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油液的清洁度有专门的国家标准。
我们这个系统应用10—15μ的过滤器过滤。
2.2油液的温度。
机器频繁的工作,加压。
液压系统必然会发热,当自然散热能力小于发热能力时,油液温度会不断升高。
液压系统油液的工作温度应当小于摄氏55度。
高于这个温度就应该强制进行冷却。
温度过高会使油液变质,粘度降低,泄漏增加,液压系统效率也会降低。
简单的检查办法就是用手去触摸油箱表面温度,如果烫手,就必须强制冷却,当手摸时,虽然热,但不烫手,就没有问题。
当然油液温度过低也不行。
当油温低于摄氏15℃甚至更低时,油泵起动就困难。
这时最好先开一台小泵,空转若干时间,油温就会慢慢上升。
必要时油箱应设加热器。
对北方的工厂来说,这一点也很重要。
3、油泵。
这两台锻造压机的主要动力源,采用的都是轴向柱塞泵,国内的叫CY泵。
这种泵质量好的话,其寿命应当达到或高于10000小时,也就是说,在我们这里工作很频繁的情况下,应该能够工作1年到1年半。
否则它的质量就不能说是好的。
对这种泵要注意以下事情。
3.1安装要牢固。
油泵输出轴与电机轴的同轴度误差应小于0.05mm,支座孔的垂直度误差应小于0.05mm,对电机轴的径跳也应小于0.05mm。
3.2油泵的吸油管长度要小于2500mm。
3.3油箱最低油面要高于油泵中心300mm。
3.4油泵放到油箱上,吸油高度不大于500mm。
3.5油泵第一次启动前,油泵壳体应注满油液,工作时,壳体泄油管应与油箱连通。
我们这两台压机还装了两台25YCY14—1B油泵。
这种泵叫恒功率泵。
它在压力低时,P≤9MPa时,流量最大,当压力超过9MPa时,流量会自动减小,这时流量为油泵额定流量的40%左右。
因此这种泵配置的电机功率就小。
在这两台液压系统中,对油液清洁要求最严格的当属油泵。
因此液压系统工作一个月之后应当用过滤机将全部油液过滤一遍。
过滤机的滤芯精度应小于等于10μ。
油液不干净,配油盘和变量头滑靴接触面容易研伤。
油泵常见故障:
噪音过大或不正常,原因,油泵吸油不充分,吸入口漏气。
如果正常运转中,油泵声响突然增大,则必须立即停泵,这可能是柱塞和滑靴铆合松动,或者是配油盘,变量头平面盘研伤。
如果单是因为油泵上不到额定压力,这可能是泵体与配油盘之间有脏物,或者是配油盘定位销未装好,致使配油盘与缸体贴合不好。
在正常工作中,油泵温升过度,可能是轴承损坏,或者配油盘研伤,或变量头和滑靴研伤。
这时也应立即停泵。
4、控制阀门
改造后,两台压机的主控阀门均不用滑阀而改用插装阀。
滑阀与插装阀是目前液压传动系统采用最多、最广泛的两大类阀门。
插装阀到70年代末期在国际上才臻于成熟。
滑阀的历史就很久了。
在液压系统中,小流量的最好采用以滑阀为主的叠加阀,在中型大型流量的系统中应当采用二通插装阀。
国内从70年代末期开始研制二通插装阀,到80年代以后逐渐推广。
目前高压大流量的系统普遍采用插装阀。
插装阀的突出优点是:
通流量大、启闭迅速、控制灵活多样,抗污染能力强。
与滑阀相比,其缺点是结构较大,比如一个三位四通滑阀,改为插装阀,至少要二套插件,甚至要四套插件,四个电磁阀。
4.1插装阀的工作原理
插装阀为锥阀结构,或称座阀,就像单向阀的形状。
完
整的一套插装阀是由阀杯、阀芯、弹簧、盖板、控门(电
磁阀或压力阀等)以及阻尼塞、梭阀等组成(见图1)。
它有两个工作腔A和B,一个控制腔X。
阀芯头部的锥面与阀杯套孔内的阀座形成阀口,锥阀坐于阀座上,形成密封带,使A与B之间可达到没有泄漏,形成良好的密封。
阀杯上设有三道密封圈,可防A、B、X之间泄漏。
但X与B之间因配合间隙会有微小泄漏。
插装阀的符号,按中国标准,如图所示画法。
阀芯的工作状态,是关或是打开,是由作用在阀芯上的合力的方向和大小决定的(见图2)。
当不计阀芯质量和阀芯与阀杯之间的摩擦力,阀芯的力的平衡关系式为:
ΣF=Px×
Ax-Pa×
Aa-PbAb+F1+F2。
式中:
ΣF阀芯上作用的合力
PxX腔的压力
PaA腔的压力
PbB腔的压力
AxX腔的工作面积
AaA腔环状作用面积
AbB腔的工作面积
F1弹簧力
F2液动力,它与通过阀口的流量与阀芯开口大小有关,开口较小时,液动力起作用,方向向下,开口大时液动力影响减小。
当合力ΣF>O时阀芯关闭,当合力ΣF<O或为负值,阀芯开启。
当ΣF=O时,为过渡过程,阀芯保持在某个原来状态。
这个关系式中,三个腔的压力状态起主要作用。
插装阀中先导控制油可以为内控,也可以为外控。
我们这两台压机用的是内控,当
☆Px>Pa时,A——B不通
Px>Pb时,B——A不通
☆Px=Pa时,A——B不通
Px<Pb时,B——A通
☆Px=Pb时,A——B通
Px<Pa时,B——A不通
☆Px<Pa时,A——B通
由此可以看出,控制腔X的压力必须始终大于A、B腔的压力,这样才能保证阀芯可靠地关闭,使插入元件作为二位二通阀可靠地切断A—B的油路,不受系统工作压力的影响。
当在第2、第3种情况下,Px只要等于Pa或Pb腔的某一个压力时,则成为一个单向流动的单向阀。
阀芯启闭的速度和时间,主要是由阀芯上作用的合力以及盖板上进出油孔的大小决定的。
合力大,孔大,则启闭很快,合力小,则慢,当上下压力平衡时,主要靠弹簧力关闭。
有时合力虽大,但盖板有阻尼孔时,也影响关闭速度。
作为单向阀开启压力的大小和弹簧有关,一般有2——4种弹簧可供选择。
A—B的开启压力一般为0.3—2.8个压力(kg/cm2)。
实际上插装阀的结构有许多细微变化以适应不同的用途。
Ax/Aa也有不同的面积比。
A型插件的面积比为1∶1.2,这是最基本的,这种结构一般的流向为A→B的方向控制阀。
B型插件的面积比为1∶1.5,这种插件可A→B,也可B→A的双向流动。
由于这种插件A口直径较A型的小,因而B型插件的流动阻力稍大。
阀芯上带阻尼孔的插件,面积比为1∶1.07,这种结构用于压力阀。
阀芯头上带缓冲头的,其面积比为1∶1.5,这种结构可A→B或B→A流动,这种结构换向冲击力小,但流动阻力比B型还大。
其它还有许多这里不介绍了。
4.2插装阀的控制
上面讲了二通插装阀的工作原理与基本结构,也说到了
一点控制。
本节进一步说明插装阀的控制。
插装阀的控制主要由其上面的盖板,盖板上面的各种控
制阀门,以及盖板上的梭阀及阻尼等实现,不同的控制可使插装阀实现各种不同的机能。
这里仅介绍我们系统上用的几种。
☆单向阀。
如图三所示,单向阀只是在出口B处引一控制油到阀芯上X腔。
单向阀一般是A型阀芯,只能A→B,油流不能反向流动。
但也可用B型阀,这时只能从B→A,反之A到B是不通的。
压机的系统中单向阀用的很多。
泵头阀组中都有单向阀。
单向阀的盖板上没有控制阀,除非油液不干净,或阀芯卡死,一般这种阀不容易出现故障。
因为用了单向阀,即使某台泵不开动,系统中的高压油也反流不到不开的那台泵。
否则那台泵就会反转成了油马达了。
☆液控单向阀
液控单向阀由插入件与液控单向阀盖板组成(见图4)。
这个盖板上加了一个液控单向元件。
其控制小活塞由外控油路控制,其控制压力应大于或等于B腔压力的130%。
当控制口X卸压时,A→B通,B→A不通,这时相当于一个单向阀。
当外控油顶开小活塞时,钢球向右,X腔卸压,这时A→B,B→A均通。
☆电磁换向阀
如图一所示。
它是由方向插入元件,电磁阀盖板和先导电磁阀组成。
当采用外控油路时,控制压力必须高于系统最大压力,当电磁阀带电,A—B通,断电时A—B不通。
如果采用内控油路时,当B腔压力大于X腔压力时,阀芯不能可靠的关闭,存在反向流动的可能性,这种情况在某些场合是不允许的,为此当采用内控油路,必须在盖板上加一个梭阀,如图五所示。
这样当B腔压力高于A腔时,B腔压力使梭阀中的钢球推向另一边,关闭A油源,而B腔与X腔连接,因而照样能可靠的关闭。
在我们这两台压机中都应用了这种阀。
比如,12.5MN压机中的44号阀、46号阀,即主缸进油阀和回程缸进油阀均是这种结构。
从实物的盖板上可明显的看见梭阀所在位置。
梭阀是一个钢球,在油压系统中一般不出故障。
方向阀为了关闭可靠面积比为1∶1.2。
这种方向阀插件一般也很少出故障,当油液太脏时,电磁阀可能被卡着。
这时阀芯处于不受控状态,要么是打不开,要么是关不着。
像我们工作中出现的故障,阀芯出现裂纹,阀芯被胀开卡着,或是油中出现脏布、手套,这都是极少见的情况。
☆压力控制阀
压力控制阀是一个压力阀插件和一个调压控制盖板组成。
如图六所示。
压力阀阀芯的面积比为1∶1.07。
压力阀阀芯上有一个小的阻尼孔,该孔直径很小,可能为1mm,或稍大。
而盖板上装了一个直动式压力阀,靠手柄调节弹簧,调节压力阀的压力。
像12.5MN压机系统中的57号阀就是这种阀。
这种阀容易出现的故障是小孔堵塞,使阀芯打不开或关不着。
还有就是直控压力阀的三角形阀芯没放正,关不严,使大阀关不死。
系统压力上不去,或压力上的太高,一般可能是压力阀引起的。
在12.5MN系统中,还有一种阀是方向阀和压力阀叠加在一起的方向压力阀,如泵头上的压力阀,既是方向阀,又是压力阀,电磁电不带电,阀芯上腔泄荷,阀芯打开,油泵打空转,电磁铁带电,阀关死,油泵上压,同时在电磁阀下面又串了一个压力阀,接在X口与P口之间。
油泵的压力大小,靠压力阀调节。
像12.5MN系统中的48号阀,也是方向压力阀,但它与泵头的方向压力阀又不同,它在方向阀下面放了两个压力阀,一个压力阀控制滑块慢下时回程缸中背压大小,一个压力阀控制整个回程回路的压力。
这种方向压力阀的插件阀芯上也带节流孔,这也是要注意的地方。
☆方向节流阀
方向节流阀是为了控制流过阀门的流量的,最简单的办法就是控制阀芯开启的大小。
像12.5MN系统中的52号阀。
如
图七所示,这种阀的电磁阀不能放在盖板上面,而是放在旁边,盖板上安装一个可调节的螺杆,用它来限制阀芯的开口大小。
12.5MN的快速下降的快慢就是靠调节这个阀的开口大小,决定回程缸的排油快慢来控制滑块的空程下降速度的。
这种阀的阀芯是节流插件。
☆特殊设计的泄压阀组(见系统原理图)
在12.5MN和31.5MN两台压机的系统中都有一个特殊设计的泄压阀组。
这个阀组是为了适应锻造压机快速大流量,特别是为了频率高的快锻而设计的。
快锻时,每分钟锻造次数很多,且不说每分钟60次,甚至100次,就是30次,每次才只有2秒钟。
这2秒钟又要加压,又要泄压,又要回程,加压要快,回程也要快,泄压当然也要快。
那么大一缸压力油,从高压要很快泄到低压,是一个大难题,太快压机要发生振动,而且振的你根本无法工作。
因此,要求
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