1、前言 油壓機在木工機械領(lǐng)域應用非常廣泛,是膠合板、刨花板等生產(chǎn)中的重要設備之一,其工作循環(huán)一般為:快進→加壓→保壓(有時間控制要求)→快退→原位停留。其特點為:快進時需流量很大,加壓時需流量很小,保壓時的流量僅為泄漏量?;谏鲜鎏攸c液壓回路采用低壓大流量泵和高壓小流量泵聯(lián)合供油。由于其運行過程中動作頻繁,容易出現(xiàn)噪聲高、換向沖擊大、油液溫度高、泄漏嚴重、液壓系統(tǒng)易出現(xiàn)故障等問題,因此其液壓系統(tǒng)的設計直接影響到產(chǎn)品的使用性能和勞動生產(chǎn)率的高低。而對于油壓機的設計其主液壓缸采用單缸或雙缸結(jié)構(gòu)的情況很多,本文介紹的這套油壓機是為沙田裕豐木業(yè)公司設計的400噸熱壓機,采用了三缸結(jié)構(gòu),如圖1,在活動梁下并排布置了3條液壓缸,其中中間位置布置的是一個繴160×600的快速液壓缸,兩端各布置一個繴400×600的主液壓缸,該結(jié)構(gòu)能提高油壓機上升的速度,從而提高生產(chǎn)效率。
2、工作原理 2.1 結(jié)構(gòu)特點 本系統(tǒng)壓力為25 MPa,3個液壓缸剛性連接于活動梁上,活動梁的快速上升通過繴160的中間快速液壓缸驅(qū)動,可明顯降低電機功率。如果采用直接推動雙缸,電機功率需要22 kW,本系統(tǒng)采用小缸帶大缸的結(jié)構(gòu),電機驅(qū)動功率只需5.5 kW即可實現(xiàn),節(jié)約了能源。 2.2 液壓工作原理 為了提高油壓機上升的速度,本系統(tǒng)采用了自吸式與快速液壓缸相結(jié)合的工作原理。如圖2,當?shù)蛪捍罅髁恳簤罕?起動時,給繴160×600的中間快速液壓缸8供油,使活動梁帶動兩個繴400×600的主液壓缸克服自重快速上升。此時兩個繴400的主液壓缸產(chǎn)生負壓,打開充液閥11往兩個繴400主液壓缸內(nèi)吸油,當達到預定行程壓緊被壓物體時,系統(tǒng)壓力隨負載的增加而增加,使低壓泵3的壓力超過設定壓力,此時打開順序閥9,通過低壓泵3往主液壓缸內(nèi)加油,使主液壓缸的壓力迅速從負壓變?yōu)檎龎?當?shù)蛪罕脡毫_到低壓表設定的壓力時,低壓泵停止工作。同時高壓小流量泵18起動,通過電磁換向閥15左位分別對3個液壓缸繼續(xù)加壓。其間被加工物體處于保壓狀態(tài),當高壓達到設定值時,高壓泵停止工作。當被加工物體受壓達到設定時間后,電磁閥15換向到右位,一方面給快速液壓缸的液控單向閥7和充液閥11供應控制油,使之開啟,另一方面,高壓腔通過電磁閥15往油箱21卸載,以減輕打開充液閥11的沖擊力,從而降低噪聲。
3、兩種液壓元件的增效降噪改進 3.1 電磁閥的改進 圖3為電磁閥的進出油孔位置,這套油壓機的液壓系統(tǒng)在試運行過程中,我們發(fā)現(xiàn)電磁閥換向閥在高壓下,由于油壓對閥芯有徑向液動力,當電磁鐵通電時,很難打開閥芯,從而產(chǎn)生很高的噪聲,而且大大縮短了電磁閥的使用壽命。特別當電磁閥剛剛開啟時,由于高壓向低壓快速流動,使得閥芯運動更加困難。我們通過更換各種不同品牌的電磁閥,發(fā)現(xiàn)無論國產(chǎn)還是進口原裝電磁閥都存在同樣問題。通過分析、試驗,我們把電磁閥的回油孔,即T孔直徑相應減小,使閥芯兩側(cè)流速減慢,壓差變小,閥芯的徑向液動力就變小,使得噪聲大大降低。本設計中原先電磁閥的PTAB孔均采用繴8 mm,通過試驗將回油孔T孔改為繴5mm后電磁閥開啟變得非常平穩(wěn),基本上消除了噪聲(由于電磁閥為外購件,我們將與電磁閥相連接的連接板上與T孔對應的孔改為(繴5 mm)。由此,聯(lián)想到在電磁閥的制作過程中,可否打破傳統(tǒng)的工藝,將回油孔適當?shù)販p小,以減小電磁閥的電磁力和沖擊力。
3.2新型過濾器的設計 在生產(chǎn)實踐中因過濾器堵塞而造成噪聲、機器爬行等不能正常使用的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)現(xiàn),而現(xiàn)場維修人員要判斷故障原因也需要相當?shù)膶I(yè)水平。我們通過在工程實踐中的摸索,設計出了一種多層過濾器,如圖4,當外層過濾芯堵塞時,負壓增加,打開聯(lián)系內(nèi)外層過濾芯的一個簡易單向閥,此時內(nèi)層過濾芯起作用。這個簡易單向閥的彈簧剛度較小,僅需很小的負壓即可打開,而且此單向閥保險打開后就不再關(guān)閉,以減小負壓損失。同理也可作成3層等情況,這種新型過濾器可以延緩使用壽命,降低液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性。 在設計的過程中,我們還可以在最外層的簡易單向閥上裝上電子觸點,當外層過濾芯堵塞時,打開外層單向閥的同時發(fā)出電信號告知用戶故障情況,以便用戶做好更換的準備。
4、結(jié)束語 ?、傥闹性O計的油壓機液壓系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的單缸和雙缸結(jié)構(gòu),使得系統(tǒng)的起動功率大大降低,實現(xiàn)了低壓起動,節(jié)約了能源,減小了起動帶來的沖擊和振動,而且大大提高了作業(yè)效率; ②電磁閥開啟時可能產(chǎn)生的噪聲是液壓行業(yè)的常見問題,本設計中打破傳統(tǒng)工藝,將電磁閥的回油孔做相應的變化,使得電磁閥的起動變得平穩(wěn),基本消除了電磁閥換向時帶來的噪聲,這在沙田裕豐木業(yè)公司的使用中得到了印證,效果非常明顯,因此在進行液壓系統(tǒng)的設計和制作時可以借鑒這一經(jīng)驗; ?、圻^濾器在液壓系統(tǒng)中經(jīng)常產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象,從而造成噪聲和機器爬行等情況,文中介紹的這種新型過濾器延長了過濾器的使用壽命,大大減小了系統(tǒng)可能產(chǎn)生的故障,是一種非常實用的新型液壓產(chǎn)品。
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