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H R系列离心机推料液压系统稳定性和可靠性分析 口朱彬 达州职业技术学院 机械 电子技术系达州6 3 5 O o 0 摘要介绍 了 HR系列 卧式活塞推 料 离心机推料液压 系统的组成和工作原理 ， 针对其运行 中存在的推料杆 颤抖、 停滞等质量问题， 从理论上分析了原因， 提出了改进措施和建议。 实践证明， 改进后的液压 系统稳定性、 可靠性得到提高和 完善。 关键词 离心机液压系统稳定性可靠性 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 o 04 9 9 8 2 0 0 8 0 2一o 0 2 2 0 3 卧式 活塞 推料 离 心机是 连 续运转 、 自动操作 、 液压 脉 动 推 料 的 过 滤 式 离 心 机 ， 可 以 在 全 速 下 完 成 进 料 、 分 离 、 滤 饼洗 涤 、 甩 干 和卸 料 ， 具有 效 率 高 、 产量 高 、 操 作 稳 定可靠 等优 点 ， 目前 在 国 内外 已广 泛应 用 于化工 、 轻 工 、 制 药 、 食 品 等工 业 部 门 。 传 统 卧式 活 塞推 料离 心机 的 推料 机 构 液压 系 统 即复 合 油缸 部 分 中 ， 活 塞 的往 复 运 动是 通 过径 向换 向阀杆 移 动来 控 制 的 ， 在 高速 回 转 时会 出现 不平衡 力 矩 ， 从 而 产生 换 向不灵 活 、 活 塞运 动 不 正 常等 现 象 。 近 年来 HR 系列 卧 式活 塞 推 料离 心 机 采用 轴 向换 向滑 阀 ， 避 免 了不平 衡力矩 的产生 ， 在原 理 上保 证 了推料 机构 运转 的平 稳 可靠 。 然 而 ， 在实 际使 用 中 ， 经常 出现 推料 活塞 工作 不正 常 现象 ， 严 重影 响 运 行 效 率 ， 其 液压 控 制 系统 的稳 定性 与可 靠 性 有待 进 一 步 完善 与提 高 。 1 液压 系统 的原 理与组成 卧 式 离 心 机 推 料 盘 位 于 其 分 离 转 鼓 内 ， 连 接 推 料 盘 的推 料 活塞 借 助 于液 压 系 统 控 制作 往 复运 动 ， 转 鼓 壁上 的滤饼 层 被 推 料盘 不 断 地 沿转 鼓 轴 向前 推 移 ， 最 后 被 推 出转 鼓 。 卧式 活 塞 推 料离 心 机 推 料 液压 系 统 由油 箱 、 滤 油 器 、 安 全 阀 、 节 流 阀 、 复合 油 缸 、 油 压表 、 油 温表 和必 要 的管 路 、 管接 头 等 组成 。 其 中节 流 阀、 复 合 油缸 是 液压 系 统 最 重 要 的 结 构 部 件 。 节 流 阀是 用 来 调 节 离 心 机 的 推 料次 数和稳 定 液压 系统 的压 力 ， 复合 油缸 是油 缸 、 换 向阀 和分配 阀 的组合 体 ， 用来 实现 推 料盘 的往 复运动 。 其 结 构 如 图 1 所 示 。 A腔 为高 压油 人 口 ， 油 压一 般 小 于 或 等 于4 ． 0 MP a 。 B、 C腔 通 过油 路 与 A腔 常通 ， 传 力 板 4 将主 活塞7 与 推料杆 9 连 为 一体 ， 通 过推 料杆 内 中心 孔 回油 。 如 图 1 所 示 位 置 ， 主 活 塞 7 左 端 油 路 通 过D、 E、 M 与 回油 路沟 通 ， 处于卸 荷 状态 ， A腔 中 的高压 油通 过主 收稿 日期 2 o o 7 年 1 1 月 回 2 ∞ 8 ／ 2 活 塞7 左端 的缺 口进 入主 滑 阀3 左端 ， 在 油 压作 用下 ， 主 滑 阀右移 ， 当滑 移 到 曰腔 与 D沟 通 时 ， 压 力 油进 入 主 活塞7 左端 ， 推 动主活 塞带 动推 料杆 9 右移 ； 而此 时 主滑 阀 3 右 端 进 油 道 被 导 向 活 塞 6 右 端 台 阶 封 闭 、 切 断 ， 其 右 端 与 回油路 沟 通 ； 当主活 塞 7 继续 右 移 至 导 向活 塞 6 右 端 碰上 油 缸 8 时 ， 导 向活 塞6 开 始 相 对 于 主 活塞 7 左 移 实 际上导 向活 塞6 不动 ， 而 主活 塞7 继 续 右移 ， 当导 向 活 塞6 之左 端 台 阶将 活 塞 盘5中的油 孔 封 闭 时 ， 右 端 的 台 阶从 孔 中退 出 ， A腔 中 的压 力 油进 入 主 滑 阀3 右 端 ， 而左 端卸 荷 ， 主滑 阀3 开 始换 向 ， 此 时主 活塞 7 继续 在压 力 油作 用下 右移 ； 当主 滑 阀3 中间 台阶将 活 塞左端 进 油 口 D 关 闭 后 ， 主 活 塞 7 左 端 卸 荷 ， 右 端 进 油 ， 开 始 制 动 ， 然 后 换 向 。 2 推料液压系统存在的问题及原因 2 ． 1 活 塞 推 料 液 压 系 统 存 在 的 问 题 卧 式 活 塞 推 料 离 心 机 液 压 系 统 存 在 的 主 要 问 题 是 机械制造4 6 卷第5 2 2 期 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 液 压控 制 系统 的稳 定 性 和 可靠 性 不 高 ， 当遇 到转 鼓 中 布 料 不 匀 或 物 料 发 生 变 化 而 引 起 推 料 力 变 化 时 ， 离 心 机 推 料 系统 就 出现 颤 抖 、 瞬 间停 滞甚 至 停 止 推料 等现 象 ， 严 重影 响机 器 的运行 效率 。 2 ． 2问题 产 生 的 原 因分 析 从 问题 的现 象 分 析 ， 主 要 是 推料 系 统 的推 料 力不 够 ， 当 推 料 阻 力 增 加 时 ， 活 塞 推 力 小 于 推 料 阻 力 ， 从 而 导致 活塞停 滞及 停 止 。 根 据 液压 流体力 学 ， 活塞 推料力 F为 F △P S 1 式 中 △P _推 料 活 塞 右 、 左 两 端 压 力 差 s 推 料 活 塞 面 积 面 积S是 不 变 的 ， 因 此 △P 决 定 了 推 力F 的 大 小 。 影 响 △P 的 因 素 如 下 。 1 液 压 系统 工 作 压力 P。 根 据 国内外 同 类机 型 分 析 ， 推料 液压 控制 系统 的工 作压 力一 般控 制在 4 ． 5 MP a 左 右 。 2 系统 内部 泄 漏量 Q 与 系统 背压 。 当系 统工作 压 力 确 定后 ， 影 响主 活 塞压 力 油 端 与卸 荷 油端 压 力 差 的 主 要 因 素 是 系 统 内 部 泄 漏 量 与 系 统 背 压 。 主 活 塞 与 主 油 缸 之 间 间 隙 内 的 泄 漏 量Q- 为 9。 2 l 了 _ 一 z ， 。 1 式 中 环 形 间隙值 ， mm z 间隙 密封 长度 ， mm 主 活 塞 直 径 活 塞 盘 5 ， mm 液 压 油 的 动 力 粘 度 ， P aS 从 式 2 可 知 ， 影 响 Q。 的主 要 因素 是 间隙值 h， 其 次 是 密 封 长 度 z ； 间隙 越 大 ， 则 内部 泄 漏 量 越 大 ， 压 力 损 失 越 大 。 液 压 系 统 回 油 是 通 过 卸 荷 孑 L E 和 推 料 杆 中 心孔 回油 箱 的 ， 而中 心孔直 径 较大 ， 对 系统背 压影 响较 小 ， 可 不 予 考 虑 。 3 导 向活 塞泄 漏 量9 。 如 图 1 所 示 ， 当主 活 塞7 右 移 ， 导 向活 塞6 右 端碰 上油 缸8 的 内壁 后 ， 相对 主 活塞左 移 ， 当 导 向活 塞上 的 G面退 至 F面 时 ， ，面 应 已到达 日面 ， 使压 力 油 与 回油 路 不沟 通 ， 但 由于活 塞 盘5中的 两个 内孔 槽 在 加 工过 程 中不 易测 量 ， 若 不 采 用数 控 机 床 加 工 ， 经 常 会 出 现 导 向 活 塞C 面 已退 过F 面 ， 而 ， 面还 未进 入 日 面孔 内的情 况 ， 使 进 、 回油路 直接 沟通 ， 产生 泄漏量 9 ， 导致 泄漏量 增加 。 4 主滑 阀泄 漏量Q ， 。 主滑 阀产 生 的泄 漏 除 了密封 间 隙 间的泄 漏外 ， 还 由于 主滑 阀 上 的小孔 K在 主 滑 阀 运 动过程 中与 回油孔 对合 时 导致进 、 回油路 直 接沟 通 而产 生 的泄漏 Q ， 。 3 改进措施 机械制造4 6 卷第 5 2 2期 从 以上 分 析 可知 ， 内部 泄 漏 点 主要 有 3 个 ， 有 时这 些 泄 漏还 会产 生 叠 加 ， 同 时 由 于 系统 中零 部件 受 加 工 精度 和形 位公 差 的影响 ， 其 泄漏 量 比理论 计算 值 要高 ， 因此 必须 对推 料液压 系 统进行 改 进 。 3 ． 1 适 当减 小 密封 面 间 的 配 合 间 隙值 现 有 液 压 系 统 零 部 件 间 隙 配 合 表 面 设 计 精 度 为 7 级 ， 配合 间隙值 也较 大 ， 应 将 零部 件 主要 配合 表 面 的加 工精 度从7 级 提 高到 6 级 ， 将 间 隙配 合 面 的 间隙值 尽 可 能减 小 ， 而其 它表 面加工 精 度不 变 ， 这 样 既可 兼顾 零部 件加 工 的经济 性 ， 又可大 大减 小 内部 泄漏 量 。 3 ． 2密 封 组 件 的动 静 环 在 结 构 材 质 上 应 进 一 步 完 善 复合 油缸 内的输 油 密封 组件 的动静环 在 结构 材质 上 应 进 一 步 完 善 ， 使 其 使 用 寿 命 延 长 ， 因 它 是 非 常 重 要 的部件 ， 一旦 出毛 病 ， 将 影响 离心 机 的正 常工 作 。 3 ． 3适 当修 改 导 向 活 塞 结 构 尺 寸 导 向 活 塞 与 主 活 塞 小 孔 相 配 合 ， 因 小 孔 内 沟 槽 位 置尺 寸 精 度控 制较 难 ， 因此 可 适 当修 改 容 易 加工 的导 向活 塞 的结 构尺 寸 以保 证 进 、 回油 路不 会直 接 沟通 。 建 议将 导 向活塞密 封导 向 台阶长 度在 左 右各增 加2 mm。 3 ． 4修 改 主 滑 阀结 构 主滑 阀上 的4 个 K小孔 设 计 意 图是 为滑 阀与推 料 杆 间引 入润 滑 油 ， 以减小 摩 擦 ， 但 它导致 了 瞬 间 的进 、 回油 路 沟通 ， 可 以采 用在 小 孔 K位置 加 工 几条 螺旋 曲 槽储 油 来 改善 润 滑条 件 ， 而 取 消 小孔 K。 此外 ， 主滑 阀 两 端无 制动油 垫 ， 两端 面直 接 与活 塞盘碰 撞 ， 容易 产生 磨 损 与 堆 积 ， 严 重 影 响 使 用 寿 命 ， 应 在 结 构 和 材 质 上 加 以 改 进 。 3 、 5减 小进 、 回 油 阻 力 推 料 液 压 系 统 进 、 回 油 道 均 有 很 多 节 流 小 孔 ， 孔 径 较 小 ， 阻 力 较 大 ， 为 减 小 阻 力 应 将 孔 径 尽 量 增 大 ， 同 时 在 进 油 孑 L 道 中 设 置 调 节 螺 钉 ， 通 过 改 变 调 节 螺 钉 位 置 或 更 换 不 同 通 径 的 螺 钉 来 调 节 供 油 量 ， 从 而 调 节 推 料 杆 的工 作频 率 ， 以适应 分离 不 同物 料 的需 要 。 3 ． 6适 当提 高 系 统 工 作 压 力 系 统工 作压 力 对 推 料力 影 响 很 大 ， 可 适 当 提高 系 统 工 作 压 力 ， 减 少 系 统 损 失 ， 增 加 了 活 塞 的推 料 力 和 推 料 次 数 ， 使整 机 性能 提 高 ， 运 转 平稳 。 但 工 作压 力 也不 能太 大 ， 否则 将增 加 系统 压力 等 级 ， 提高 系 统 成本 。 根 据 分 离 物 料 的不 同 特 性 ， 建 议 在 原 有 基 础 上 将 系 统 工 作 压力 提高 1 ． 0～1 ． 5 MP a 。 3 、 7进 一 步 改善 压 力 油 的 质 量 为 了保 证液 压 系 统正 常 工 作 ， 应 在 多 处 设 油过 滤 器 ， 以保证 进入 液压 系统 的油 质 。 4建议 由于 中部进 油 、 尾部 出油 的结 构 ， 油在 进 入活 塞之 2 0 0 8／ 2 回 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 车载雷达天线平台的负载特性及风载稳定性研究 口杨红军 口李刚炎 武汉理工大学 机电工程学 院武汉4 3 0 0 7 0 摘要 分析了车栽雷达天线平台的裁荷及其结构特点， 利用微变形几何协调条件， 解决了其静不定结构问题。 针对 栽荷分布对车栽平 台支腿 受力的影响 ， 推导 出不 出现虚腿现 象的有效质心分布 范围 ， 并根据质 心位 置与风栽稳定性 的关 系， 提 出了一种扩大其质 心作 用距 离来提 高其风栽稳 定性的方法 ， 对 同类产品的设计提供 了借鉴。 关键词 天线平台静不定风载稳定性 中图分类号 T P 2 7 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 4 9 9 8 2 0 0 8 0 20 0 2 4 0 4 现 代 局部 战 争 表 明 ， 夺 取制 空 权往 往 对 战 争 的胜 负 起 着决 定 性 的作 用 。 作 为 侦察 空 中 目标 重要 手段 的 车 载 雷达 ， 其 机 动 性 和稳 定 性 对 于快 速 准确 地 获取 对 方 空 中 目标 的 位 置 有 着 重 要 的 影 响 。 车 载 雷 达 的 载 体 天 线车 ， 是 由军用 越 野车辆 改装 而成 ， 其 机动性 主 要 表 现 车 辆 的 越 野 作 战 、 快 速 转 移 阵 地 、 快 速 架 设 和 调 平 基座 的能力 ⋯。 在对 军 用车 辆进 行 改装 设计 之前 ， 必 须 进 行载 荷 分 析 ， 确 定结 构 的 刚度 及 抵 抗外 界 干扰 载 荷 的 能 力 。 另 外 ， 对 车 载 雷 达 的 天 线 进 行 架 设 和 平 台 进 行 调平 之前 ， 必须 解决 其结 构上 可 能 出现的 虚腿 问题 ， 确 定 整 车质 心 的有 效 分 布范 围 。 当 车载 雷达 处 于工 作 状态 时 ， 风载 是不 可 忽略 的重要 外 来干扰 ， 同其他工 程 结 构 一 样 ， 风 载 往 往 可 以 造 成 毁 灭 性 的 破 坏 。 同时 也 极 大地 影 响 了设 备 的性 能 。 本 文所 研 究 的车载 雷达 ， 其 天 线平 台 由4 条 腿 支撑 ， 在研 究其 静载 特性 及结 构 的超静 定 的前 提下 ， 对其 风载 稳 定性 进行 了探讨 ， 为下一 步制 定 合 理 的架 设调 平 控 制 系统 ， 实现 车 载 雷达 的稳定 快 速 工 作 奠 定 了 基 础 。 收稿 日期 2 0 0 7 年8 月 1 车载雷达的静载特性分析 1 ． 1 载 荷 分 析 及 静 不 定 结 构 分 析 如 下 图 1 所 示 ， 本 文 对 所 研 究 的 平 台 进 行 了 简 化 ， 并 假 定 其 重 心 位 于 平 台 内某 一 点 ， 平 台 由4 条 支腿 支 撑 ， 每条 支腿 可升 可降 ， 从 而 可 以调节 平 台的水 平度 。 过平 台的几何 中心建立 如 图 1 所 示 的平 面坐 标系 ， 设 平 台 的长 为 口 ， 宽 为 b ， 总重 量为 G， 其 重心 坐 标 为 口， b ， 其 中 - 、 为参 数 ，支腿 对 平 台 的 支 撑 力 分 别 为 Ft ， ， 凡 ， ， 根 据 力 学 知识 可建 立 3 个平 衡 方 程 ， 如 下 f ∑ 鸠 0 I { ∑ o 目 口 { 【 ∑ G I F F1 F3 F4 G t b 一 凡 6 t 凡 号一 凡 号 - 口 前 已有 一部 分润 滑前 后轴 套 、 前后 轴 承。 因此油路 上 的 前 后 轴 承 、 前后 轴 套 、 衬套 等 处 配合 间 隙 必须 达 到 要 求 ， 才 能保证 液 压油 有充 足 的压力 和 流量进 入活塞 ， 而 且 随着 时 间的增 长 ， 衬套 特别 容易 磨损 并 出现故 障 。 这 些 结 构上 的原 因 同样 会 使 推料 力 不 足 ， 推 料杆 出现 颤 抖 、 停 滞等 质量 问题 。 因此建议 将 原结 构改 为尾部 进 出 油 结构 ， 使 活塞 油缸 等部 件变 得更 加 紧凑 。 如果在 进 出 油结 构 上得 到 改 变 ， 其 液压 油 的流 向基 本 上是 先 到 活 塞 再 去润滑 前后 轴套 、 前 后轴 承 ， 最后 经过 冷却 器 回到 油池 ， 这 样 使 推料 力 不 足 、 推 料杆 出现 颤 抖 、 停 滞 等 质 量 问题必将 得 到很 大改 善 。 5 结束语 2 0 0 8／2 采 用 上 述 措 施 对 正 在 南 宁 某 厂 运 转 的4台 卧 式 活 塞 推料 离 心机 液 压 系统 进行 全 面 改 进后 ， 系统 运 行 正 常 ， 有 效地 解决 了推 料 系统 因进料 问题 而 出现停 机 、 颤 抖 等现 象 ， 整 机性 能进 一 步 提 高 ， 结 构 更趋 于 合 理 ， 效 果 令人 满 意 。 这对 于 有 同样 质 量 问题 的 国产 离心 机 的 改进 与完善 具有 一定 的参考 价 值 。 参 考 文 献 1 雷天觉． 液压工程手册 【 M】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 0 ． 2 施震荣． 工业离心机选用手册 【 M】 ． 北京 化学工业 出版社 ， 1 998 ． 3 张利平． 液压气动 系统设计手册 【 M】 ． 北京 机械 工业出版 社 ， 1 9 9 7 ． △ 编辑 功 成 机械制造4 6 卷第5 2 2 期 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m