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篩管加工機(jī)液壓馬達(dá)氣動(dòng)系統(tǒng)
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該機(jī)用于加工油田采油或防砂使用的隔縫篩，即在長(zhǎng)度為10余米，外徑不等的合金鋼管上，加工出最小縫隙為0.012in的直縫或最小縫隙為0.02in的梯形細(xì)縫割縫有圖4-29所示的直縫、楔縫和組縫等排列方式，一般每根管子要加工出幾千條細(xì)縫。
(b)楔縫
圖4-29割縫排列方式
機(jī)器徑向工作進(jìn)給時(shí)，20把刀具沿管坯軸線方向一字排開(kāi)，每?jī)砂训毒咧虚g保留相同間隔。多刀同時(shí)完成徑向工作進(jìn)給。刀具徑向總的吃刀深度常為10mm，分若干次進(jìn)給，而且為了加工出要求的縫長(zhǎng)，需要每徑向進(jìn)給一定深度，就要使刀具沿管坯軸線方向左右晃動(dòng)進(jìn)刀，達(dá)到縫長(zhǎng)尺寸后再繼續(xù)徑向進(jìn)刀，重復(fù)上述動(dòng)作。如此反復(fù)，直到將管壁切透。切完一排縫后分度，再切另一排縫。切完一圈縫后，20把刀具同時(shí)沿管壁軸向移動(dòng)一定位置，再加工相鄰的一圈縫。
加工梯形縫時(shí)采用微分度方法，要求管坯繞圓周上的某一點(diǎn)按正、反兩個(gè)方向各微轉(zhuǎn)動(dòng)3°角，分別加工出半個(gè)梯形縫（見(jiàn)圖4-30）。動(dòng)作過(guò)程為：刀具水平安裝與管坯中心線重合對(duì)正后，管坯繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)口角[見(jiàn)圖4-30 (a)]后不動(dòng)，刀具一邊旋轉(zhuǎn)一邊沿管坯中心線徑向進(jìn)給，加工出半個(gè)梯形縫；刀具退回原位置后，管坯再繞原固定的0點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。角[見(jiàn)圖4-30 (b)]，刀具仍然一邊旋轉(zhuǎn)一邊沿徑向進(jìn)給，再加工出另外半個(gè)梯形縫。
【圖4-30梯形割縫加工原理圖】
上述動(dòng)作中，除了管坯的徑向夾緊采用氣壓傳動(dòng)外，管坯的軸向頂緊、徑向切削及晃刀、微分度切割等動(dòng)作均采用液壓傳動(dòng)與控制。
(2)液壓系統(tǒng)及其工作原理
圖4-31所示為該機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖，系統(tǒng)的執(zhí)行器為托板進(jìn)刀液壓缸14（2個(gè)）、微分度液壓缸39（2個(gè)）、頂緊液壓缸40和伺服液壓缸28。其中，缸14、缸28.缸39與缸40為三個(gè)獨(dú)立的回路。
圖4-31 篩管加工機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖
1、22、29定量液壓泵．2、11、12、24單向閥；3、4、23、30-溢流閥； 5、9二位二通電磁換向閥6、7、32二位三通電磁換向閥；8、34、35三位四通電磁換向閥；10、31節(jié)流閥13壓力表駛其開(kāi)關(guān)14-進(jìn)刀液壓缸15、16、17、18、19、20、21同油過(guò)濾器；25一精過(guò)濾器；26蓄能器；27電液伺服閥, 28伺服液壓缸；33減壓閥；36壓力繼電器；37、38液壓鎖；39一微分度液壓缸；40頂緊液壓缸
1)進(jìn)刀缸回路原理系統(tǒng)左部為進(jìn)刀缸回路，采用定量液壓泵1供油，供油壓力由溢流閥3設(shè)定；進(jìn)刀缸14拖動(dòng)刀具可以實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)給、慢速進(jìn)給和快速退回的工作循環(huán)。缸的換向由三位四通電磁換向閥8控制；節(jié)流閥用于慢速進(jìn)給時(shí)的旁路節(jié)流調(diào)速，溢流閥3作背壓閥用；二位三通電磁換向閥7、單向閥11和二位二通電磁換向閥9用于快慢進(jìn)給的速度換接控制。液壓泵1可以通過(guò)二位三通電磁換向閥6和7實(shí)現(xiàn)卸荷。
當(dāng)電磁鐵1YA、3YA通電使換向閥6和8分別切換至左位和右位時(shí)，液壓泵1的壓力油經(jīng)閥2、6進(jìn)入兩個(gè)徑向拖板進(jìn)刀缸14的無(wú)桿腔，活塞桿拖動(dòng)刀具快速進(jìn)給。此時(shí)電磁鐵4YA、8YA同時(shí)通電使換向閥5和9均切換至左位，缸14有桿腔經(jīng)閥9、閥8向油箱排油。
當(dāng)電磁鐵1YA斷電使換向閥6處于右位時(shí)，泵1的壓力油經(jīng)單向閥2、換向閥7、單向閥11進(jìn)入兩個(gè)拖板進(jìn)刀缸14的無(wú)桿腔，活塞桿拖動(dòng)20個(gè)工位上的刀具同時(shí)以工作速度進(jìn)刀，缸有桿腔經(jīng)換向閥5的右位、背壓溢流閥4和回油過(guò)濾器15向油箱排油，進(jìn)刀速度取決于旁路節(jié)流閥10的開(kāi)度。
當(dāng)電磁鐵1YA通電，2YA、4YA也通電使換向閥6、8、5均切換至左位時(shí)，泵1的壓力油經(jīng)閥2、閥6、閥8、閥12進(jìn)入缸14的有桿腔，實(shí)現(xiàn)刀具快速退回，無(wú)桿腔的油液經(jīng)閥8直接排回油箱。
當(dāng)電磁鐵6YA通電使換向閥7切換至右位時(shí)，液壓泵l排出的油液通過(guò)換向閥6、7和回油過(guò)濾器17直接排回油箱，液壓泵卸荷。
2)伺服缸回路原理系統(tǒng)中部為伺服缸回路，油源為定量液壓泵22，供油壓力由溢流閥23調(diào)定；電液伺服閥27控制伺服缸28，實(shí)現(xiàn)20把刀具連同床身的軸向晃動(dòng)（沿管坯軸線方向的往復(fù)工作進(jìn)給）。當(dāng)一圈縫加工完后，又可實(shí)現(xiàn)一定距離的位置移動(dòng)，以加工相鄰的縫。為了保證工作可靠，伺服閥27前設(shè)有精過(guò)濾器25；蓄能器26用于吸收液壓脈動(dòng)和沖擊。
3)微分度缸和頂緊缸回路該回路位于系統(tǒng)右部，采用定量泵29供油，供液壓油壓力由溢流閥30設(shè)定；節(jié)流閥21用于調(diào)節(jié)回路的總流量；微分度缸39和頂緊缸40之間的動(dòng)作順序通過(guò)二位三通電磁換向閥32切換實(shí)現(xiàn)，缸39和40的換向及鎖定分別由三位四通電磁換向閥34和35及液壓鎖37和38控制；缸40的油路上設(shè)有壓力繼電器36用作頂緊力不足時(shí)的保護(hù)器。
當(dāng)換向閥32處于左位時(shí)，電磁鐵10YA通電使換向閥35切換至右位，液壓泵29的壓力油經(jīng)節(jié)流閥31、換向閥32、換向閥35和液壓馬達(dá)鎖38的上部液控單向閥進(jìn)入缸40的無(wú)桿腔，活塞桿驅(qū)動(dòng)頂緊機(jī)構(gòu)從管坯一端頂緊工件，然后，由氣動(dòng)系統(tǒng)（參見(jiàn)圖4-32）中的三位五通電磁換向閥（此時(shí)電磁鐵7YA通電）控制的、沿管坯軸線方向設(shè)置的汽缸9（共12個(gè)）帶動(dòng)多點(diǎn)氣動(dòng)夾具同時(shí)夾緊管坯。
當(dāng)電磁鐵9YA通電使換向閥35切換至左位時(shí)，壓力油進(jìn)入缸40的有桿腔，管坯被放松，氣動(dòng)換向閥7YA隨之?dāng)嚯姡瑲鈩?dòng)夾具松開(kāi)。
當(dāng)電磁鐵5YA通電使換向閥32切換至右位時(shí)，電磁鐵11YA、12YA交替通斷電，液壓泵29的壓力油經(jīng)減壓閥16、換向閥34，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)微分度缸39，管坯被微動(dòng)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)梯形縫加工。當(dāng)11YA通電時(shí)為正向分度，12YA通電時(shí)為反向分度。在分度過(guò)程中，管坯由氣動(dòng)夾具保持夾緊狀態(tài)。通過(guò)電磁鐵10YA通電和氣動(dòng)換向閥7YA斷電，可手動(dòng)旋轉(zhuǎn)管坯實(shí)現(xiàn)圓周方向的分度。
一根篩管加工完畢后，電磁鐵10YA斷電使液壓泵29通過(guò)閥35的H型中位機(jī)能卸荷，管子被放松，落下，一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。
(3)氣動(dòng)系統(tǒng)
圖4-32所示為該機(jī)的液壓馬達(dá)氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖。汽缸8（共12個(gè)）是系統(tǒng)的執(zhí)行器，同時(shí)驅(qū)動(dòng)12個(gè)氣壓夾頭實(shí)現(xiàn)管坯的多點(diǎn)夾緊。氣源為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)1，系統(tǒng)設(shè)有截止閥2、儲(chǔ)氣罐3及分水濾氣器4、減壓閥5、油霧器6和壓力表7。汽缸的換向由三位五通電磁換向閥8實(shí)現(xiàn)。
(4)技術(shù)特點(diǎn)
1)該加工機(jī)中工件的頂緊及切削加工采用液壓傳動(dòng)與控制，而工件夾緊采用氣壓傳動(dòng)。液壓系統(tǒng)與氣動(dòng)系統(tǒng)配合實(shí)現(xiàn)機(jī)器的工作循環(huán)。
2)根據(jù)工況特點(diǎn)，液壓系統(tǒng)分為三個(gè)獨(dú)立的液壓回路，各回路采用一個(gè)油源，三臺(tái)泵的型號(hào)規(guī)格相同；三個(gè)回路均采用溢流閥實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的定壓溢流，各回路均設(shè)有回油過(guò)濾器，保證工作油液的清潔度以便提高系統(tǒng)可靠性。兩個(gè)進(jìn)刀缸和兩個(gè)微分度缸均通過(guò)機(jī)械連接實(shí)現(xiàn)剛性同步。
【圖4-32氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖】
3)進(jìn)刀缸回路采用旁路節(jié)流調(diào)速，通過(guò)設(shè)置背壓閥提高系統(tǒng)平穩(wěn)性；采用電磁換向閥的通斷切換實(shí)現(xiàn)快慢速轉(zhuǎn)換。
4)縱向往復(fù)進(jìn)給（晃刀）是切割過(guò)程中的關(guān)鍵動(dòng)作。它要求往復(fù)運(yùn)行速度平穩(wěn)、可控、位移準(zhǔn)確，為此采用了電液伺服閥控制凹路。伺服放大器選用多只OP-07烈電源運(yùn)算放大器構(gòu)成恒流源；多級(jí)低噪聲放大器以提高負(fù)載能力；選用3個(gè)精密多圈繞線式電位器來(lái)實(shí)現(xiàn)零電位的調(diào)整、工進(jìn)和快進(jìn)電流的調(diào)節(jié)給定，使之調(diào)節(jié)平穩(wěn)、精度高；4個(gè)低壓直流中間繼電器構(gòu)成正負(fù)電源信號(hào)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，加上手動(dòng)／自動(dòng)轉(zhuǎn)換，直流表顯示，使得操作靈活方便。電液伺服閥安裝在伺服缸上，避免了遠(yuǎn)距離傳遞的能量損耗并提高了系統(tǒng)響應(yīng)的快速性。
5)頂緊回路通過(guò)液控單向閻組成的液壓鎖實(shí)現(xiàn)鎖緊，其鎖緊可靠性及鎖定位置的精度僅受缸本身泄漏的影響；通過(guò)壓力繼電器，可在頂緊壓力不足時(shí)其他系統(tǒng)不能啟動(dòng)工作，構(gòu)成了壓力繼電保護(hù)裝置。
6)系統(tǒng)中的電磁換向閥為低壓直流電磁鐵驅(qū)動(dòng)，提高了電氣安全系數(shù)。各點(diǎn)壓力調(diào)整方便，壓力顯示布局合理；可靠性高，維修簡(jiǎn)便。
7)該篩管加工機(jī)采用電、液、氣控制技術(shù)，操作方便，自動(dòng)化程度高，既能加工直縫也能加工梯形縫。可以替代國(guó)外同類產(chǎn)品，加工成本為國(guó)外產(chǎn)品的70%。
(5)技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)表4-8）
表4-8篩管加工機(jī)及其液壓氣動(dòng)系統(tǒng)的部分技術(shù)參數(shù)
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本文標(biāo)題：篩管加工機(jī)液壓馬達(dá)氣動(dòng)系統(tǒng)分類：液壓行業(yè)知識(shí)
標(biāo)簽： 液壓馬達(dá)液壓系統(tǒng)
