铜电解立卧整形机液压系统的节能比较.pdf

2 0 1 3年 1 1月 第 4 1 卷 第 2 2期 机床与液压 MACHI NE T 00L HYDRAUL I CS NO V ． 2 01 3 V0 1 ． 4l No ． 2 2 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 3 ． 2 2 ． 0 3 2 铜 电解立卧整形机液压 系统的节能 比较 刘建强 中国铝业公司云南铜业股份有限公 司，云南昆明 6 5 0 1 0 2 摘要介绍了铜电解立、卧式整形机的机械结构 ，并分析了立、卧式整形机液压系统的工作原理和实际生产中的节能 技术，为铜电解整形机的结构类型选择和液压系统设计提供参考。 关键词 铜 电解 ；整形机 ；液压 系统 中图分类号T H1 3 7 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 3 2 2 0 8 8 3 Ene r g y Sa v i ng Co mp a r i s o n f o r Hy d r a ul i c Sy s t e m i n Ve r t i c a l a n d Ho r i z o n t a l S ha p i n g M a c h i n e o f Co pp e r El e c t r o l y t i c L I U J i a n q i a n g Y u n n a n C o p p e r I n d u s t r y C o ． ， L t d ． ，A l u m i n u m C o r p o r a t i o n o f C h i n a ，K u n m i n g Y u n n a n 6 5 0 1 0 2，C h i n a Ab s t r a c t T h e me c h a n i c a l s t r u c t u r e s o f v e r t i c a l a n d h o riz o n t a l s h a p i n g ma c h i n e s f o r c o p p e r e l e c t r o l y t i c w e r e i n t r o d u c e d ， a n d e n e r g y s a v i n g t e c h n o l o g i e s u s e d i n v e rti c a l a n d h o ri z o n t a l s h a p i n g ma c h i n e s h y d r a u l i c s y s t e m d e s i g n a n d a c t u a l p r o d u c t i o n w e r e a n a l y z e d ． I t p r o v i d e s r e f e r e n c e for t h e s t r u c t u r e t y p e s e l e c t i o n a n d h y d r a u l i c s y s t e ms d e s i g n o f e l e c t r o l y t i c c o p p e r s h a p i n g ma c h i n e ． Ke y wo r d s C o p p e r e l e c t r o l y s i s ；S h a p i n g ma c h i n e；Hy d r a u l i c s y s t e m 铜电解阳极整形机组是上规模铜电解厂所必备设 备。某公司电解分厂共有2套立式铜电解阳极整形机 组和 1 套 卧式铜 电解 阳极 整形 机组。作 者就立 、卧整 形机组 的结构及液压系统进行分析与介绍 。 ／ [ ] [ ] 口 [ I 旺 ／ l 1 ／一l l 0 一 一 ． ’ ．1 ， 趣． 1 L 工 ]r 二 一 单 j ～ J1 一r一 ]F l_ _∈ ／ L 啪 ／ I ll l J l l Il ／ 1 『 1 立式整形机的机械机构 立式整形机 的机械结 构如图 1 所示 ，它由上横梁 1 、活动横梁 4 、下横梁 5 、基座 6 、带大 型球 面轴承 的工 作台压板 7 及 4根立柱 9等组成 。 一 臣 丑 [ ] 庄 丑 工 Il ’目 。 ’ 一 I P I I l l 1 一 l l ， ／ L[ 1 一 上 横梁 2 一 柱 塞缸 3 一 提 升缸 4 一活动横梁 5 _ - 下 横粱 6 - --基 座 卜 压 板 8 w 下 工作 台 9 一 立柱 图 1 立 式整 形机构 基座6是安装基础件 ，一方面通过螺钉与下横梁 7通过一大曲面铜基球轴承及螺杆与活动横梁 4相连 5相连接 ，另一方面通过地脚螺钉与安装地基相连 接，提升液压缸 3的缸体安装在上横梁上，活塞杆与 接；下横梁 5是一个固定横梁，它安装在立柱的最下 中心活动横梁相连接；上横梁 1 固定不动，它安装在 端，工作时不仅支承阳极板的重力 ，还承受整形时的 立柱 9的最上面，柱塞液压缸 2和提升液压缸 3安装 加载压力 ；下工作台8用螺钉连接在下横梁上；压板 在它上面，4根立柱 9主要起支承和连接各构件的作 收稿 日期 2 0 1 21 01 6 作者简介刘建强 1 9 7 7 一 ，男 ，工程硕士，工程师，主要从事铜电解设备的技改和管理工作。Em a i l L J Q 7 8 7 7 6 6 5 8 ● 2 3 4 5 6 第 2 2期 刘建强 铜电解立卧整形机液压系统 的节能 比较 8 9 用 ，其与下横梁 5和活动横梁 4连接成 框架结构 。其 功能是对阳极本体和挂耳同时进行压平 ，并将阳极周 边的飞边毛刺压平。由于卧式整形机采用了整体压平 的方式 ，因此能够很好地保证整个面的平整度。立式 整形机 液压系统 的实 际工 作压 力 为 2 1 MP a ，压 制力 达 5 0 01 0 N。 2 卧式整形机的机械机构 卧式整形机 的机械结构如 图 2所示 ，它主要 由右 固定梁 1 、左 固定梁 2 、托板 3 、矫耳液压缸 4 、整形 液压缸 5和连接螺杆 6组成。步进机构送来的阳极 板 ，用整形机 的托板 3托起 ，托板采用 2个液压缸驱 动 ，托 板液压 缸安装 在左固定梁 2上 。然后 ，一旦到 达 工位 ，右 固定 梁 1上 的 5个 整 形液 压缸 5伸 出施 压，接着 2 个矫耳液压缸 4伸出施压，整形、矫耳完 毕。7个液压缸 同时缩 回活塞杆 ，托板 将 阳极 板放到 步进梁上，横送到下一个工位。板面整形采用卧式整 形机 ，左 固定 梁 与右 固定 梁 采用 2 4根 螺杆 连 接 。5 个整形液压缸中的4个尺寸相同的液压缸对称布置在 右固定梁上，另 1 个布置在右固定梁的中心位置。卧 式整形机液压系统的实际工作压力为 2 1 M P a ，压制 力达 5 0 0 X 1 0 N 。 由于整形 时 的压力 液压缸 为 7只 ， 采用的是 7 点板 面整形方式 。 图2 卧式整形机构 3 立式整形机液压 系统的工作原理 立式整形机液压 系统如 图 3所示 。提升油缸 向下 运动，此时的压力为P的液压油经比例方向阀5右位 进入提 升液 压缸 8 - 1 、8 - 2上 腔 ，活 塞 下行 ，下行 过 程 中，同时带动柱塞缸 、活动横梁及压块 下行 。由于 柱塞缸在下行过程中，产生负压而导致充液阀 l 2打 开，由高位油箱进行补油。当与柱塞缸连接的压板接 触到铜 电解 阳极板 时 ，由 P L C发讯 ，电磁换 向阀 1 1 1 3 l 一 右 固定 梁 卜 左 固 定粱 3 _ _ 托 板 4 一矫 耳液 压缸 5 一 整 形液 压缸 6 - - - 连 接螺 杆 右位工作 加压 ，当所加 压 力 达 5 0 01 0 N时 ，P L C 发讯 ，电磁换 向 阀 1 0的 电磁 铁 得 电 ，打 开 充液 阀， 比例方向阀 5 左位工作 ，提升液压缸回程 ，带动柱塞 缸 向上运动 ，柱塞缸腔 内的液 压油经 充液 阀 1 2回高 位油箱。叠加式双液控单向阀4可以锁住提升液压缸 8内的液压油，保证运动件在任意位置上锁紧而不下 滑。蓄能器 1 3 ． 1 、1 3 - 2的作用是快速补油 以提高快 速下行的速度 ，同时补充保压阶段的漏油损耗。 I l [ 三 ] 1 3 2 一 2 甲 【 l I I 一 ／ E 自 f 2 l ] l J I J 『 l l I 1 O 5 睡 鼹 i 1 l J4 j I 一 _巨 驷 ． 3 e j ● ● __ _ _， - 图3 立式整形机液压原理图 9 O 机床与液压 第 4 1卷 由于立式整形机 的液压系统设置 了高位油箱和充 液阀 ，当提升 液压 缸 8向下 运 动 ，同时带 动柱 塞 缸 9 、活动横梁及 压块下行 时 ，柱 塞缸产 生负压 ，则充 液阀打开，由高位油箱进行充液补油。当压块接触到 阳极板 时 ，加 压 电磁换 向阀 1 1加压 ，充液 阀 1 2关 闭 。立式 整 形 机液 压 系 统 的 液压 泵 的 排 量 选 用 8 0 m L ／ r ，在实际工作压力 为 2 1 M P a的工况 下 ，与液压 泵相匹配 的电机功率为 4 5 k W。 立式整形机液压系统当中增加压力继电器来实现 节能控制。该压力继电器具备高压点和低压点发出信 号的功能。在系统压力达到压力继电器的高压点时 ， 电磁溢流 阀得 电，泵卸载工作 ，处于节能状态 ，当系 统有执行元件工作或系统由于内泄降到压力继电器的 低压点 时 ，电磁溢流 阀失 电 ，泵进行带压输 出。如果 该系统不是连续工作或故障暂时停机时 ，给系统下 电 ，此时消耗会最少 。 4 卧式整形机液压系统的工作原理 卧式整形机液压系统如图4所示。由于卧式整形 机 的液压系统共有 7只液压缸 ，5只液压缸 整形 阳极 板板身 ，2只液压 缸对 阳极板 的挂 耳进 行矫 耳整 形 。 7只液压缸的外形尺寸为 1 6 0 ／ 9 0 - 4 0 0 。液压系统的工 作压力为 1 2 M P a ，选 用 的液 压 泵排 量 为 1 6 0 m L ／ r ， 采用 3台泵集 中供油方式，选用 的电机 功率为 4 5 k W ，故 卧 式 整 形 机 液 压 系 统 的 总 装 机 功 率 为 1 3 5 k W 图4 卧式整形机液压系统图 由于有色冶金铜电解行业的工作制为三班制 ，每 日按 2 0 h工作时间计，立式整形机比卧式整形机每 日共节能 1 8 0 0 k W h ，每年按 3 5 0天工作制计 ，立 式整形 机全 年 比卧式整形 机共 节能 6 3 0 0 0 0 k W h ， 可为企业节约大量的电费 ，产生巨大的经济效益。 5结论 对 某公 司电解分 厂的立 、卧整形机组 的结构 和液 压系统进行分析与 比较 ，得 出立式整形机 比卧式整形 机更节能 的结论 。并且 由于立式整形机属于板 面大 面 整形 ，而 卧式整形机属于 7点板面多点整形 ，立式 整 形机对铜 阳极板 的整形效果更好 ，对铜 阳极板 的适用 范 围更宽 。文 中的研究 内容可 为相 近厂家选 择铜电解 阳极 整形 机的主机类 型提供参 考。 参考文献 【 1 】 袁子荣． 液气压传动与控制[ M] ． 重庆 重庆大学出版 社 ， 2 0 0 2 ． 【 2 】 袁子荣 ， 吴张永， 贺鹏， 等． 阳极板整形机电液力控制系 统的设计研究 [ J ] ． 昆明理工大学学报 自然科学版， 2 0 0 1 5 9 0 9 2 ， 1 0 5 ． 【 3 】 袁锐波． 电液比例施力控制系统的设计及动态特性研究 [ D ] ．昆明 昆明理工大学， 2 0 0 1 ． 上接第 6 1页 2 ． 3加 工 工艺过 程 综上所述，使用夹具加工薄壁盘类工件的工艺过 程如 表 1 所示 。 表 1 使用夹具J j n - r 薄壁盘类工件的工艺过程 3 结 束语 设计的薄壁盘类工件车削加工专用夹具结构简 单 ，制造成本低，使用方便。采用专用夹具装夹薄壁 盘类工 件 ，加工 时 ，工 件平 面 受力 ，有效 防止加 工 过程 中零 件 的变形 ，保证 了质量 。加 工 中 ，一 次可 装夹多个工件 ，大大提高了生产效率。在实际生产 中应用效 果 良好 ，而且 越薄 的工 件使 用 该 夹具 优势 越 明显 。 参考文献 【 1 】李宏策， 郭雄华 ， 李文芳． 通用薄壁类零件柔性夹具设计 [ J ] ． 机床与液压， 2 0 1 2 ， 4 0 8 3 6 3 7 ． 【 2 】 张进生． 机械设计工艺与夹具设计指导[ M] ． 北京 机械 工业出版社 ， 1 9 9 5 ． 【 3 】葛守勤． 怎样车薄壁零件 [ M] ． 北京 机械工业 出版社， 1 9 8 3． 【 4 】曹志中， 沙杰． 薄壁套类零件精密磨削夹具[ J ] ． 组合机 床与自动化加工技术， 2 0 0 9 9 9 2 9 3 ． 【 5 】汪苏， 肖 玉平， 李晓辉． 薄壁简体零件车焊复合加工的组 合夹具设计[ J ] ． 机械制造， 2 0 0 4 1 1 7 0 7 1 ． 【 6 】丁彩平． 车削薄壁零件的弹性夹具设计[ J ] ． 机电工程 技术， 2 o 0 5 1 2 8 5 8 6 ． 【 7 】 郭辉． 弹性夹具在薄壁筒状零件上的应用[ J ] ． 煤矿机 械 ， 2 0 1 0 7 1 1 71 1 8 ．