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| 沈陽機床配件軋機升降臺液壓系統的設計 | | 發布者：admin 日期：2012/6/8 點擊：390 | | | 沈陽機床配件大型軋機升降臺，目前多采用傳統的“垂錘平衡，曲柄連桿機構驅動”的結構型式。此類升降臺因其重錘慣性大，相應的機械傳動、緊固裝置容易受損，故設備故沈陽機床配件障多、維修費用高、管理工作量大、年停機時間長。研究新型的液壓升降臺取代傳統的結構型式已成為一種發展趨勢。1 升降臺液壓系統及其工作原理 圖1為液壓升降臺工作示意圖，圖中FG為升降臺及鋼坯重力，Fs為升降缸柱塞推力，Fp為平衡缸柱塞推力。圖1 軋機液壓升降臺工作示意圖 圖2為升降臺液壓系統原理圖，該系統由油源、平衡回路、升降回路和卸荷回路組成。當升降臺處于水平位置時，有固定支承承載升降臺和鋼坯的自重，系統進入預備工作狀態時，起動油泵電機，油泵15輸出的壓力油經單向閥5進入平衡蓄沈陽機床配件能器8，當其壓力達到pp1=xcFG/xp時，電接點壓力表12發訊，IDT得電，錐閥1開啟，液壓油經錐閥1進入升降缸7，升降缸的壓力不斷上升，升降缸與平衡缸一起推動升降臺上升，在升降臺上升過程中，平衡回路的壓力pp由大到小變化，而升降回路的壓力ps則由小到大變化(見圖3)，當升降臺上升到設定位置時，由旋轉編碼器檢測并發訊使3DT得電，錐閥3開啟，泵對蓄能器9充液，當壓力達到ps2+0.3MPa后，由電接點壓力表13發訊，使IDT失電，錐閥1關閉，接著使4DT得電，錐閥4開啟，泵卸荷，蓄能器9實施對升降回路的補油功能，防止升降臺因升降回路的泄漏而下降，保持在上止點位置。平衡蓄能器沈陽機床配件8也提供必需的先導閥控制油源，以保證系統工作的可靠性和連續性。當升降臺下降時，3DT失電，錐閥3關閉，接著2DT得電，錐閥2開啟，升降缸的油液經錐閥2和液控節流閥J回油箱，升降臺在自重力矩xcFG和平衡缸、升降缸的上托力矩xpAppp和xsAsps的共同作用下下降，在下降過程中，平衡回路的壓力pp由小變大(平衡缸的油液此時被壓入平衡蓄能器8中)，升降回路的壓力ps則由大變小，最后沈陽機床配件變為零。當升降臺下降到下止點時，由旋轉編碼器發訊，使2DT失電，錐閥2關閉，一個工作循環結束。圖2 軋機升降臺液壓系統原理圖圖3 該系統設置了備用泵和備用閥組(圖中未畫出)，以保證系統工作的可靠性。2 有關參數的計算和選擇 升降臺的基本數據如下：
升降臺理論長度：L=12.75m；
升降臺上升的理論高度：H=0.9m；
升降臺最大轉角：φ=4.038°；
升降臺自重：FG=1.274×106N；
升降臺質心位置：xc=5.34m；
升降缸位置：xs=3.75m；
平衡缸位置：xp=6.75m；
升降臺上升或下降時間：t=2.4s。
(1)平衡回路有沈陽機床配件關參數的計算與選擇
①平衡蓄能器8的低端壓力pp1
當升降臺及于水平位置時，平衡缸6的推力矩與升降臺和鋼坯的重力矩平衡，即xpAppp1=xcFG
∴pp1=xcFG/(xpAp) (1)式中：Ap——平衡缸6的柱塞面積(m2)，Ap=πDp2/4，Dp為平衡缸6的柱塞直徑，Dp=0.25m。
②平衡蓄能器8的高端壓力pp2
因升降臺上或或下降時間t=2.4s很短，可將其視為等溫過程，故有
V6-1pp1=V6-2pp2
∴pp2=V6-1pp1/V6-2 (2)式中：V沈陽機床配件6-1——壓力為pp1時平衡蓄能器8的氮氣體積，V6-1=0.18m3；
V6-2——壓力為pp2時平衡蓄能器8的氮氣體積，V6-2=0.20335m3。
③平衡缸6的流量Qp
Qp=ApHp/t (3)式中：Hp——平衡缸6的行程，Hp=0.4757m。
(2)升降回路有關參數的計算與選擇
①升降缸7的低端壓力ps1
因升降臺處于水平位置時有固定支承承載升降臺和鋼坯的自重，而且當處于預備上升狀態時，平衡缸8的柱塞推力矩與升降臺和鋼坯重力矩平衡，所以，此時升降缸壓力為零，即ps1=0
②升降缸7的高端壓力ps2
當升降臺處于高端位置時，升降缸沈陽機床配件7的柱塞推力矩和平衡缸8的柱塞推力矩之和與升降臺和鋼坯重力矩平衡，即
xsAsps2+xpAppp2=xcFG
∴ps2=(xcFG-xpApV6-1pp1/V6-2)／(xsAs)=(xcFGV6-2-xpApV6-1)/(xsAsV6-2) (4)式中：As——升降缸7的柱塞面積，As=πDs2/4，Ds為升降缸7的沈陽機床配件柱塞直徑，Ds=0.2m。
③升降缸7的流量Qs
Qs=AsHs/t (5)式中：Hs——升降缸7的行程，Hs=0.2647m。
將已知參數代入上述各式算得有關參數為：
pp1=20.5MPa；pp2=18MPa；Qp=583L/min；
ps1=0；ps2=7.2MPa；Qs=208L/min。3 結束語 軋機升降臺液壓系統采用液壓平衡、液力驅動，與傳統的重錘平衡、曲柄連桿機構驅動相比，無慣性力的不利影響，故障減少，可靠性高。通過對系統的計算機仿真，檢驗了系統參數設計的正確性，通過模擬試驗，沈陽機床配件升降臺工作平穩，位置控制精度高。這一研究為工程應用打下了良好的基礎。
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