ，同时 油 箱分 为 供 油腔 和 回油腔 两个 腔体 ，因此命 名 为单 泵 双路 双 腔液 压站 。 2 ． 1 单 泵双路 出油 采用单泵双路 出油 ，是 为了降低成本 。但是 双路 出油有个 问题 ，在 离 心 机结 构 不 作较 大 改 动 的前 提 下 ，双路出油 口无法位 于离心机两端轴 承座的中间位 置 ，使 管路非对称布置 ，管路长度 的不 同势 必造 成两 收稿 日期 2 0 0 91 1 3 O 作者简介李琛，本科，机械工程师，从事机械设计制造及其 自动化工作。电话0 2 1 5 4 6 1 3 3 6 1 ，E m a i l q i a n j i a n h a n g 0 0 y a h o o ．C O rn． e n。 1 0 0 机床与液压 第 3 9卷 路供油量不均 ，一路供油太多 ，而另一路太少 ，这两 种情况都不利 于稀 油润 滑轴 承的稳 定运 行 。为解 决 这 一问题 ，将 两路 出油 管采 用调 速 阀控 制 ，如 图 2 所示 。 力表 速 阀 架成 块 回 油腔 回油 口 图 2液 压 站 结构 不 恿 图 2 ． 2油箱 的双腔 结构 液压站下部油箱采用双腔结构设计 ，用板将油箱 隔成供油腔和 回油腔两个 腔体 ，而底部 有一定 间隙 ， 使两个腔体连通。这种结构的设计能够增加轴承座回 油口与液压站回油口之间油位高度差，使 回油顺畅， 其工作原理是 当油箱内装油后 ，油量大约为油箱体 积的 I ／ 2～3 ／ 4 ，然后 将供 油腔 上部 空腔 抽真 空 ，而 回油腔是与大气 连通 的，两腔体 内油位 形成高 度差 ， 供油腔油位 日高 于 回油腔 油 位 h ，油 位 高度 差 △ 一h 。当液压站工 作时 ，供油腔 内的油 被泵 不断抽出，送入轴承座，日降低，由于上部空腔为负 压 ，借助 回油腔上部大气压的作用 ，回油腔 内的油不 断压入供油腔，使液位 回到原来位置，同时 △ 不发生变化 ，如此循环 ，就能够维持 h在较低位置。 为保证双腔结构 的有效运行 ，增 加小 型真空泵 ， 并采用逻辑控制 ，以保 持供 油箱上部 腔体稳定 负压 ， 同时依靠 调节负压大小 ，来控制 回油腔油位 高度 。 3结论 单泵双路双腔液压站与卧螺离心机采用一体式设 计 ，可 以提高工程效率 ，降低成本 。而两路出油 管和 油腔双腔体的结构设 计 ，有效保证 了两路供油量 的均 匀，以及回油的顺畅，解决了一体式设计带来的问 题，为稀油润滑轴承的稳定运行创造了良好的条件。 参 考文献 【 1 】卡洛里斯． 沉降式卧螺离心机技术原理及其应用 [ J ] ． 机电信息 ， 2 0 0 2， 3 4 2 4 2 6 ． 【 2 】 金兆丰， 徐竞成 ， 余志荣， 等． 城市污水 回用技术手册 [ M] ． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 4 3 3 4 ， 【 3 】 施震荣， 姚公弼， 刘长星， 等． 工业离心机选用手册[ M] ． 北京 化学工业 出版社 ， 1 9 9 9 1 5 3 1 5 6 ． 【 4 】张利平． 液压站设计与使用[ M] ． 北京 海洋出版社， 2 0 04． 【 5 】 杨玉琨． 连通器实验与原理分析[ J ] ． 物理教师， 1 9 8 9 2 ． 上接第 1 1 7页 4 系统应用 在连续油管受压屈 曲变形 的研究 中 ，采用 了该数 据采集与分析 系统 。根据实验要求 ，要进行两通道压 力和一通道位移数据采集 ，并对实验数据进行处理和 分析 。实验采集 的数据 、波形如 图 4所示。 ID a t e 0 9 - 1 8 - 2 0 0 9 T i m e l 1 1 7 5 8 位移 姗 前端压力 N 尾端压力 N 1 ． 9 0 0 0 0 0 6 ． 2 3 1 6 7 1 0 ． 4 2 7 6 6 1 2 ． 0 0 0 0 0 0 6 ． 2 3 1 6 7 1 0 ． 3 0 5 , 7 5 3 ． 0 0 0 0 0 0 6 ． 9 6 4 8 0 9 0 ． 1 2 7 6 6 4 4 ． 0 0 0 0 0 0 6 ． 5 9 8 2 1 0 0 ． 4 8 8 7 5 9 5 ． 0 0 0 0 0 0 4 ． 0 3 2 2 5 8 0 ． 7 3 3 1 3 8 6 ． 0 0 0 0 0 0 6 ． 2 3 1 6 7 1 0 ． 3 6 6 5 6 9 7 ． 0 0 0 0 0 0 5 ． 1 3 1 9 6 4 0 ． 1 2 2 1 8 9 8 ． 0 0 0 0 0 0 4 ． 7 6 5 3 9 6 0 ． 3 0 5 4 7 5 9 ． 0 0 0 0 0 0 4 ． 7 6 5 3 9 6 0 ． 3 6 6 5 6 9 1 0 ． 0 0 0 0 0 0 4 ． 7 6 5 3 9 5 0 ． 0 0 0 0 0 0 a 采 集数 据 b 1 数据 波形 图4 数据采集结果 5结束 语 该系统将虚拟仪器技 术 、计算机接 口技术 、通信 技术 技术等有机地结合 ，成功地将虚拟仪器技术应用 到多通道 压力 数据 采集 与分 析 系统 中 ，具 有数 据采 集 、数 据 传 输 和 分 析 处 理 能 力 。该 系 统 采 用 C 8 0 5 1 F 0 4 0混合单片机进行数 据采集 ，利用 R S 2 3 2总 线结构进 行 数 据 传 输 ，利 用 P C机 和 L a b Wi n d o w s ／ C V I 软件进行数 据处理 和分析 。由于 C 8 0 5 1 F 0 4 0混合 单片机带有 C A N接 口，因此 ，很容 易进行 远程 数据 采集。经实验证明，该数据采集系统结构简单，操作 方便 ，准确性 、可靠性高 ，测试 数据 符合 设计要 求 ， 非常适合实验室研 究应用 。 参考文献 【 1 】杨茔． 压力测量不确定度评定基础知识讲座 六 [ J ] ． 测控技 术 ， 2 0 0 9， 2 8 9 9 9 ． 【 2 】潘琢金， 译． c 8 0 5 1 内 4 O ／ 1 ／ 2 ／ 3 ／ 4 ／ 5 ／ 6 ／ 7混合信号 I S P ． F L A S H微控制器数据手册 R e v 1 ． 4 [ M] ． 2 0 0 4 ． 【 3 】刘继勇， 刘星． 扩散硅压力传感器及变送器参数测试系 统[ J ] ． 西安工业学院学报， 2 0 0 2 ， 2 2 3 2 2 5 2 2 9 ． 【 4 】张凤均． L a b Wi n d o w s ／ C V I 开发入门和进阶[ M] ． 北京 北京航 空航 天大学出版社 ， 2 0 0 2 ． 【 5 】宋字峰， 等． L a b Wi n d o w s ／ C V I逐步深入与开发实例 [ M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 3 。 4 ．