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        鋼筋切斷機(jī)中蓄能器的應(yīng)用及充氣壓力問題

        2013-12-23 04:32:28張會(huì)強(qiáng)徐金姿
        機(jī)械工程師 2013年1期
        關(guān)鍵詞:蓄能器液壓油充氣

        張會(huì)強(qiáng), 徐金姿

        (石家莊市自動(dòng)化研究所,石家莊050031)

        1 引 言

        隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,對鋼筋加工長度精度的要求也越來越高,其中電桿、軌枕、管樁等行業(yè)所需的高強(qiáng)鋼筋的精度要求最高。這就為鋼筋的定長與切斷提出了更高的要求,鋼筋切斷機(jī)的飛速發(fā)展提出了隨動(dòng)剪切來保證鋼筋的定長精度。GJC 系列鋼筋定長剪切機(jī)是一種主要針對高強(qiáng)鋼筋的定長與切斷的新型的節(jié)能型鋼筋加工設(shè)備,其液壓系統(tǒng)是整個(gè)設(shè)備的核心,液壓系統(tǒng)的選擇和配置,直接影響整個(gè)剪切機(jī)的工作性能。根據(jù)GJC 系列鋼筋定長剪切機(jī)的工作特點(diǎn),合理地選擇和配置液壓系統(tǒng),可以降低整個(gè)設(shè)備的裝機(jī)容量,提高剪切的性能,從而提高工作效率。

        2 鋼筋切斷機(jī)中蓄能器的應(yīng)用

        GJC 系列鋼筋定長剪切機(jī)的工作過程具有以下兩個(gè)特點(diǎn):(1)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi),液壓剪切油缸處于很長的等待狀態(tài),只是剪切鋼筋時(shí)工作,并且工作時(shí)間非常短,大約0.2s 左右。(2)在切斷高強(qiáng)鋼筋時(shí),由于其切斷時(shí)間比較短,故而需要高壓大流量的液壓油。

        對于這種工作負(fù)荷變化大、工作時(shí)間短及待機(jī)時(shí)間長的液壓系統(tǒng),要求液壓站具有極高的性能:(a)在很長的時(shí)間內(nèi)不能產(chǎn)生高的油溫,(b)在很短的時(shí)間內(nèi)需要高壓和大流量的液壓油以供鋼筋剪切。如果直接采用液壓泵直接供油方式,按照最大流量來設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng),所需的液壓泵排量就很大,電機(jī)功率也較大,很不經(jīng)濟(jì);同時(shí),間歇時(shí)多余的液壓油需要從溢流閥流回油箱,不僅浪費(fèi),還會(huì)造成油溫升高,對系統(tǒng)產(chǎn)生危害。

        因此,根據(jù)實(shí)際工作的特點(diǎn),在液壓系統(tǒng)中安裝蓄能器,采用小流量的液壓泵和蓄能器聯(lián)合供油的方式,是一種合理的選擇。這樣可在非常短的工作時(shí)間內(nèi)由液壓泵和蓄能器同時(shí)供油進(jìn)行鋼筋的剪切,從而產(chǎn)生理想的效果(見圖1)。

        圖1 鋼筋切斷機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖

        3 蓄能器的充氣壓力P0

        蓄能器中所容納氣體的狀態(tài)方程為:

        由上式可推出蓄能器提供壓力油的體積公式:

        式中:V0-充液前的充氣體積(即蓄能器容積);P0-充液前的充氣壓力;P2-系統(tǒng)允許的最高工作壓力(蓄能器最高工作壓力);P1-系統(tǒng)允許的最低工作壓力(蓄能器最低工作壓力);ΔV-系統(tǒng)允許的最高和最低工作壓力對應(yīng)的蓄能器內(nèi)氣體V2與V1之差(蓄能器提供壓力油的體積);k-指數(shù)(在蓄能器補(bǔ)油保壓時(shí),其內(nèi)氣體可視為等溫變化,k=1;在蓄能器補(bǔ)油加速時(shí),其內(nèi)氣體可視為絕熱變化,k=1.4)。

        當(dāng)蓄能器作為輔助動(dòng)力源,用于補(bǔ)油時(shí),充氣壓力P0=(0.6~0.65)P1,一般比最低工作壓力P1低。

        在實(shí)際現(xiàn)場中,我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)剪切不斷鋼筋時(shí),大部分的第一反應(yīng)是蓄能器的壓力太低了,故而使勁往蓄能器中充氣,往往充氣壓力大于系統(tǒng)的壓力,起到相反的效果。從液壓原理圖中,我們發(fā)現(xiàn)剪切鋼筋時(shí),液壓油有兩部分組成,一部分是油泵的高壓液壓油,另一部分是大量的蓄能器液壓油。當(dāng)P0>P1時(shí),從公式中我們不難發(fā)現(xiàn),蓄能器中是沒有液壓油的,故而,在剪切鋼筋時(shí)是活塞只是有一個(gè)微小的動(dòng)作,達(dá)不到切斷鋼筋的行程,剪切不斷鋼筋。

        4 結(jié) 語

        在鋼筋切斷機(jī)中,液壓系統(tǒng)是整個(gè)設(shè)備的核心。蓄能器作為輔助動(dòng)力源,用于鋼筋剪切時(shí)的補(bǔ)油,當(dāng)蓄能器的充氣壓力為P0=(0.6~0.65)P1時(shí),即可達(dá)到理想的鋼筋剪切效果。

        [1] 黨育哲.蓄能器引發(fā)故障的分析診斷[J].機(jī)床與液壓,2001(4):157,96.

        [2] 孟凡武,賀鳴,康建偉.電液錘液壓系統(tǒng)中蓄能器的選擇[J].鍛壓裝備與制造技術(shù),2005(2):35-37.

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