气动干油加压站的设计.pdf

2 0 1 0年 2月 第 3 8 卷 第 4 期 机床与液压 MACHI NE TOOL HYDRAUI J I CS F e b ． 2 0 1 0 V0 1 ． 3 8 No ． 4 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 0 ． 0 4 ． 0 1 6 气动干油加压站的设计 周 占兴 ，刘 江 北营钢铁 集团股份公司设计室工艺与机械组 ，辽宁本溪 l 1 7 0 1 7 摘要介绍一种以气源做动力的新型气动干油加压站，阐述该设备的工作原理及结构设计。该设备能够在干油管路中 油压不足时，自动启动加压泵，提高油润滑管路中的润滑脂油压。 关键词 气动；加压泵；自动加压 中图分 类号 T H 3 8 文献 识别码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 04 0 4 6 2 De s i g n i n g o n P n e u ma t i c Dr y i n g Oi l P r e s s u r i n g S t a t i o n Z HOU Z h a n x i n g ，L I U J i a n g D e s i g n i n g I n s t i t u t e o f B e i y i n g I r o nS t e e l G r o u p C o ． ，B e n x i L i a o n i n g 1 1 7 0 1 7，C h i n a Ab s t r a c t A n e w t y p e o f p n e u ma t i c d r y i n g o i l p r e s s u ri n g s t a t i o n wi t h p r e s s u r e d a i r a s p o w e r wa s i n t r o d u c e d ．T h e f o r c i n g p u mp c o u l d b e o per a t e d a u t o ma t i c a l l y t o r a i s e t h e l u b ri c a n t p r e s s u r e w h e n t h e o i l p r e s s u r e wa s n o t e n o u g h i n the d r y i n g o i l p i pel i n e ．T h e o p - e r a t i o n al p ri n c i p l e a n d c o n fi g u r a t i o n d e s i g n o f t h i s p r e s s u rin g s t a t i o n w e r e i n t r o d u c e d ． Ke y wo r d sP n e u ma t i c ； F o r c i n g p u mp；F o l l o w u p p res s ure 本钢三冷轧采用 的是大型冷轧机组 ，需要干油 润 滑的部位非常多，润滑的部位之间的距离也非常远， 从补油站到各润滑站乃至润滑点的润滑油压损失非常 大，需要在干油的管路上增加加压站，以提高供油压 力。经测算本钢三冷轧两套润滑管路，中间需要 5台 加压站。考虑冷轧厂房防火要求和获取空压风较为方 便，作者结合电动加压泵的特点，设计了一种新型的、 以气源为动力的千油加压站，并在三冷轧试车期间进 低 行了安装和调试 ，达到一次试车成功，获得了现场调 试 人员一致好评 。 1 气压干油加压站结构和工作原理 1 ． 1 气压 干 油加压 站 结构 气动干油加压站主要 由气动元件、加压泵、． 高 低压侧压力开关 压力继电器 、液压元件等组成， 如图 1所示。 图 1 气动干油加压站结构图 收稿 日期 2 0 0 9 0 7一l 7 作者简介周占兴，男 ，工程师，从事工艺、机械设计。电话041 42 5 2 2 6 7 1 ，1 3 9 4 2 4 2 2 2 1 1 ，E m a i l z h o u z h a n x i n g 2 2 1 1 1 6 3 ． c o m。 第4期 周占兴 等气动干油加压站的设计 4 7 1 ． 1 ． 1 气动元件 气动元件主要有 Q J 一 2气动管路截止阀、A C 3 0 0 气源处理三联阀、二位二通双动电磁换向阀和 P V C 输气软管等。气源处理三联 阀主要对气源进行油和 水的过滤，并可进行气压调节 ；二位二通双动 电磁 换向阀受控于 P L C控制系统。 1 ． 1 ． 2 加压 泵 加压泵是作者 自主设计 的，也是该设备最主要 的元件。加压泵主要由配气滑阀、反馈杠杆、气缸、 小活塞油缸 、单向阀 、干油缸 、放气阀等组成 。原理 参见图 2 。 反馈 连 杆 进 气 放 气 配 图2 加油泵原理图 气源通过配气滑阀进入气缸上 或下腔，推 动大活塞向下 或上移动 ，并带动小活塞 同步移 动。活塞向下移动时，单向阀关闭，使小活塞腔内干 油加压 ，并从排油口排出；当活塞向上移时，下部单 向阀打开，干油被吸人到小活塞腔内。 配气滑阀通过反馈杠杆与活塞杆相连，当活塞 杆上下移动时，配气滑阀也不断地反 向运动，使得 气源反复进入气缸上 或下腔，保持加压泵连续 工作。配气滑阀的结构设计是本设计的关键点。 在加压泵启 动前需经排气 阀先把干油缸 内的气 体排空 。 1 ． 1 ． 3 液压元件 主要有三通阀 因承载压力较高，自行设计制 造 、 2 5 A 2 1 0单向阀、Y J Z Q J 2 5 N手动截止阀和高 压油管等 。 1 ． 1 ． 4 高低压侧压力开关 高低压侧压力开关为 D P一 3 2 0压力继电器，为 保证质量可靠该设计选用的是德国赫德克产品。当 系统油压低于设定低压力值时 ，低压侧压力开关动 作 ，向 P L C控制 中心发 出指令，启 动电磁换 向阀， 接通气源。当系统压力高于设定高压值时，高压侧 压力开关动作，向 P L C控制 中心发出指令，启动电 磁换向阀反向动作 ，封闭气源。 1 ． 2气动干油加压站工作原理 气动干油加压站工作原理参见图3 。 图3 气动干油加压站工艺系统图 当系统油压低于设定低压力值时，低压侧压力 开关动作 ，向 P L C控制 中心发出指令，启动电磁换 向阀 ，接通气源 ，加压泵启动 。其 干油 流向为 油路一 补油站一三通阀一手动截止阀 l - 三通 阀一单向阀 1 一加压泵一单向阀 2 一三通阀一润滑站 一各润滑部位。 油路二 补油站一三通阀一手动截止阀2 一单向 阀3 一三通阀 润滑站 各润滑部位。但该油路在加 润滑 点1 润 滑 点2 润 滑 点 压泵启动几秒后 ，因单 向阀 3出口侧压力升高而关 闭 ，此油路同步切断 。 当系统油压高于设定高压力值时，高压侧压力 开关动作 ，向 P L C控制 中心发 出指令 ，控制电磁换 向阀反向动作 ，切断气源 ，加压泵停止工作。其干油 流 向为 补油站一三通阀一手动截止阀2 一单 向阀 3 一三 通阀一润滑站一各润滑部位。 下转第5 0页 5 O 机床与液压 第 3 8卷 好开始通过信号接收器，矩形信号波产生，E C U根 据此时计数器的计数为 3 ，发出命令信号，使二位二 通电磁换向阀 l 4通电，开始换向，由于电磁换向阀 的换 向时间为 0 ． 0 6 s ，所 以它在 凸轮转到下一 圈此位 置时导通 ，即凸轮转 4圈，换向阀导通 1次，进行 1 次补偿。随着凸轮的继续转动，在凸轮远休止角行 程的中心运动到与挺杆滚轮作用时，触发器 l 2刚好 离开信号接收器 1 3 ，E C U此时发 出命令，使电磁换 向阀 l 5通电 ，同样在 0 ． 0 6 s 之后 ，电磁换 向阀 1 5导 通。凸轮继续转动，转动到第4圈凸轮远休止角行程 刚开始与挺杆滚轮接触时，换向阀 1 4导通，液压油 通过换向阀 1 4到达液控单向阀 1 7 ，使其开启，管道 c中的液压油便通过液控单向阀 1 7 、单向阀 1 6对夹 紧腔 1 进行补偿，达到对夹紧活塞 2的位置进行校正 的 目的。凸轮继续转动，在凸轮远休止角行程的中 心与挺杆滚轮接触时 与上一圈处于此位置刚好相 差 0 ． 0 6 s ，此时间刚好 为换 向阀换 向时 间 ，换 向阀 l 5开启 ，控制回路泄压，液控单向阀 l 7关闭，补偿 结束。在凸轮转动到第 5圈的相应位置时，如图4所 示 ，换向阀 1 4 、l 5先后断电，为下一次补偿做准备。 以此类推 ，凸轮每转4圈，补偿便 自动进行 1 次，从 而达到精确控制的 目的。 图3 补偿后液压缸工作简图 电磁 Ml 4 电磁 [11 1 4 电磁 阀l 4 通 电 导 通 断 电 广‘一广’一广。一 几 n 竺 塑 - “ s 图4 控制信号波形图 3结论 喷油器试验台是一种精密测量仪器 ，它通过模 拟喷油器在发动机 内的工作环境，将喷油器喷射的 燃油进行 回收测量，为了精确计算喷油量，一般每 喷射 1 0 0次进行一次测量 ，每次试验取 1 0组测量数 据 ，然后取平均值。测量精确的前提是试验 台各个 环节尽量接近喷油器的实际工作环境，但在未补偿 的试验 台 中，由于其无 法保 持 夹紧 液压 缸活 塞 的位 置在设定处，也就意味着此试验台无法达到精确控 制的要求。作者对其工作原理进行分析，得出凸轮转 速高达 l 0 0 0 r ／ m i n ，而凸轮每转一圈都会对液压系统 产生一次影响，如不进行补偿 ，只会使误差累计而越 来越大的结论，所以此系统应该进行相应的补偿 。结 合此试验台工作 的特殊性，有针对性 的给出了一套 液压补偿系统对喷油器液压缸进行补偿 ，凸轮每转4 周便进行 1次补偿实现了修正的目的，达到了精确测 量的要求 。 参考文献 【 1 】黄宗益， 李兴华， 陈明． 液压传动的负载敏感和压力补偿 [ J ] ． 建筑机械， 2 0 0 4 4 5 25 8 【 2 】刘昊． 液压位 置保持 系统控制策略的研究及其应用 [ D] ． 长沙 中南工业大学， 2 0 0 0 ． 【 3 】谭建平， 刘吴． 溢流补偿型液压位置保持系统的研究及 应用[ J ] ． 机械工程学报 ， 2 0 0 4 ， 4 O 3 1 1 91 2 3 ． 上接 第4 7页 2 设备性能与特点 2 ． 1设备 性 能 气 源压力 0 ． 3～ 0 ． 8 M P a ； 排 脂压力 1 8～ 4 0 M P a ； 排脂 量 4 0 L ／ ra i n ； 压 比 6 4 1 ； 润滑脂针人度 2 6 5 ～ 3 8 5 N I G 1 分级 N o ． 0 ～ N o ． 2 。 2 ． 2设备特点 1 采用了气源作为动力， 减少了供电要求， 同时 也降低了防火等级 ； 2 设备现场可手动操作 ； 高低侧压力开关和全 厂润滑系统进行了连锁， 实现润滑系统的自动控制， 减少了工人劳动强度 ； 3 设备结构新颖紧凑， 体积小， 仅为 8 2 5 n l l n 4 4 0 I n i n 1 0 2 5 m i l 1 ， 质量小， 仅有4 0 k g ， 成本低。 3结束语 ‘ 该设备在生产现场成功运行， 其整体设计新颖紧 凑； 成本低、 运行可靠 ， 噪声低、 使用维修方便； 与 P L C 控制中心联网， 实现了自动控制， 减少了操作人员。 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 】 黄 E l 新． 工业专用阀门手册[ M] ． 北京 机械工业出版 社 。 1 9 9 3 ． 【 3 】 成 大先． 机械 设计 手册 [ M] ． 北 京 化学 工业 出版 社 ， 2 0 0 2 ． ～ 热 蜥 缸 曝 腔封油做碍 开密喷傲 松 一一愕 一一 ～一 蝴 冈 一一} ．j 卜 发位向 腔 器 一一一蝉 沁持 ．I瞄 则则 悔啦