钢管夹紧装置液压控制系统.pdf

液 压 气动 与 密 封 ／ 2 0 1 0年 第 7 期 钢管夹紧装置液压控制系统 张英婵 f 太原 重工股 份有 限公 司技术 中心 ， 山西太 原0 3 0 0 2 4 摘要 本文阐述了水压试验机 中钢管夹紧装置在实际应用 中出现的问题 ， 提出了先进完善 的设计方案 ， 对其液压控制原理作 了详细 的分析。 关键词 钢管 、 水压试验机 、 夹紧装置 、 液压控制系统 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 o 0 7 0 0 4 2 0 3 Th e Hy d r a u l i c Co n t r o l S y s t e m f o r Pi pe Cl a mpi n g Un i t Z HANG Yi n g -c h a n T a i y u a n He a v y Ma c h i n e r y G r o u p L i m i t e d C o m p a n y T e c h n o l o g y C e n t e r ， 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 T h e a r t i c l e d e s c r i b e s q u e s t i o n s i n u s i n g a b o u t P i p e C l a mp i n g Un i t o f Hy d r o s t a t i c P i p e T e s t e r ， p u t f o r w a r d t h e a d v a n c e d a n d p e r c e t p r o j e c t ，a n d i t a n a l y s e s h y d r a u l i c s y s t e m o f t h e e q u i p m e n t i n d e t a i l ． Ke y Wo r d s p i p e ；h y d r o s t a t i c p i p e t e s t e r ；c l a mp i n g u n i t ；h y d r a u l i c s t e m 钢管夹紧装置为水压试验机中一个非常重要的独 立机构 ， 其作用是在整个试压过程 中夹紧钢管 ， 对钢管 起着极 为重要 的保护作 用 ， 为液 压控制 。水 压试验 机是 焊接钢管生产线上精整区域的一台主要设备 ， 一般安装 于钢管成形设备后 ， 完成钢管的静水压试验。水压试验 机的主要作用是检查钢管在规定压力下 、 保压时间内有 无渗漏缺陷， 以此试验来考核钢管的整体承压能力。试 验合格后的钢管用于输送气体 、 流体等多种领域 。 1 钢管夹紧装置 的结构 与作用 钢管夹紧装置机械结构如图 1 所示 ，包括上夹紧 夹具 、 下夹紧夹具 ， 上下夹具共同作用夹住钢管 。上夹 1 一 上夹紧液压缸2 一 下夹 紧液压缸3 一 上夹紧夹具 4 一 下夹 紧夹具5 一 上横梁6 一 基础 图 1 钢管夹紧装 置 收稿 日期 2 0 1 0 - 0 1 2 2 作者简介 张英婵 1 9 6 6 一 ， 女 ， 山西太 原人 ， 高级工程师 ， 主要从事 流体 传动与控制系统的设计与调试工作 。 42 紧夹具由上夹紧液压缸控制 ，下夹 紧夹具由下夹紧液 压缸控制 。上下夹紧夹具分别安装在上下夹紧液压缸 的活塞杆头部 ， 上夹紧液压缸安装在上横梁上 ， 下夹紧 液压 缸安装 于基 础上 。 钢管夹紧装置的作用就是在钢管被提升到水压试 验机 中心线后 ， 前后试压头前进密封钢管端部 ， 夹紧装 置夹 紧钢管 夹紧装置在钢管在充水 、 增压 、 保压过程 中夹紧钢管起到安全保护作用 ；钢管试压完成 ，卸压 后 ， 仍需夹紧装置夹紧钢管才可撤离前后试压头。 2 水压试 验机 的钢 管试验过 程 钢管内部冲洗完毕 ，移送装置将被试钢管移送到 水压试验机试验 区域 ，提升装置托起钢管至试压 中心 线位置， 由带密封的前后压头密封钢管端部并压紧。此 时位于钢管中部的夹紧装置需夹紧钢管 ．即上夹紧液 压缸活塞杆 向下伸出 ， 下夹紧液压缸活塞杆 向上伸出， 由两液 压缸活塞杆 头部所安装 的 V型夹具将钢管夹 紧。钢管被夹紧后 ， 提升装置下降复位。钢管中开始充 入低压水 ， 同时排气 阀排气 ； 待低压水充满钢管， 排气 完成后 ， 将钢管 内水压增压至试验压力 ， 并保压。钢管 试压完毕 ， 提升装置升起托住钢管 ， 钢管内水压卸压 ， 前后压头后退复位， 此时夹紧装置才能松开 ， 上夹紧液 压缸 活塞 杆缩 回至上 位 ，下夹 紧液压 缸 活塞杆 缩 回至 下位。提升装置下降复位 ， 钢管被放至横移装置上 ， 完 成钢管试压。 3 钢管夹紧装置的液压控制原理 液压原理如图2所示。上夹紧液压缸 1 和下夹紧液 压缸 2液压控制回路独立， 可分别调整， 也可同时工作。 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 7 ． 2 01 0 1 一上 夹 紧 液 压 缸2 一 F夹 紧 液 压 缸3 一上夹 紧 夹 具4 一 F夹 紧 夹 具 5 、 6 一 节流阀7 、 8 一 换向阀9 、 1 0 一 减压 阀1 1 一 压力继 电器 图 2钢管夹紧装置液压控制原理 图 2所示工作原理描述如下 分别调整 图 2中减压阀的出口压力 ，使其满足夹 紧要求 分别调整单向节流 阀的开 口度 ， 以控制上下夹 紧液 压缸 的运 行速 度 。 夹紧装置接收到夹紧钢管指令时 ，换 向阀 7和换 向阀 8的电磁铁同时得电 ． 压力油经减压阀 9 、 换 向阀 7 、 单向节流 阀 5进人上夹紧液压缸 1活塞腔 ， 同时压 力油经减压 阀 1 0 、 换 向阀 8 、 单 向节流阀 6进入下夹 紧 液压 缸 2活塞 腔 ， 上下 夹 紧液 压 缸分 别 带 动夹 具 3和 4 向钢 管 中心线 方 向运行 ， 至夹 紧 钢管 时 ， 压 力继 电器 1 1 发出钢管夹紧信号。在保压过程 中， 换向阀 7和 8必须 一 直 处于 得 电状态 。 只有当夹紧装置接收到松开钢管指令时 ， 换 向阀 7 和换 向阀 8的电磁 铁 才 能 同时 失 电 ，上 下 夹 紧液 压 缸 分别带动夹具 3和 4背离钢管 中心线运行 ，直至两液 压缸复位 ，压力继电器 1 1的夹紧压力信号消失。图 2 所示状 态 为夹 紧装 置松 开状 态 。 该控制原理中，换向阀 7和换向阀 8为二位 四通 弹簧复位式 电磁换 向阀 ， 液压缸每次只能运行满行程 ， 在行程中间无停顿功能 ， 给设备调试带来不便 ； 钢管在 需要 夹 紧过 程 中 ，换 向阀 7和换 向 阀 8的电 磁铁 必 须 一 直保持得 电状态 ， 若 因故断电 ， 夹紧装置将松开试压 钢管 ， 可能引起事故发生 ； 钢管在试压保压过程 中 ， 可 能出现钢管变形 ， 引起夹紧液压缸 中油压力 的增高 ， 使 液压缸的连接油管破裂 。所 以用户常常闲置此夹紧装 置而不用 。 失去了钢管试压过程 中的安全保护作用 。 4 改进夹紧装置 的液压控 制原理 由于钢管试压过程 中， 钢管中压力很高 ， 有的高达 5 0 MP a ， 如果没有夹紧装置 的保护 ， 前后压头事故松动 时 ． 钢管会脱离试压工位 ， 发生事故 。夹紧装置在试压 过程 中起 到 了非 常重要 的安全 保 护作用 。 为 此 ， 将 夹 紧装 置 的液 压 控 制原 理 改进 如 下 上 下 夹紧液压缸中安装位移传感器 ，在控制 回路中将控制 液压缸运行方向的换向阀 7和 8分别更换为 比例方 向 阀， 并增加 了电磁溢流 阀、 液控单 向阀， 压力继电器增 加模拟输 出信号 ， 取消了单 向节流阀。改进后 的液压控 制原理如图 3所示。 图 3中 ， 上夹 紧液 压缸 控 制部 分 由电磁 溢 流 阀 、 液 控单向阀 、 减压 阀、 比例方 向阀及液压管路组成 下夹 紧液压缸控制部分 由溢流阀、液控单 向阀、比例方向 阀 、 压力继电器及液压管路组成 。 1 一 上 夹 紧液 压 缸2 一F夹 紧 液 压 缸3 一上 夹 紧 夹 具4 一 F夹 紧 夹 具 5 一 减压 阀6 一 压力继电器7、 8 一 位移传感器9 一 电磁溢流阀 1 O 一 溢流阀l 1 、 1 2 一 液控单向阀1 3 、 1 4 一 比例方向阀 图 3改进后的钢管夹紧装置液压控 制原理 夹紧装 置 接 收到 夹 紧钢 管指令 时 ．比例 方 向阀 l 3 的电磁铁被输入一定数值 的正 向输入电流，压力油经 比例方 向阀 1 3 、 减压 阀 5 、 电磁溢流 阀 9进入上夹 紧液 压缸 1的活塞腔 ，推动上夹紧夹具 3向钢管 中心线方 向运行 ， 活塞杆腔油液经液控单 向阀 1 1和比例方 向阀 1 3流 回油箱 ； 同时 ， 比例方向阀 1 4的电磁铁被输入一 定数值的正向输入电流 ， 压力油经过液控单向阀 1 2进 入下夹紧液压缸 2的活塞腔 ，推动下夹紧夹具 4向钢 管 中心 线方 向运行 ． 活塞 杆 腔 油液 经 比例 方 向 阀 1 4流 回油箱 。上夹紧液压缸和下夹紧液压缸分别受其上安 装 的位置传感器控制 ， 将在某一特定位置停止 ， 上下夹 紧夹具将钢管夹紧在试压中心线上 ，压力继 电器传输 夹紧信号给 P L C。 比例方 向阀接收信号处 于零位 ， 不再 有电流输入 。此时液控单向阀 1 1和 1 2将夹紧夹具锁 定 在 夹 紧位置 。如 果在 试压 保压 过程 中 ， 钢管 变形 引起 的液压缸中压力升高 ． 电磁溢流阀 9和溢流阀 l 0将开 启 溢 流 。 按工艺控制要求夹紧装置松开时，比例方向阀 l 3 的 电磁 铁被 输 入 一定 数值 的反 向输 人 电 流 ，电磁 溢 流 4 3 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 l O年 第 7期 液力偶合器在球磨机上的应用及其选型匹配 吴立平 天 干 湖南工业职业技术学院， 湖南长沙4 1 0 2 0 8 摘要 文章简述 了球磨机的启动运行特点 ， 液力偶合器在球磨机上 的应用及其选 型、 匹配 以及应引起 注意 的问题 关键词 球磨机； 液力偶合器 ； 匹配 ； 选型 中图分类号 T H1 3 7 ． 3 3 文献标识码 B 文章 编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 0 0 7 0 0 4 4 ～ 0 5 Th e Ap p l i c a t i on a n d S e l e c t i o n o n t he Hy d r a u l i c Co u pl e r i n t h e Ba l l M i u W U Li - pi n g Hu n a n I n d u s t r i a l V o c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e ， C h a n g s h a 4 1 0 2 0 8 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e i n t r o d u c e d t h e c h a r a c t e r i s t i c i n s t a r t i n g a n d mo v e me n t o f b a l l mi l l ， a n d c h o o s e t h e t y p e ma t c h i n g a n d s h o u l d a t t r a c t o r p r o b l e m o f t h e h y d r a u l i c c o u p l e a s t h e p i e c e i n b a l l mi l 1 ． Ke y W o r d s b a l l mi l l ； h y d r a u l i c c o u p l e ； ma t c h i n g ； s h o o c t y p e O 引言 球磨机是矿 山、 冶金 、 电力 、 轻工 、 化工 、 建材等行 业广泛应用的重要设备和耗能较大的设备。球磨机f 以 及圆筒混合机 属于惯量大、 启动困难的重型设备。 合理 选型并正确使用液力偶合器 ，对于改善球磨机启动性 收稿 日期 2 0 0 9 0 9 - 0 8 作者简介 吴立平 1 9 5 4 一 ， 湖南平 江人 ， 主要从事液力传 动元 件 的研发 与应用 、 推广工作 。 阀 9的电磁 铁得 电 ， 压力 油经 比例方 向阀 l 3和液 控单 向阀 1 1 进入上夹紧液压缸活塞杆腔 ， 推动上夹紧夹具 3背离钢 管 中心 线方 向运行 ． 活塞腔 油液 经 电磁溢 流 阀 9流回油箱 ； 同时 ， 比例方向阀 1 4的电磁铁被输入一定 数值的反 向输入 电流 ， 压力油经过 比例方向阀 1 4 ， 进入 下夹紧液压缸 2的活塞杆腔 ，推动下夹紧夹具 4背离 钢管中心线方向运行 ， 活塞腔油液经液控单向阀 l 2和 比例方向阀 1 4流 回油箱。夹紧装置松开钢管 ， 上下夹 具分别返回其指定位置。 改进后的液压控制原理有如下特点 1 由于液压缸上增设位移传感器 ， 与控制回路 中 的比例方向阀配合使用 ，可使液压缸任意时刻停 留于 任意位置 ， 定位更精确， 调节更方便， 缩短调节时间， 提 高生产效率。 2 控制回路中增加的溢流阀和电磁溢流阀。 有效 防止 了钢管试压保压过程 中液压缸 中压力 的突然增 高 ， 保护了液压管路。 3 控制回路 中的液控单 向阀， 保持钢管在试压保 压 过程 中可靠夹 紧 ， 起 到了安 全保 护作用 。 4 压 力继 电器 的模 拟 输 出信号 ， 更 有 利于 现场 夹 4 4 能 、 降低其电动机功率配置节约能源 、 延长整机使用寿 命 、 提高设备使用效率是十分重要的。 l 球磨机 的启动与运行特点 由于各行业用途及其工艺要求的不同，所使用的 球磨机品种类型也不尽相同。矿 山选矿厂、 水泥厂 、 化 工厂等行业使用的球磨机为连续进出料类型。该类型 又分为周边齿轮传动型 见图 1 、 胶轮传动型 即托辗 紧压力信号的采集与传输 ，更有利于整个钢管试压过 程 的控制 。 改进后的液压控制原理 ，已实际应用于水压试验 机中的钢管夹紧装置控制， 效果很好 ， 得到用户 的肯定 与好评。 参考文 献 [ 1 】 马海 舟， 等． 液压 控制阀安装不 当引起 液压系统故障分析【 J 】 ． 液压气动与密封 ． 2 0 0 7 2 3 9 4 0 ． 【 2 】 盖 晓明． 压机液压系统设计【 J 】 ． 液压 气动与密封 ， 2 0 0 7 4 4 0 41 ． 【 3 】 王景财． 冷 、 热连轧机液压系统污染度的控制【 J 】 ． 液压气动与 密封 ． 2 0 0 6 4 5 6 5 8 ． f 4 ] 赵波． 液 压技 术在 高速卷纸机上的应用[ J ] ． 液压气 动与密封 ， 2 0 0 6 3 1 7 - 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