塑料膜压纹装置液压系统的设计.pdf

液 压 气 动 与 密 t d - ／2 ot 5年 第 06期 d o i l O ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ． 2 0 1 5 ． 0 6 ． 0 0 6 塑料膜压纹装置液压系统的设计 梅彦利 ， 马可心 ， 李少杰 1 ． 承德石油高等专科学校 ， 河北 承德0 6 7 0 0 0 ；2 ． 承德护理职业学 院， 河北 承德0 6 7 0 0 0 摘要 针对 目前塑料薄膜消费与 日俱增且消费者对其美观要求的情况， 为了提升塑料膜压纹的压制档次 ， 该文研制一种塑料膜压纹 装置的液压系统。首先对塑料膜压纹装置的总体结构进行了介绍 ， 其次设计其液压系统并介绍其系统组成及工作原理。该系统具有 体积小、 重量轻、 控制精确 、 可无级调速、 系统可靠性高等优点， 对近似产品的液压系统设计也具有积极的借鉴意义。 关键词 塑料膜 ； 压纹装置 ； 液压系统 中图分类号 T H1 3 7 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 5 0 6 0 0 1 6 0 3 T he De s i g n of Hy d r a ul i c S ys t e m f o r t he Pl a s t i c Emb o s s i n g De v i c e ME ／ Y a n l i ， MA Ke - x i n 2 , L I S h a o -j i e 1 ． C h e n g d e P e t r o l e u mAd v a n c e d C o l l e g e ， C h e n g d e 0 6 7 0 0 0 ， C h i n a ； 2 ． C h e n g d e Nu r s i n g V o c a t i o n a l C o l l e g e ， C h e n g d e 0 6 7 0 0 0 ， C h i n a Abs t r a c t Vi e w o f t h e p r e s e n t s i t u a t i o n t h a t p l a s t i c fi l m c o n s u mp t i o n i n c r e a s i n g a n d t h e a e s t h e t i c r e q u i r e me n t s o f t h e c o n s u m e r s ， i n o r d e r t o i mp r o v e t h e g r a d e o f p l a s t i c fil m e mb o s s i n g p r e s s ， o n e t y p e o f h y d r a u l i c s y s t e m o f t h e p l a s t i c fil m e mb o s s i n g d e v i c e wa s d e v e l o p e d i n t h i s p a p e r ． Fi r s t ， t h e g e n e r a l s t r u c t u r e o f t h e p l a s t i c e mb o s s i n g d e v i c e wa s i n t r o d u c e d ， s e c o n d l y , d e s i g n t h e h y dra u l i c s y s t e m a n d i n t r o d u c e d t h e s y s t e m c o mp o s i t i o n a n d wo r k i n g p r i n c i p l e ． T h e s y s t e m h a s s ma l l v o l u me ，l i g h t we i g h t ， a c c u r a t e c o n t r o l ， C a l l b e s t e p l e s s s p e e d r e g u l a t i o n ， h i g h r e l i a b i l i ty, e t c ． Th e h y d r a u l i c s y s t e m a l s o h a s p o s i t i v e s i g n i fic a n c e t o t h e d e s i g n o f s i mi l a r p r o d u c t ． Ke y wo r d s p l a s t i c ； e mb o s s i n g d e v i c e ； h y dr a u l i c s y s t e m 0 引言 随着 塑料膜 消费量 与 F t 俱增 ， 消费者对包装塑料 不仅要求它们具有耐热性 、 高阻隔性 、 良好 的透明度和 优 良的抗污染性 ， 而且还要求它们具有美观的包装。 从而在塑料膜的生产过程中， 提高产品档次 ， 提高利润 空间 ， 需在塑料膜上压制不 同的花纹来提高其美观程 度 。塑料膜压纹装置利用液压系统具有的重量轻 、 功 率大、 结构简单、 布局灵活、 控制方便等特点， 能压制出 不同花纹， 提高了产品的美观程度 ， 满足了当前社会的 需要 ， 在制造塑料的工厂、 企业中被广泛使用。自装 卸 、 自搅拌 。 1 塑料膜压纹装置整体结构 1 ． 1整体结构 塑料膜压纹装置是 由四个支撑腿用螺栓连接槽钢 板形成液压缸支架， 用来支撑、 固定液压缸 ， 使液压缸 工作稳定 ， 不会发生位置偏移 、 颤动； 由能满足要求的 两块钢板和一根轴用螺栓连接形成压纹辊子支架 ， 使 辊子在工作时不会发生位置偏移、 颤动等现象 ， 并连接 收稿 日期 2 0 1 4 一 l 1 一l 4 作 者简介 梅彦利 1 9 6 7 一 ， 男 ， 河北 隆化人 ， 蒙古 族 ， 教授 ， 高级工程 师 主要 从事液 压技术方面的教学和科研工作 。 1 6 在滑槽 中上下滑动 ， 以保证压纹辊子不在塑料膜主轴 直径的正下方时 ， 产生的径向力 由滑槽承受 ， 不会对液 压缸产生损害 ， 从而保 证了压纹 的质量和液压缸使用 寿命。 图 1 为塑料膜压纹装置的整体结构简 图。 1 一 牵 引连 接装 置2 一 压纹辊子支架3 一 液压缸支架4 一 液压缸 5 一 液压缸支架支腿6 一 地脚螺栓7 一 传动装置 图 1塑 料膜 压纹装置的整体结构简图 2 塑料膜压纹装置液压系统 2 ． 1液压系统的基本回路 液压 系统原理图如图2 所示 。 为 了满足塑料膜压纹装置各工况下 的要求 ， 液压 系统应具有换向回路 、 保压回路、 节流调速回路 、 调压 回路等四种基本 回路 ， 分别介绍如下” 删 1 换 向回路 兰 度受 调 速 阀性 能 和油 温影 响 ， 一 般 速度 同步误 差 在 5 ％～1 0 ％左右I 。 工作过程 共有快速工进 、 保 压 、 回退等三个过程 ， 下面分别对其进行分析 1 快速工进 电磁铁一 Y l a 通电， 使三位四通换向阀处于工作状 态。又通过直动式溢流阀保持系统压力恒定和防止系 统压力过载， 使油泵输出具有一定压力的压力油。 该工作过程中液压油的流 向如下 油泵 三位四通换向阀左位 液控单向阀一单向 调速阀 液压缸 I 和液压缸 Ⅱ下腔一推动活塞上行 液压缸 I和液压缸 Ⅱ上腔 回油一 三位 四通换 向阀 左位一油箱 2 保压 在此塑料膜压纹液压系统 中 ， 执行元件液压缸在 工作循环 的工作 阶段需要保 持一定压力 ， 这一要求可 以通 过保压 回路来 实现 ， 在保压 阶段 ， 液压缸不 运动 ， 液压泵通过 M型电磁换向阀中位处于卸荷状态 。当电 磁铁一 Yl a 通 电时 ， 换 向阀左位工作 ， 液压缸 I和液压缸 Ⅱ下腔进油 ， 液压缸 I和液压缸 Ⅱ上腔 回油液经 三位 四通换 向阀回油箱 ， 液压缸 向上运 动 ， 当接触塑料后 ， 达到电接触压力表最高值 时 ， 表明塑料已被压紧 ， 同时 电磁铁失 电， 换 向阀处于 中位 ， 液压泵卸荷 ， 液压缸 由 液控单 向阀和蓄能器进行保压 ， 使液压缸处于保压状 态 。这种方法一方 面它既吸收了液控单 向阀具有一定 保压和自 锁性能的长处， 又克服了泵压功率消耗大的缺 点， 同时由于本次设计方案把液压缸垂直方向安装， 而 且必须把负载长时间保持在停止位置上， 从而要在油缸 下腔管路上安装液控单向阀， 这样就可以将活塞保压锁 定在任何位置上 ， 并且可 以防止 由于换 向阀的内部泄漏 引起带有负载的活塞下落； 另一方面蓄能器与主缸相 通 ， 补偿系统泄油 ， 同时蓄能器可用作辅助动力源 ， 机械 在运行过程 中会产生很大的能量损失 ， 利用蓄能器可实 现系统节能， 减小能量损失， 提高传动效率 。 单 向调速 阀的作用是防止换 向阀切换时蓄能器 突 然卸压产生振动。这种保压方法保压时间长， 保压波 动范围可调而且最经济有效 ， 实现了此方案同步保 压 的要求。 3 回退 当电磁铁 一 Yl b 通 电 时 ， 三位 四通换 换 向阀右 位 工作 。 此时回退过程 中液压油的流 向如下 油泵 三位 四通换向阀右位 液压缸 I和液压缸 Ⅱ上腔一使活塞下行 为了实现液压缸的伸缩功能 ， 必须采用换向回 路。考虑到提升实际工人操作的便利性 ， 采用电磁换 向阀进行换 向控制 。 1 一 油箱2 一 过滤器3 一 液压泵 4 一 溢流 阀5 一 电磁换 向阀 6 一 单 向阀7 一 蓄能器8 一 斤 力表9 一 调 速阀1 0 - 液 j 缸 图2 液压 系统原理 图 2 保压 回路 由于该型塑料膜压 纹装 置在压纹过程 中 ， 需要支 撑压纹 辊子的液压缸保持一定 的压力 ， 并且维持液压 缸伸缩位置不变 ， 因此应该利用蓄能器结合单 向阀， 采 用保压 回路来实现这一功能。 3 节流调速回路 由于该 型装 置的压纹辊子较大 ， 采用双液压缸对 其进行支撑， 因此必须保证两个液压缸的同步工作， 并 且考虑到实 际工况 的多样性 ， 液压缸还应具备无级调 速的功能， 因此采用两个调速阀分别独立控制两个液 压缸 ， 构成节流调速 回路 以实现液压缸 的调速及 同步 功能。 4 调压回路 溢流 阀限定 系统 的压力 同时稳定马达 的工作压力 和 流量 。 2 ． 2 液压 系统的工作过程 由于塑料膜压纹系统 的压纹辊子 比较大 ， 所 以必 须得用两个液压缸支撑 压纹辊 子 ， 从而必须保证 这两 个液压缸动作 同步。此 回路采用两个油腔有效作用面 积相等的液压缸并采用调速阀调节使两个液压缸 同 步 ， 当电磁换 向阀切换至左位后 ， 液压油流人缸 I 和缸 Ⅱ下腔， 并从缸 I 和缸 Ⅱ上腔流回油箱， 此时分别调节 两缸油路上的调速阀 ， 可使两缸活塞移动速度 同步 ， 因 此可 以实现缸 I 与缸 Ⅱ活塞 同步 向上移动 。但 同步精 1 7 液 压 气 动 与 霉p t d ／ 20 1 5年 第 0 6期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ． 2 0 1 5 ． 0 6 ． 0 0 7 大型模锻压机主液压缸密封的研究和失效分析 邱召佩 ， 刘建红， 方丽娟 广州机械科学研究院有限公司 ， 广东 广州5 1 0 7 0 0 摘要 针对大型模锻压机液压缸的特点和技术条件 ， 设计研发了整套液压缸密封， 解决大直径 、 大膨胀量和大挤出间隙的高压密封 问题。根据对密封件的使用情况和密封失效的形式 ， 分析密封失效的原因， 指出液压缸设计和失效密封存在的问题 ， 提出相应的改善 措施和更好的密封解决方案， 以提高密封的可靠性和使用寿命。 关键词 模锻压机； 膨胀； 静密封 ； 焦烧； 挤出 中图分 类号 T H1 3 7 ； T B 4 2 文献标 志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 5 0 6 0 0 1 8 0 4 Re s e a r c h a n d Fa i l u r e Ana l ys i s o f M a i n Hy d r a u l i c Cyl i nd e r Se a l f o r La r ge Di e Fo r g i n g Pr e s s Q I UZ h a o - p e i ， L I UJ i a n h o n g ， F A NG L i -j u a n Gu a n g z h o u Ma c h i n e r y E n g i n e e r i n g Re s e a r c h I n s t i t u t e C o L t d ． ， G u a n g z h o u 5 1 0 7 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d t e c h n i c a l c o n d i t i o n s f o r l a r g e f o r g i n g p r e s s c y l i n d e r , d e s i g n a n d d e v e l o p me n t o f t h e wh o l e s u p p o r t i n g c y l i n d e r s e a l s ， t o s o l v e t h e p r o b l e m o f h i 【g h p r e s s u r e s e a l wh i c h h a v e l arg e d i a me t e r , l a r g e e x p a n s i o n q u a n t i t y a n d l a r g e e x t r u s i o n g a p ． Ac c o r d i n g t o th e c a s e o f s e a l s e r v i c e a n d the for m o f s e a l i n g f a i l u r e ， a n a l y s i s the c a u s e s o f s e a l i n g f a i l u r e ， p o i n t o u t t h e p r o b l e ms o f c y l i n d e r d e s i g n a n d f a i l u r e s e a l ， p u t for ward t h e r e l e v a n t i mp r o v e me n t me a s u r e s a n d a b e t t e r s e a l i n g s o l u t i o n s ， i n o r d e r t o i mp r o v e t h e r e l i a b i l i ty a n d t h e s e rvi c e l i f e o f t h e s e a l i n g ． K e y wo r d s d i e f o r g i n g p r e s s ； e x p a n s i o n； s t a t i c s e a l ； s c o r c h； s q u e e z e 0 引言 大型模锻压机是衡量一个国家工业实力的重要标 志。迄今为止， 仅有中国、 美国、 俄罗斯、 法国4 个国家 有类似设备 ， 最大锻造等级为俄罗斯的7 ．5 万吨和我国 的8 万吨。大型模锻压机主要用于铝合金 、 钛合金 、 高 温合金、 粉末合金等难变形材料进行热模锻和等温超 基金项 目 国家科技重大专项 2 0 1 3 Z X 0 4 0 1 0 0 2 1 收稿 日期 2 0 1 4 1 卜o 4 作者简 介 邱 召佩 1 9 8 3 一 ， 男 ， 江苏丰县 人 ， 工 程师 ， 学士 ， 主要从 事橡 塑密封的研究与应用。 液压缸 I 和液压缸 Ⅱ下腔 回油 单 向调速阀一液 控单向阀一三位四通换向阀右位一油箱 3 小结 本论文完成设计了一套塑料膜压纹装置， 其利用 液压传动系统 ， 使得其在同等功率和承载能力下具有 体积小、 重量轻、 系统可靠性高等优点。具有过载保护 能力 、 能吸收冲击 载荷 ， 便于实现无级调速 ， 调速范 围 最大可达 1 0 0 0 倍 ， 一个油源可 向所需各方 向传动 ， 实现 多路复合运动 ， 控制准确， 操作轻便 ， 易于实现远距离 控制的特点， 实现液压泵驱动两条液压缸同步升降、 保 压来确保压纹辊子压纹的质量。 1 8 塑性成形 。其锻造特点是可通过大的压力 、 长的保压 时间、 慢 的变形速度来改善变形材料的致密度 ， 用细化 材料 晶粒来提高锻件 的综合性能 ， 提高整个 锻件的变 形均匀性 ， 使锻件满足设计要求 ， 节约材料， 是航空、 航 天及其他重要机械生产重要锻件的关键设备。大型模 锻 液压机是随着航 空工业 的需要而逐步发展起来 的。 目前， 我国的大型模锻压机是应用最先进的预应力钢 丝缠绕剖分一 坎合技术 、 机器人智能缠绕技术等设计而 成 ， 解决 了压机承载机架 、 主工作缸 、 动梁等关键部件 的设计和制造问题， 设备总体性能达到了国际领先水 平 ， 是我 国拥有 自主知识产权 的重大装配项 目。大 型 参考文献 [ 1 ] 雷天觉． 新编液压工程手册[ M】 ． 北京 北京理工大学出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 2 ] 卞学 良． 专用汽车结构与设计[ M】 ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 3 ] 陈奎生． 液压与气压传动【 M] ． 武汉 武汉理工大学出版社， 2 0 0 2 ． 【 4 ] 方桂花． 液压传动[ M】 ． 北京 地震出版社， 2 0 0 2 ． [ 5 ] 梅彦利． 新型散装 自卸半挂车的液压系统[ J ] ． 液压与气动 ， 2 0 1 1 ， 6 7 0 7 2 ． [ 6 】 梅彦利． 新型混凝土搅拌运输车的液压系统[ J 】 ． 液压与气 动， 2 0 1 0 ， 6 2 3 2 5 ．