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| 沈陽(yáng)機(jī)床配件軋機(jī)升降臺(tái)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) | | 發(fā)布者：admin 日期：2012/6/8 點(diǎn)擊：430 | | | 沈陽(yáng)機(jī)床配件大型軋機(jī)升降臺(tái)，目前多采用傳統(tǒng)的“垂錘平衡，曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)”的結(jié)構(gòu)型式。此類(lèi)升降臺(tái)因其重錘慣性大，相應(yīng)的機(jī)械傳動(dòng)、緊固裝置容易受損，故設(shè)備故沈陽(yáng)機(jī)床配件障多、維修費(fèi)用高、管理工作量大、年停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)。研究新型的液壓升降臺(tái)取代傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。1 升降臺(tái)液壓系統(tǒng)及其工作原理 圖1為液壓升降臺(tái)工作示意圖，圖中FG為升降臺(tái)及鋼坯重力，F(xiàn)s為升降缸柱塞推力，F(xiàn)p為平衡缸柱塞推力。圖1 軋機(jī)液壓升降臺(tái)工作示意圖 圖2為升降臺(tái)液壓系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)由油源、平衡回路、升降回路和卸荷回路組成。當(dāng)升降臺(tái)處于水平位置時(shí)，有固定支承承載升降臺(tái)和鋼坯的自重，系統(tǒng)進(jìn)入預(yù)備工作狀態(tài)時(shí)，起動(dòng)油泵電機(jī)，油泵15輸出的壓力油經(jīng)單向閥5進(jìn)入平衡蓄沈陽(yáng)機(jī)床配件能器8，當(dāng)其壓力達(dá)到pp1=xcFG/xp時(shí)，電接點(diǎn)壓力表12發(fā)訊，IDT得電，錐閥1開(kāi)啟，液壓油經(jīng)錐閥1進(jìn)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(dòng)升降臺(tái)上升，在升降臺(tái)上升過(guò)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(jiàn)圖3)，當(dāng)升降臺(tái)上升到設(shè)定位置時(shí)，由旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)并發(fā)訊使3DT得電，錐閥3開(kāi)啟，泵對(duì)蓄能器9充液，當(dāng)壓力達(dá)到ps2+0.3MPa后，由電接點(diǎn)壓力表13發(fā)訊，使IDT失電，錐閥1關(guān)閉，接著使4DT得電，錐閥4開(kāi)啟，泵卸荷，蓄能器9實(shí)施對(duì)升降回路的補(bǔ)油功能，防止升降臺(tái)因升降回路的泄漏而下降，保持在上止點(diǎn)位置。平衡蓄能器沈陽(yáng)機(jī)床配件8也提供必需的先導(dǎo)閥控制油源，以保證系統(tǒng)工作的可靠性和連續(xù)性。當(dāng)升降臺(tái)下降時(shí)，3DT失電，錐閥3關(guān)閉，接著2DT得電，錐閥2開(kāi)啟，升降缸的油液經(jīng)錐閥2和液控節(jié)流閥J回油箱，升降臺(tái)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(guò)程中，平衡回路的壓力pp由小變大(平衡缸的油液此時(shí)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(yáng)機(jī)床配件變?yōu)榱�。�?dāng)升降臺(tái)下降到下止點(diǎn)時(shí)，由旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)訊，使2DT失電，錐閥2關(guān)閉，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。圖2 軋機(jī)升降臺(tái)液壓系統(tǒng)原理圖圖3 該系統(tǒng)設(shè)置了備用泵和備用閥組(圖中未畫(huà)出)，以保證系統(tǒng)工作的可靠性。2 有關(guān)參數(shù)的計(jì)算和選擇 升降臺(tái)的基本數(shù)據(jù)如下：
升降臺(tái)理論長(zhǎng)度：L=12.75m；
升降臺(tái)上升的理論高度：H=0.9m；
升降臺(tái)最大轉(zhuǎn)角：φ=4.038°；
升降臺(tái)自重：FG=1.274×106N；
升降臺(tái)質(zhì)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(tái)上升或下降時(shí)間：t=2.4s。
(1)平衡回路有沈陽(yáng)機(jī)床配件關(guān)參數(shù)的計(jì)算與選擇
�、倨胶庑钅芷�8的低端壓力pp1
當(dāng)升降臺(tái)及于水平位置時(shí)，平衡缸6的推力矩與升降臺(tái)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。
�、谄胶庑钅芷�8的高端壓力pp2
因升降臺(tái)上或或下降時(shí)間t=2.4s很短，可將其視為等溫過(guò)程，故有
V6-1pp1=V6-2pp2
∴pp2=V6-1pp1/V6-2 (2)式中：V沈陽(yáng)機(jī)床配件6-1——壓力為pp1時(shí)平衡蓄能器8的氮?dú)怏w積，V6-1=0.18m3；
V6-2——壓力為pp2時(shí)平衡蓄能器8的氮?dú)怏w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(guān)參數(shù)的計(jì)算與選擇
①升降缸7的低端壓力ps1
因升降臺(tái)處于水平位置時(shí)有固定支承承載升降臺(tái)和鋼坯的自重，而且當(dāng)處于預(yù)備上升狀態(tài)時(shí)，平衡缸8的柱塞推力矩與升降臺(tái)和鋼坯重力矩平衡，所以，此時(shí)升降缸壓力為零，即ps1=0
�、谏蹈�7的高端壓力ps2
當(dāng)升降臺(tái)處于高端位置時(shí)，升降缸沈陽(yáng)機(jī)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(tái)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(yáng)機(jī)床配件柱塞直徑，Ds=0.2m。
�、凵蹈�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(shù)代入上述各式算得有關(guān)參數(shù)為：
pp1=20.5MPa；pp2=18MPa；Qp=583L/min；
ps1=0；ps2=7.2MPa；Qs=208L/min。3 結(jié)束語(yǔ) 軋機(jī)升降臺(tái)液壓系統(tǒng)采用液壓平衡、液力驅(qū)動(dòng)，與傳統(tǒng)的重錘平衡、曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)相比，無(wú)慣性力的不利影響，故障減少，可靠性高。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真，檢驗(yàn)了系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)的正確性，通過(guò)模擬試驗(yàn)，沈陽(yáng)機(jī)床配件升降臺(tái)工作平穩(wěn)，位置控制精度高。這一研究為工程應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
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