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        鋼板彎邊機(jī)液壓系統(tǒng)改進(jìn)

        2014-04-25 05:15:24張懷德楊麗娜
        制造技術(shù)與機(jī)床 2014年1期
        關(guān)鍵詞:桿腔壓料四通

        張懷德 楊麗娜

        (天水鍛壓機(jī)床(集團(tuán))有限公司國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心,甘肅 天水741020)

        鋼板彎邊機(jī)是直縫埋弧焊管生產(chǎn)線中的主要設(shè)備之一,其作用是將鋼板根據(jù)工藝需要壓制出一定弧度和一定寬度的曲面。具體工藝過程是輸送輥道將鋼板逐段送入鋼板彎邊機(jī)上下模具之間,下模在液壓油缸驅(qū)動(dòng)下上升,最終在上下模具的合模過程中,通過壓制力使鋼板發(fā)生流動(dòng)變形后形成板邊彎曲。

        1 鋼板彎邊機(jī)液壓系統(tǒng)組成及工作原理

        1.1 鋼板彎邊機(jī)液壓系統(tǒng)組成

        本機(jī)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由3 個(gè)并聯(lián)主液壓缸、2 個(gè)并聯(lián)快速油缸及6 個(gè)并聯(lián)壓料缸,電液換向閥及充液閥、二通插裝閥等組合而成。如圖1 所示鋼板彎邊機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖。

        1.2 鋼板彎邊機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理

        液壓系統(tǒng)在電氣和機(jī)械的配合下,能實(shí)現(xiàn)滑塊(滑塊上布置有下模具)快速上行—工作速度壓制(接觸鋼板后)—保壓—卸荷—快速回程,其工作情況為:

        (1)油泵起動(dòng):各電磁鐵斷電,各電磁閥處于中位機(jī)能,油泵空載運(yùn)行。

        (2)快速上行:按動(dòng)按鈕,電磁鐵YV2、YV4、YV6帶電,油泵1 出油經(jīng)濾油器3、三位四通電磁換向閥、疊加式單向節(jié)流閥和分流集流閥7 到快速油缸無桿腔,有桿腔油液經(jīng)疊加式單向節(jié)流閥及三位四通電磁換向閥回到油箱。此時(shí)油泵2 出油經(jīng)濾油器4、三位四通電液換向閥和二通方向插裝閥到壓料缸無桿腔,有桿腔油液經(jīng)三位四通電液換向閥回到油箱,快速上行時(shí)主液壓缸通過充液閥實(shí)現(xiàn)快速充液;在快速過程中,壓料缸速度和快速油缸的速度一致,由于壓料缸行程小于快速油缸的行程,還未碰到快慢速切換電氣限位時(shí)已經(jīng)壓緊鋼板。

        (3)工作速度(壓制工況):當(dāng)碰到速度切換電氣限位后,其它電磁鐵帶電不變,電磁鐵YV5 帶電,此時(shí)壓料缸已經(jīng)壓緊鋼板,充液閥關(guān)閉,主液壓缸進(jìn)入油泵2 的壓力油,滑塊由快速轉(zhuǎn)換為工進(jìn)速度,接觸鋼板后對鋼板進(jìn)行彎曲壓制。

        (4)保壓及卸壓:彎曲壓制完成后油缸壓力升高,當(dāng)達(dá)到壓力繼電器14 調(diào)定壓力發(fā)訊使系統(tǒng)進(jìn)入保壓狀態(tài),系統(tǒng)為開泵保壓,保壓時(shí)間到后進(jìn)行卸壓工況,即電磁鐵YV4、YV5 帶電,其余電磁閥不帶電,壓料缸及主液壓缸的壓力油通過二通方向插裝閥、二通節(jié)流插裝閥和三位四通電液換向閥的中位機(jī)能進(jìn)行卸壓。

        (5)快速回程:電磁鐵YV1、YV3、YV4、YV7 帶電,油泵1 出油經(jīng)濾油器3、三位四通電磁換向閥和疊加式單向節(jié)流閥到快速油缸有桿腔,無桿腔油液經(jīng)分流集流閥7、疊加式單向節(jié)流閥和三位四通電磁換向閥回到油箱,此時(shí)油泵2 出油經(jīng)濾油器4、三位四通電液換向閥到壓料缸有桿腔,無桿腔油液經(jīng)二通方向插裝閥及三位四通電液換向閥回到油箱?;爻虝r(shí)充液閥被控制回路開啟,主液壓缸里的液壓油通過充液閥直接返回油箱,滑塊快速退回到原位并壓下下死點(diǎn)限位開關(guān),所有電磁閥斷電,換向閥處于圖示位置,液壓缸兩腔封閉,滑塊停止運(yùn)動(dòng),油泵卸荷空載運(yùn)行。

        2 鋼板彎邊機(jī)存在的問題及原因分析

        機(jī)床在運(yùn)行一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)存在以下問題:

        2.1 跑料現(xiàn)象

        原有機(jī)器在壓制時(shí)出現(xiàn)鋼板橫向偏移,致使鋼板兩邊彎曲后的曲率發(fā)生改變,無法滿足工藝要求。經(jīng)分析認(rèn)為:當(dāng)壓料缸壓緊需要彎邊的鋼板后,主液壓缸從快速工況轉(zhuǎn)為壓制工況,控制主液壓缸的電磁閥帶電—二通方向插裝閥開啟—充液閥關(guān)閉,低壓壓力油進(jìn)入主液壓缸,與此同時(shí)壓料缸無桿腔中的高壓油與主液壓缸接通,致使壓料缸無桿腔壓力降低。主液壓缸在上升過程中,在接觸鋼板后壓力逐漸上升,對鋼板板邊進(jìn)行彎曲。此時(shí)因?yàn)閴毫细讐毫ξ茨苓_(dá)到設(shè)計(jì)壓力,鋼板在主液壓缸彎曲鋼板時(shí)產(chǎn)生的側(cè)向力的作用下,發(fā)生向模具內(nèi)腔偏移的情況(習(xí)慣性稱為跑料),此時(shí)鋼板已不在要求的正確位置,出現(xiàn)跑料現(xiàn)象;主液壓缸壓力繼續(xù)升高,當(dāng)達(dá)到壓料缸設(shè)計(jì)壓力后,壓料缸方能壓緊鋼板。

        2.2 快速油缸不同步

        原有機(jī)器在快速上行時(shí),采用分流集流閥和節(jié)流閥聯(lián)合控制兩個(gè)快速油缸的同步。分流集流閥在動(dòng)態(tài)時(shí)不能保證速度同步精度,不適用于換向頻繁的系統(tǒng)[1],現(xiàn)場觀察使用效果不好,在快速上行過程中,兩快速油缸速度因系統(tǒng)負(fù)載、油溫等原因無法調(diào)節(jié)到基本一致,最嚴(yán)重時(shí)相差40 mm 以上,致使主液壓缸與模具梁緊固螺釘經(jīng)常被拉斷。

        2.3 卸壓沖擊大

        當(dāng)原有機(jī)器彎曲鋼板保壓結(jié)束后,進(jìn)入卸壓工況,壓料缸及主液壓缸的高壓油均通過二通節(jié)流插裝閥—電液換向閥的中位機(jī)能進(jìn)行卸壓,其中主油泵卸荷也通過電液換向閥的中位機(jī)能進(jìn)行卸壓?,F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力不能充分卸荷,且上述液壓閥在開啟時(shí),液壓系統(tǒng)各回路之間存在串油現(xiàn)象。同時(shí)主液壓缸因?yàn)闆]有充分卸壓,執(zhí)行返程工況時(shí),在充液閥打開瞬間,產(chǎn)生很大的液壓沖擊,致使機(jī)床發(fā)生震動(dòng)及充液管出現(xiàn)晃動(dòng),甚至因震動(dòng)而引起漏油。

        3 鋼板彎邊機(jī)液壓系統(tǒng)的改進(jìn)方案

        針對以上情況,筆者提出了的改進(jìn)方案(圖2)。

        3.1 壓料缸控制方案

        改進(jìn)后的系統(tǒng)采用順序閥控制方案,工作時(shí)壓力油先進(jìn)入壓料缸無桿腔,壓力升高至順序閥設(shè)定壓力后壓力油進(jìn)入主液壓缸,此時(shí)壓料缸已經(jīng)壓住鋼板,主液壓缸壓力繼續(xù)升高的同時(shí)壓料缸壓力也同時(shí)升高,鋼板被穩(wěn)穩(wěn)壓住,解決了壓料缸由于壓力不足而產(chǎn)生跑料的問題。

        3.2 快速油缸同步控制方案

        該控制方案采用兩組相同二通流量控制閥、整流疊加板、疊加單向節(jié)流閥和三位四通電磁換向閥組成的新型整流節(jié)流回路,其中二通流量控制閥用于保持流量恒定,且不受負(fù)載和溫度變化的影響[2],疊加單向節(jié)流閥用于調(diào)節(jié)快速油缸有桿腔的油液的流量,三位四通電磁換向閥用于油路換向控制,這樣在快速上升和回程過程中,具有很好的同步性,解決了快速油缸不同步的問題。

        3.3 系統(tǒng)卸荷的控制方案

        該系統(tǒng)各回路采用單獨(dú)卸壓方式,即油泵2 單獨(dú)卸壓、壓料缸單獨(dú)卸壓、主液壓缸單獨(dú)卸壓。油泵2 通過二通壓力插裝閥(帶電卸荷功能)單獨(dú)卸壓;壓料缸通過電液換向閥中位機(jī)能進(jìn)行卸壓;主液壓缸通過二通方向插裝閥和二位四通電磁換向閥進(jìn)行卸壓。既解決了原有系統(tǒng)因閥的開啟產(chǎn)生串油和卸荷不充分產(chǎn)生液壓沖擊大的問題,又簡化了液壓原理,同時(shí)解決震動(dòng)而引起泄漏的問題[3]。

        3.4 節(jié)能改造方案

        進(jìn)行液壓系統(tǒng)優(yōu)化的同時(shí),在不改變機(jī)器工作效率的前提下從節(jié)能角度對系統(tǒng)功率進(jìn)行了優(yōu)化,將原有的定量高壓柱塞泵改變?yōu)楹愎β矢邏褐兞勘茫玫剡m應(yīng)了工況要求。原有油泵機(jī)組型號(hào)為63MCY-Y225S-4,電動(dòng)機(jī)功率為37 kW,優(yōu)化后為63YCY-Y180L-4,電動(dòng)機(jī)功率為22 kW,功率從原來的37 kW 優(yōu)化為22 kW,節(jié)省能耗40%,并且大大減輕液壓系統(tǒng)發(fā)熱,延長液壓元件和油液使用壽命。

        4 結(jié)語

        改進(jìn)后機(jī)床工作穩(wěn)定可靠,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過半年的使用,效果十分理想,從根本上解決了跑料、快速油缸不同步及卸荷液壓沖擊大的問題。

        [1]雷天覺.液壓工程手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1990.

        [2]博士力士樂(中國)有限公司.工業(yè)用液壓元件[M].2008.

        [3]陳德明,劉全喜,諶從昌,等.混勻取料機(jī)液壓系統(tǒng)改造與完善[J].液壓與氣動(dòng),2012(8):126.

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