大负载翻转机构液压回路的设计

第 期 总 第 期年 月流 体 传 动 与 控 制,大 负 载 翻 转 机 构 液 压 回 路 的 设 计冶 占 武 吴 百 海广 东 工 业 大 学 广 州司 振 军摘 要 该 文 分 析 了 大 负 载 翻 转 机 构 特 殊 的 负 载 变 化 情 况 , 并 设 计 出 了 相 应 的 可 实 现 的 液 压 回 路 , 计 算 了 油 缸 的 尺 寸和 流 量 , 对 相 关 工 程 设 计 具 有 一 定 的 指 导 意 义 。关 健 词 大 负 载 翻 转 机 构 负 载 分 析 液 压 回 路中 圈 分 类 号 文 献 标 识 码 文 章 编 号一 抖一 以 加 刁引 言目 前 , 大 负 载 翻 转 机 构 在 生 产 中 应 用 越 来 越 多 ,特 别 是 在 机 车 生 产 、 维 修 和 钢 铁 企 业 的 生 产 中 。 而 且随 着 生 产 装 置 规 模 的 不 断 扩 大 , 这 种 设 备 正 向 着 大功 率 、 重 载 及 高 自 动 化 的 方 向 发 展 。 比 如 在 现 代 的 带钢 轧 制 企 业 中 , 所 要 翻 转 的 钢 坯 重 量 就 已 经 达 到 了左 右 , 个 别 已 经 达 到 。 同 时 基 于 高 度 安 全 性的 考 虑 , 这 就 要 求 翻 转 机 构 功 率 更 大 , 运 行 过 程 更 稳定 。 由 于 液 压 系 统 具 有 稳 定 、 功 率 重 量 比 大 以 及 易 于实 现 的 优 点 , 所 以 使 用 液 压 回 路 实 现 这 种 机 构 的 动作 几 乎 成 为 所 有 此 类 机 构 的 首 选 。 现 就 轧 钢 厂 的 钢卷 翻 转 装 置 为 例 来 说 明 此 类 液 压 回 路 的 设 计 要 点 。大 负 载 翻 转 机 构 的 负 载 分 析图 为 一 最 大 负 载 为 的 钢 卷 翻 转 机 构 , 翻转 时 的 受 载 示 意 图翻 转 机 构 的 最 大 负 载 为 , 翻 转 角 度 为, 图 示 翻 转 方 向 为 正 向 , 即 带 有 负 载 的 翻 转 方 向 ,反 向 翻 转 为 空 载 。 从 图 中 可 以 看 出 在 状 态 的 时候 , 液 压 缸 承 受 正 向 负 载 , 并 且 负 载 的 大 小 由 最 大 值逐 渐 向 零 过 渡 , 液 压 缸 负 载 大 小 为升 , 斗其 作 用 方 向 如 图 状 态 所 示 。当 翻 转 到 位 置 时 , 凡 , 这 个 位 置 也 就 是 液 压缸 所 受 负 载 的 方 向 的 转 换 位 置 。当 翻 转 机 构 离 开 状 态 开 始 进 人 状 态 的 时候 , 液 压 缸 开 始 承 受 超 越 负 载 , 并 且 超 越 负 载 的 大 小由 零 逐 渐 向 最 大 值 过 渡 , 即升 , 。 一 争状 态 状 确 花 状 奋一 负 载 一 机 械 机 构 一 液 压 缸 一 铰 轴 在 状 态 时 液 压 缸 和机 构 的 夹 角 在 状 态 时 液 压 缸 和 机 构 的 夹 角 在 状 态 时钢 卷 重 力 方 向 的 分 量 角 在 状 态 时 钢 卷 重 力 方 向 的 分 量 角 。图 翻 转 机 构 的 负 载 变 化 分 析 图收 稿 日 期 一 刁作 者 简 介 冶 占 武 , 广 东 工 业 大 学 吴 百 海 教 授 的 硕 士 生其 作 用 方 向 如 图 状 态 所 示 。反 方 向 的 翻 转 过 程 和 正 向 的 翻 转 过 程 的 负 载 变化 相 似 , 但 是 负 载 的 大 小 仅 仅 只 是 机 构 的 重 量 ,可 以认 为 是 空 载 回 程 。大 负 载 翻 转 机 构 的 液 压 回 路 设 计 及 计 算 【 切根 据 上 述 翻 转 机 构 的 负 载 分 析 , 可 以 总 结 出 以下 对 翻 转 机 构 液 压 回 路 的 基 本 要 求回 路 设 计 应 重 点 考 虑 液 压 缸 活 塞 在 同 一 翻转 过 程 中 所 受 负 载 的 变 化 , 确 保 机 构 翻 转 过 程 的 稳定 性因 翻 转 机 构 承 受 大 负 载 , 达 一 , 应 考虑 使 用 双 缸 驱 动因 正 向 翻 转 为 带 负 载 翻 转 , 反 向 翻 转 为 回程 空 载 翻 转 , 所 以 回 程 空 载 翻 转 油 路 设 计 可 以 认 为和 带 负 载 的 油 路 不 同 , 以 便 能 够 提 高 生 产 效 率 , 节 约流 体 传 动 与 控 制 年 第 期能 源 。根 据 以 上 原 则 , 设 计 液 压 回 路 如 图 。书 戈 , 今 片卫卫 洲洲间 位 置 启 动 和 停 止 时 的 平 稳 性 。 在 带 负 载 的 翻 转 的终 点 , 液 压 缸 的 杆 腔 带 有 外 接 的 缓 冲 回 路 , 可 以 调 节缓 冲 节 流 口 的 打 开 压 力 值 , 使 得 液 压 缸 的 维 修 也 比较 方 便 。当 翻 转 机 构 反 向 翻 转 时 , 由 于 是 空 载 回 程 , 负 载可 以 认 为 很 小 , 所 以 只 依 靠 节 流 阀 给 与 足 够 大 的回 程 背 压 就 可 以 保 证 回 程 的 稳 定 性 。液 压 缸 设 计液 压 缸 的 最 大 负 载 大 小 为 , 考 虑 翻 转 机 构本 身 的 重 量 , 负 载 可 以 达 到 , 使 用 双 缸 驱 动 , 每个 液 压 缸 的 最 大 负 载 为 。 根 据 冶 金 企 业 的 标准 取 系 统 的 工 作 压 力 二 。 液 压 缸 内 径 按 下镖 寸 需 黯 二压 力 油 璐回 抽 油 路、 一 三 位 四 通 换 向 阀 、 一 单 向 接 流 阀 一 二 位 四 通 平衡 阀 一 带 外 部 缓 冲 机 构 的 液 压 缸图 大 负 载 翻 转 机 构 的 液 压 回 路在 图 液 压 回 路 中 在 采 用 两 个 三 位 四 通 换 向 阀对 回 路 进 行 供 油 , 可 以 对 执 行 机 构 的 速 度 作 调 整 。 在换 向 阀 的 进 出 口 油 路 上 增 加 一 个 单 向 节 流 阀 , 可以 防 止 两 个 换 向 阀 的 出 口 振 动 频 率 相 同 而 引 起 的 振动 。 调 整 两 个 平 衡 阀 的 弹 簧 压 力 相 等 , 并 调 节 平 衡 阀的 阀 口 小 与 单 向 节 流 阀 的 阀 口 。当 翻 转 机 构 正 向 翻 转 时 , 两 换 向 阀 左 端 磁 铁 线圈 得 电 , 无 杆 腔 的 压 力 与 平 衡 阀 弹 簧 的 设 定 压 力 来比 较 , 在 无 杆 腔 达 到 一 定 压 力 下 打 开 平 衡 阀 使 得 回油 路 接 通 , 平 衡 阀 的 节 流 作 用 保 证 回 油 路 存 在 一 定的 背 压 , 并 确 保 使 得 液 压 缸 的 无 杆 腔 不 产 生 吸 空 现象 , 以 保 证 在 负 载 转 换 时 的 机 构 运 动 的 平 稳 过 渡 。 同时 , 在 平 衡 阀 控 制 油 路 上 采 用 进 出 口 节 流 的 方 式 来调 节 平 衡 阀 的 阀 芯 运 动 速 度 , 保 证 机 构 在 运 动 的 中根 据 冶 金 企 业 标 准 取 液 压 缸 内 径 。流 量 计 算在 生 产 中 钢 卷 的 直 径 可 达 , 根 据 实 际 经验 , 正 向 翻 转 的 速 度 , 不 应 超 过 耐 , 否 则 过 快的 速 度 使 得 钢 卷 在 故 障 急 停 时 易 发 生 翻 倾 , 则 可 以计 算 出 正 向 翻 转 时 的 流 量 为“ 了 丁 刁 丫针 对 上 述 计 算 出 的 流 量 就 可 以 选 择 相 应 的 控 制阀 类 和 管 道 了 。结 束 语由 于 上 述 翻 转 机 构 采 用 了 液 压 驱 动 , 并 充 分 考虑 了 负 载 的 变 化