弯管机液压系统的改进设计.pdf

第 4期 总第 1 5 5 期 2 0 0 9年 8月 机 械 工 程 与自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEERI NG 8 L AUTOMAT1 0N NO． 4 Aug． 文章编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 0 9 0 4 0 1 7 1 0 2 弯管机液压系统 的改进设计 李建英 长治钢铁 集 团 锻压机 械制造有限公 司，山西 长 治0 4 6 0 1 1 摘要 通过对几例普通弯管机液压系统进行分析 ，介绍 了弯管机液压 系统 的一 些常见问题与解决办法 。 关键词 弯管机 ；主弯 曲油缸 ；液压 系统 ；改进 中图分类号 T G3 5 5 ． 3 4 T H1 3 7 文献标识码 B 0 引言 弯管机是一种广泛应用 于造船、锅炉、化工、航 空 、 金属 结构 、设备 安装 以及机 械制 造 等领域 的设 备 。 弯管机的种类有很多，按弯曲形式分为压弯式 、滚弯 式、缠绕式和挤压式等 ；按照弯曲时是否加热可分为 拎弯式和热弯式两种；按传动方式的不同又可分为机 械传动和液压传动等形式 。长钢集团锻压机械制造有 限公 司生 产 的弯管 机系冷 态 系列 ，即是在 室 温下 不加 任何填料而采用芯棒或不用芯棒弯曲的设备 ，这种弯 管机也是最常见、应用最广泛的一种弯曲设备 。根据 不同的用户需求 ，弯管机可以弯曲各种平面管与立体 管、厚壁管与薄壁管、大弯曲半径与小弯 曲半径等各 种管子。如果更换模具，还可以弯制 圆钢 、角钢、工 字钢、槽钢等型材。本文所讨论 的弯管机属缠绕式冷 弯弯 管机 。 1 小型弯 管机 的液 压 系统 弯管机一般以所弯曲管子的最大管径与最小弯 曲 半径的综合实力来代表它的能力，而不同规格 的弯管 机一般采用油缸来作为其主要执行机构 ，因此液压系 统的能力与设计的合理性就成为考核一台弯管机性能 优劣的主要因素之一 。 1 ． 1 弯 管机早 期 的液压 系统 图 1 为 8 9 x 6弯管机早期的液压系统 。 在此系统中 由一 个 1 1 k W 的 电机 带动 一个 排 量为 2 5 mI 的油 泵 为 系统供油 ， 系统的工作压力一般为1 6 MP a 。 其夹紧、 导 向、芯棒油缸的动作分别为单独动作 ，由各 自的电磁 换向阀控制。弯管时主弯曲油缸与随动油缸将 同时动 作 ， 此时， 弯曲油缸和随动油缸的换 向阀同时得电。 虽 然可以用节流阀调节随动油缸的运动速度 ，使之与主 油缸运动速度保持一致 ，但却无法排除其压力相互干 扰 的 问题 。 而 且夹 紧油缸 和导 向 油缸采用 的是 “ O”型 收稿 日期 2 0 0 8 一 l 2 - 1 8 ；修 回 日期 2 0 0 9 0 2 2 3 作者简介 李建英 1 9 6 6 一 ， 女 ． 河南林州人 ， 工程师 ， 本科。 机能的换向阀，其保压效果不是很好 ，在弯管时会 出 现 由于夹不紧管子而弯出废品的现象。 主弯瞌油缸 夹紧油缸 随动油缸 导 向油缸 芯棒油缸 1 一 电机 ； 2 -- 联 轴 器 ；3 -- 油 泵 ；4 -- 空 气 滤 清 器 ；5 -- 吸 油 I 1 滤 油 器 ； 6 ～ 电磁溢流阀 ；7 一 电磁换 向阀 ；8 --单向节流阀 ；9 -- 油位计 图 1 早期弯 管机液 压系统原理图 1 ． 2 改进后 的液压 系统 图 2为改进后的弯管机液压系统原理图。在此系 统 中 ，将原 先 的单泵 系统 改为 双泵 系统 ，由一个排 量 为2 5 mI ／ l o mI 的双联泵为系统供油。大泵为主弯曲 油缸供油，由一个叠加溢流阀 1 2调压 ， 油泵启停时通 过换向阀的中位实现卸荷 。小泵为其他的辅助油缸供 油 ， 油泵出口的电磁溢流阀 7 起调压和卸荷的作用。 将 夹 紧油 缸 和导 向油 缸的换 向阀改用 “ Y” 型机 能 的换 向 阀 9 ，同时各叠加一个液控单向阀 1 O来进行保压 ，其 保压效果得到明显改善。由于主油缸与辅助油缸回路 互不干涉 ，因此在弯管时只要调节随动油缸的速度使 之与主油缸的运动速度相匹配，就可以弯制各种规格 的管件 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 7 2 机 械 工 程 与 自 动 化 2 0 0 9年第 4期 2中、大型弯 管机 液压 系统 2 ． 1 弯管机 主 弯曲油缸液 压 回路 在大型弯管机中，由于主弯曲油缸的加大会使弯 管机的床身加长许多 ，为了简化结构、降低成本 ，采 用大 、小 油缸通 过链条 连接 的结构 形式来 完成 主弯 曲 的运动 ，如图 3 所 示 。当大 油缸 的有杆腔进 油 时 ，完 成工件的弯曲；弯曲动作完成时，再 由小油缸的有杆 腔进油，将大油缸活塞杆拉出，从而将弯臂机构拉 回 来 。由于大油 缸与小 油缸 的有杆 腔面积 比约为 1 3 1 ， 因此 当回程 时 ， 大油缸 有杆腔 的油会 以 1 3倍 于压力 油 的流量快速 排出 ，回油情 况非 常不好 ，压力损 失非 常 大 ， 弯臂回程的速度降低约 5 0 以下 ，因此经常将连 接 大、小油 缸活塞 杆之 间的链条 拉断 。而且 由于 电液 阀 1 的 中位机能 是 “ O”型 ， 再 加上节 流 阀 2的节流 效 应，使得当弯曲动作停止时，油缸有偷动现象 ，如图 3 a 所示 。 2 ． 2主 弯曲油缸液压 回路 第一 次修 改 为了解决经常拉断链 条的问题 ， 在 图 3 b 中，将节 流阀改换 为溢 流阀 3 ，这样 可对 回程压力进行适 当的调 节． 以延长链条的使用寿命 。 但没有解决弯臂回程时大油 缸回油不畅的问题 ， 而且由于溢流阀的限压 ， 使得弯臂回 程时的速度相 当缓慢 ，影响了设备的工作效率。 2 ． 3主弯 曲油缸液 压回路 第二 次修 改 在 图 3 c 中 。溢 流阀 3仍然保 留．同时将 大油缸 有杆腔 增加一个 油 口， 与一个 大通径 的顺 序 阀 4连接 ， 顺序 阀的外控油 口与小 油缸 的有杆 腔相接 。这样 ，当 弯臂回程时小油缸有杆腔的压力超过顺序阀的设定压 力时，顺序阀开启 ，使一部分液流可通过顺序阀流回 油箱 ，这 样可 大大缓解 弯臂 回程 时大油缸 回油不 畅的 主弯 舱 j 【 a回路 1 情况。适 当调节顺序阀的设定压力，还可以改变弯臂 回程 的快 慢 ，以达 到令操作 者 比较 满 意的效果 。 主弯曲油缸 夹紧油缸 随动油缸 导 向油缸 芯棒油缸 1 ～ 电机 ；2 -- 联 轴 器 ；3 一 双 联 泵 ；4--空 气 滤 清 器 ； 5 一 吸油 17 - ．I 滤清器 ；6 --压力表 ；7 一 电磁溢流阀 ； 8 ．9 ，l l 一 电磁换向阀；1 O 一液控单向阀；1 2 --溢流阀； l 3 一单向节流阀 ；l 4 一油位计 图 2 改进后的弯管机 液压 系统原理图 3 结论 十多 年来 ，经过对 以往 的弯管机 使用情 况进行分 析 ，并对 大量 的弯管机 用户反 馈意见 进行 整理 ，我们 对普通弯管机的液压系统进行 了不断改进与完善，使 得 目前销往 国内市场上 的弯管机液压系统 已基本定 型 ，再加 上机械 结构 的不断优 化 ，电气操作 系统 日益 简单化、 方便化 ，因此， 在弯管机领域里， 未来将是对 数控弯管机的研究 。 主弯曲油缸 回路2 e 回路3 1 电液阀 ；2 一节流阁 ；3 ～ 溢流阀；4 --顺序阀 图 3主弯 曲油缸的液压回路 4 I mp r o v e m e nt o f Hy dr a u l i c S y s t e m o f Ge ne r a l Pi p e Be nd e r LI J i a n y i n g Fo r gi n g M a c hi n e r y M a n u f a c t u r i n g Co ． Lt d ．．Cha n gz h i S t e e l Gr o u p． Ch a n g z h i 0 4 6 0 1 1．Ch i n a Ab s t r a c t Thr o ugh a n a l y s i n g s e v er a l ki nd s o f h yd r a ul i c s ys t e ms us e d i n pi pe b e n de r s， t he pa p er i n t r od uc e d t h e c o m mon pr ob l e ms i n t h e h y d r a u l i c s y s t e ms a n d p r e s e n t e d a n i mp r o v e d d e s i g n o f h y d r a u l i c s y s t e m o f p i p e b e n d e r t O s o l v e t h e s e p r o b l e ms ． Ke b wo r d spi p e b e nd e r；mai n c yl i n de r；hy dr a ul i c sy s t e m ；i mp r o ve me n t 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m