350吨油压机液压系统的改造及分析.doc

PAGE   PAGE \* MERGEFORMAT 6 350吨油压机液压系统的改造及分析 施海红 摘要：简述350吨油压机液压系统改造的设计思路及具体方案 关键词：油压机 液压系统改造 二通插装阀和平衡阀 概述 我分段制造部一台350吨C型四柱式油压机，为早年沪东造船厂船体车间自行制造，操纵方式为手动操纵并，采用的组合式手动操纵柱塞泵由于使用年限超长而磨损老化，故障频率很高，给加工车间的正常工作带来了不少困难，越来越满足不了加工车间繁忙的生产需要。为了满足加工车间正常的加工生产任务，同时响应公司节能号召，决定在保持其机床主体结构基本不变的基础上，对压机的液压和电气控制系统进行现代化改造，采用标准泵阀控制技术，以满足车间的生产需要。 改造前油压机和液压系统情况介绍分析 图一 该350吨油压机为立式C型结构，由整体机身、两套柱塞油缸、滑块压头???液压动力和控制部分组成。主油缸和提升油缸都是柱塞缸，两者为一体式结构，压头和两主油缸柱塞杆连接，提升缸通过四根拉杆提升压头，并起导向和同步作用。压机上部设有充液池，贮存两个主油缸经充液阀排出的大量油液，机身两旁设有两台悬臂吊供工件加工时吊装之用。在两个主油缸主腔上各连接有充液阀，控制两个柱塞缸与充液池的连通和断开。图一为原CJT13组合式径向柱塞泵的结构控制原理简图。该泵由径向柱塞泵部分(也称主油泵，其由鼓轮15、反作用环16、柱塞17、滑座18、转子19、配油轴20等件组成)，伺服操纵机构(由复位小柱塞8、调整螺钉9、定位活动板10、操纵柱塞11、伺服滑阀12、零位滑阀13、伺服活塞14、小活塞21等件组成)，齿轮泵(辅助油泵)2，安全溢流阀7，换向阀6、吸入单向阀5，背压阀4等件组成。滑座18在齿轮泵2的压力抽控制下可左、右移动，产生偏心，实现主油泵双向变量。此种油泵功能高度集成，结构复杂，维修困难，在国内的生产厂家极少，基本上没有产量。 整机操纵方便，除充液阀外其他控制部件集成在组合式径向柱塞泵中，但随着原油泵使用年限的增加，油泵故障率一直居高不下，甚至失压不能正常工作，经过反复的修理，泵内主要零部件磨损严重，难以彻底修复，同时国内原有的生产厂家也早已不生产该种类型的油泵，频繁的故障对加工车间的一部分冷加工需求影响很大。 考虑到该油压机整体结构比较好，油泵站和压机本体可以分离，充液阀结构合理，经过修理还能继续使用，管路布局较好，油缸密封件经过调换后，油缸使用性能较好。经过综合考虑并结合加工车间同类型油压机的具体的加工工艺和操纵习惯，决定对该压机的液压系统进行改造，废弃原有液压站，采用标准泵阀和电气控制技术，参照原组合径向式柱塞泵的基本原理重新设计液压系统，制作液压站，集成液压泵组和控制阀组以及电控接线箱，使用最普遍的电控按钮操纵方式，配合固定及移动式操纵台，使之满足油压机生产的需要。 新液压系统分析 二通插装阀和平衡阀原理简单介绍 二通插装阀具有液阻小，通流能力大，动作快、泄漏少等一系列优点，因此发展较快，目前已在机械、冶金、汽车、船舶等行业得到广泛地运用。二通插装阀与传统的控制方式有很大的不同，其特征是：单个控制阻力——一个插装阀只有一个阻力，一个油腔有输入与输出两个阻力，所以要用两个插装阀。多机能——由于二通插装阀可以配置不同的先导控制级，就能实现方向、压力和流量的多种控制，集成度很高。由于二通插装阀采用锥阀结构，内阻小、响应快、泄漏少，适用于高压大流量。典型的二通插装阀由插装件、先导元件、控制盖板组成；插装件又称主阀组件，它由阀芯、阀套、弹簧、密封件组成，有时根据需要在阀芯内设置节流螺塞或其他控制元件。按阀芯阀套的配合形式，有开启式与关闭式；按安装方式可分为盖板式与螺纹插装式。按其功能分为三类，压力控制阀，流量控制阀和方向控制阀。二通插装阀的基本技术特征可以归纳为：先导控制形、座阀结构主级、插装式连接。同滑阀相比，它采用微型结构的先导控制，并可不受限制地接受各种形式的开关、模拟和数字信号的控制并进行包括机械、液压参量的反馈和比较，在同一主级上复合压力、流量和方向诸多功能并和比例数字控制兼容，有极佳的“可控性”。座阀结构的主级系“线密封”和“零遮盖”，加之轴向结构短，阀芯加工极富灵活。在新系统中使用方向功能的二通插装阀，配合电磁球阀达到大流量零泄漏要求，适合于压头快速下降动作。 平衡阀的功用是在执行元件的回油管路中建立背压，使立式油缸或者液压马达在负载变化时仍能平稳运动，以防止因重力使立式缸活塞或者柱塞突然下落或者防止马达出现飞速。平衡阀的工作原理与内泄单向顺序阀相同，根据控制形式不同，平衡阀有内控和外控之分，其还应具有较高的平衡精度，内泄量应尽可能的小。考虑到该油压机的压制工艺，要求压头能够停留在行程范围内的任意位置，故使用外控内泄式平衡阀，保持提升缸一