液压机双差动回路方案研究及实施.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 4年 第 0 2期 液压机双差动回路方案研究及实施 刘如红 无锡市蓝力机床有限公司 ， 江苏 无锡2 1 4 1 7 4 摘要 该文以差 动回路的合理应用 为主题 ， 以具体 G M T玻璃钢产品设备 的问题点 为背景 ， 详尽介绍 了一种双差动 回路设 计方案的油 压机 ， 它不但具有高的可控 工作性能 ， 而且在能耗、 噪声 的降低方面效果显著。 关键词 油压机 ； 差动 回路 ； 效率 ； 节能 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 2 0 0 6 4 0 3 R D o f Do u b l e Di ffe r e n t i a l Ci r c u i t f o r Hyd r a u l i c P r e s s L I U Ru h o n g Wu x i L a n l i Ma c h i n e T o o l C o ． ， L t d ．Wu x i 2 1 4 1 7 4 ， C h i n a Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r ，t h e r e a s o n a b l e a p p l i c a t i o n o f d i ff e r e n t i a l c i r c u i t a s t h e the me ，wi th s p e c i fi c GMT F R P p r o d u c t s e q u i p me n t t r o u b l e s p o t s a s t h e b a c k g r o u n d ， d e t a i l e d i n t r o d u c e s a k i n d o f d o u b l e d i ff e r e n t i a l c i r c u i t d e s i g n s c h e me o f the h y d r a u l i c p r e s s ， i t n o t o n l y h a s t h e h i g h c o n t r o l p e r f o r ma n c e ， a n d i n t e r ms o f e n e r g y c o n s u mp t i o n ， n o i s e r e d u c i n g e ff e c t ． Ke y wo r d s h y d r a u l i c p r e s s ； d i ff e r e n t i a l c i r c u i t ； e ffi c i e n c y； e n e r gy s a v i n g O 引言 液压差动 回路是指在液压系统中当负载使用差动 液压缸时利用回路的组合 ． 使差动液压缸的有杆腔和无 杆腔连通 ． 将有杆腔的流量引入无杆腔 。 增加无杆腔进 油的流量 ， 达到提高液压缸运动速度 的目的。根据液压 回路不同的负载特点 ． 在回路的设计时有多种差动回路 的选择 ①使用差动阀来构成差动回路； ②增加差动回 路 。 用电磁阀控制差动回路的通断以实现差动回路。 虽然差动 回路具有构成简单 ，系统流量分配合理 ． 但在实际应用中如果在设计阶段考虑不周 ． 会 留下设计 缺陷导致差动回路无法正常使用 。 本文以大吨位立式框架油压机液压系统为基础 ． 提 出了一种滑块下行和回程双差动 回路控制油压机 的控 制方案。油压机工作性能大大提高； 可 以实现主缸运行 速度 、 变负荷运动； 主泵组排量减少 ， 减少了油箱体积和 冷却器的应用 ； 环境污染大大降低 噪声低 。 1 G MT玻璃钢产品油压机 以一种 G MT玻璃钢制 品 2 5 0 0 T框架油压机为例 ． 最高液体工作压力为 2 5 MP a ；最大公称力为 2 5 0 0 0 k N。 根据压制工艺要求 ， 主缸的工作循环为 主缸快速下行 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 7 1 3 作者简介 刘如红 1 9 7 4 一 ， 女 ， 山东东 营人 ， 高级 工程师 ， 从事非 标设备 的设计研发工作。 6 4 4 0 0 m m ／ s 一主缸慢速下行 7 5 mm ／ s - 主缸微速压制 1 5 mr I l ／ s _ 达到排气压力 主缸卸压 主缸快退 回排 气一排气次数 到一 主缸微速高压压制一 主缸保压一主 缸 回程 3 5 0 mm ／ s 到原位 ； 模具抽芯顶缸为顶料缸 顶 缸慢速顶出一 顶缸快速顶 出一顶缸停留_ 顶缸退 回到 原位。 系统 的原理图如图 1 所示 ．设备液压系统特点 优 点是系统采用多泵合流 ， 实现系统的多速要求 ； 利用主 缸 自重快速下降通过充液 阀使主缸快速充液 ． 减少对主 泵的流量要求 。但是存在如下 问题 1 主缸下行的速度达不到要求 ， 把下腔 的背压阀 完全松开速度为 3 3 0 mm ／ s 2 回程速度达 3 5 0 m m ／ s ， 油泵需供 1 5 9 0 Um i n ； 慢 下速度达 7 5 m m ／ s ， 油泵需供油 7 1 5 L ／ m i n 这样 ， 系统主 要动作所需油为 7 1 5 l d m i n即可 ．但为了达到回程的速 度 ， 需增 加 1倍泵组 排量 3 大功率泵组的选用 ， 造成很大噪声污染； 4 油箱的体积大； 5 冷却器的选择大 ； 6 机身顶部安装平台大。 2 双差动回路在 G M T玻璃钢产 品液压 机 的应用 1 新思路 快下速度 4 0 0 m m ／ s 的实 现 ． 滑块 自重 下行 保证 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ， N 0 ． 0 2 ． 2 01 4 图 1 系统的原理 图 1 一 多泵合 流泵组 2 一 下腔背压 阀组 3 一 单向液控阀组4 一 充液阀 5 一 主油缸 6 一 回程 缸 7 一 两位 四通换 向阀 图 2 双差动 回路 GMT玻璃钢油压机 系统的原理图 6 5 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 4年 第 0 2期 高压径向 柱塞泵连杆的有限元分析 赵 婕， 贾跃虎， 焦宝山， 刘 薇， 丁晓宁， 程旭华 太原科技大学 机械工程学院， 山西 太原0 3 0 0 2 4 摘 要 为 了提高径 向柱塞泵的额定压力 ， 在 J B P 一 4 0型径 向柱塞泵 的基础上进行改进 ， 将额定压力 由 2 8 MP a 提高到 3 5 MP a 。在高压下 对该径向柱塞泵的连杆进行受 力分 析 ． 并采用 A N S Y S软件对其进行静力学有限元 分析 ， 验证其强度和刚度。 结果表明当额定 压力 提高 到 3 5 MP a时 ． 连杆的强度和刚度是 足够 的， 为高压径向柱塞泵 的研究提供 了依据 。 关键词 径向柱塞泵 ； 连杆 ； 有限元分析 ； 高压 中图分类号 T H1 3 7 ．5 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 2 - 0 0 6 6 - 0 3 F i n i t e El e me n t Ana l y s i s o f Co nn e c t i n g Ro d f o r Hi g h Pr e s s u r e Ra d i a l Pi s t o n Pu mp Z HA0 ， J I A Y u e - h u， J I A0 Ba o s h a h， L I U We i ， DI NG Xi a o n i n g， C HENG Xu - h u a S c h o o l o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ， T a i y u a n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， T a i y u a n 0 3 0 0 2 4 ， C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o i mp mv e t h e r a d i a l p i s t o n p u mp r a t e d p r e s s u r e ， a t J B P- 4 0- t y p e r a d i a l p i s t o n p u mp b a s e d o n i mp mv e me n t s t h a t wi l l i n c r e a s e t h e r a t e d p r e s s u r e f r o m t h e 2 8 MP a t o 3 5 MP a ． Do i n g f o r c e a n aly s i s u n d e r h i g h p r e s s u r e r a d i a l p i s t o n c o n n e c t i n g r o d a n d u s i n g ANS YS s o f t wa r e t o c o n d u c t i t s s t a t i c fi n i t e e l e me n t a n aly s i s ， t h e n v e r i f y i n g t h e i r s t r e n g t h a n d s t i f f n e s s ． T h e r e s u l t s s h o w t h a t u n d e r t h e r a t e d p r e s s u r e 3 5 MP a c o n n e c t i n g rod s t r e n g t h an d s t i ffn e s s a r e a d e q u a t e f o r h i g h p r e s s u r e r a d i al p i s t o n p u mp a n d p rov i d e d t h e b a s i s f o r f u t u r e r e s e a r c h ． Ke y wo r d s r a d i a l p i s t o n p u mp； c o n n e c t i n g r o d； fi n i t e e l e me n t a n aly s i s ； h i g h p r e s s u r e O 引言 径 向柱塞泵是一种容积效率高 、 运转平稳 、 流量均 收稿 日期 2 0 1 3 0 7 1 5 作者简介 赵婕 1 9 9 0 一 ， 女 ， 山西运城人 ， 硕 士研 究生 ， 主要研究 方 向为 流体传 动与控 制。 匀性好 、 噪声低、 工作压力高的新型液压元件【 l 1 。我校所 研制的新型变量径 向柱塞泵 目前属国内领先技术 ． 但仍 不能满足工程机械对高压径向柱塞泵的需求 。 因此在节 约成本、 简化工艺的前提下 ， 对该径向柱塞泵进行改进 ， 将额定压力由 2 8 MP a提升到 3 5 M P a 。实现径向柱塞泵 调节下行背压 ①三主缸补油应充分②两侧缸无杆 腔回油要充分 ， 两侧缸使用差动下行 。 回程 3 5 0 m m ／ 的 实现 ． 两侧 回程缸使用差动 回路。 2 新 液压 系统 油泵根据慢下工艺所需配置 ， 泵组为 7 5 0 L ／ m i n 主 缸下行时 。 泵组 1无需供油 ． 压机滑块靠重量下行 ， 三 中间主缸通过充液阀补油 ．两侧 回程缸 6的无杆腔排 油 ． 一部分油液经背压 阀 2回油箱 ， 一部分油液经 阀 3 流向两侧缸 6的有杆腔 ． 为有杆腔补充油液 ． 实现下行 差动 主缸 回程时 ， 回程速度 3 5 0 r m r d s 时 ， 两侧 回程缸 6 无杆腔需进 1 5 9 5 L ／ mi n ． 7 2 0 L ／ ra i n由泵组提供 ，另一部 分两侧缸 6有杆腔的油液经阀 3差 动流入无杆腔 ． 实 现 回程差动 双差动回路 G MT玻璃钢油压机系统 的原 理 图如 图 2所 示 根据此液压系统所具有 的特点和优势 ．可按照加 工工艺 的要求 。 调整压力 和速度 ， 减少不必要的能耗 。 6 6 由于电机泵组减少 ， 将大大节约能量 。 3 结论 1 双差动回路的应用大大减少 了泵组 的排量 ， 达 到节能省 电的效果 ． 并同时降低系统油温和噪声污染 ， 是一举数得的最佳系统 2 比原先的设备平均节能率 6 0 ％以上 ； 3 减小油箱和安装平台以及冷却器 智慧、 节能、 环保。 参考文 献 【 l 】 雷 天觉． 新编 液压 工程手册 [ M】 一E 京 北京理 工大 学出版社 ， 1 9 9 8 ． 【 2 ] 海锦涛． 锻压手册[ M] ． 北京 机械工业 出版社， 1 9 9 6 ． 『 3 1 帅 长红． 液 压机设计 、 制造新工 艺新技 术及质量 检验标准 规 范『 M1 ． 北京 北方工业 出版社， 2 0 0 6 ． [ 4 】 孙友松 ， 周先辉， 等． 交流伺服压力机及其关键技术[ J ] ． 锻压技 术 ， 2 0 0 8 ， 2 2 f 4 1 _ 4 ．