碳素成型油壓機液壓系統
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    碳素產品較廣泛地應用于各行各業，尤其對電力、冶金、航空作用大應用廣。為改變已有設備的落后狀況，新型油壓機取代了水壓機。
    2500噸油壓機液壓系統為碳素廠碳棒擠壓成形生產主機系統，在整個生產流程中屬核心設備。壓機的生產能力、工作穩定性及設備運行可靠性對全部生產起到關鍵作用。該系統具有壓力級別高、系統流量大、控制精度高等特點。2500噸油壓機液壓系統如圖1所示。
    油壓機液壓系統由進油調壓回路、主壓機控制回路、附機控制回路（擋板控制回路、剪切控制回路、卡箍控制回路、授料進給控制叫路）和自循環冷卻過濾系統兒部分組成。
    (1)進油調壓同路
    本部分油路中設置3組電動機泵組，其中2組工作，l組備用。系統所用泵為恒功率柱塞泵，能實現在高負載狀態下功率自動匹配正常工作(見圖1)。油路中設置常規單向插裝閥，防止高壓反向沖擊，起到保護作用。
    油路中并聯單向電磁溢流插裝閥油路進行壓力無級凋節，全自動加壓、卸載控制，以實現系統正常工作狀態、低耗狀態及過載保護的壓力控制。
    (2)主壓機控制回路
    主壓機采用3缸工作制，有2個主動缸和1個主缸，3缸采用機械同步互鎖。
    主動缸回路主要由5組電磁插裝閥組成，構成2級三位四通換向回路。主動缸回路單獨動作時能實現壓機底壓快速進退。在此過程中，充液閥控制油路同時切換以反向打開充液閥，使充液閥能向主缸快速補油和回油，實現主壓機同步進退。
    主缸回路是基于主動缸回路設置，具有增壓、調速、保壓、降壓、預卸載等功能。本油路動作時，主缸加壓使主壓機壓力達到25MN，從而保證棒料充分搗固壓實，并同時進行碳料壓型出棒。油路中調速部分采用電液比例技術，用PLC微機精確自動控制，同時在調速閥回路中并聯設置壓力補償器，使調速閥前后腔保持定值壓差，以使調速閥設定流量不受負載變化的影響(見圖2)。此部分油路保證主壓機壓形行走速度全部自動控制并且非常精確。
    主壓機油路中沒置單獨控油回路，此油路設置1個蓄能器，并沒有反向自封單向閥，使控制油路在系統壓力下降時能有足夠的壓力油保證所有插裝閥處于穩定的工作狀態。
    主壓機油路中設有3個壓力傳感器并配有二次儀表，其中1套設置于主動缸前進油路中，2套設置于主缸前進油路中，并設置3級壓力控制( 5MPa，lOMPa，29MPa)。此部分元件于PLC聯網對主壓機壓力進行精確調整控制。
    (3)附機控制回路
    在附機控制回路中，由于各附機工作壓力低于主壓機油壓，所以設置插裝減壓閥降低油壓，同時附機各控制油路取自減壓閥前腔高壓油，使控制油壓遠高于工作油壓，避免插裝回路出現節流差動現象。
    擋板控制回路以4組插裝閥構成三位四通換向回路，控制擋板升降以開閉壓機壓頭出口，在關閉狀態下插裝閥能完全密閉油路，此時擋板精確定位閉口，保證碳料加壓腔無滲漏，完全壓實。
    剪切控制回路原理與擋板控制回路相同，在進出油腔設置單向調速閥，剪切棒材時能對剪切速度進行無級調速，并能調節雙向同步剪切。
    卡箍、授料控制回路為常規電磁換向回路，骨箍電磁鐵在工作過程中必須斷電，同時配有手動關閉功能保證不產生誤動作，授料回路中設有雙單向調速閥以使授料運行平衡、安全、可靠。
    (4)自循環冷卻過濾系統
    2500噸油壓機設置自循環冷卻過濾系統，此系統為連續工作制，保證系統用油足夠的清潔度（NSA19/16級），同時冷卻油液使油溫處于正常工作溫度。
    整個系統具有以下特點：
    (1)使用安全忭
    系統設有壓力傳感器、卸荷溢流閥和限壓安全閥，用以實現系統的過載保護，除此以外，各液壓缸均設置行程開關，當行程到位時，換向控制油路卸壓，液壓缸停止動作，保證設備安全。
    (2)工作平穩性

    系統采用電磁球座閥、單向插裝閥、疊加節流閥和溢流閥構成主缸的卸壓同路，以消除主缸降壓、卸壓時的沖擊。以往某些設備主缸的卸壓大都是通過充液閥的預卸閥完成，由于結構所限，這種預卸閥的開啟速度和開口量不能按系統工作的實際情況隨時進行調節，造成主缸卸壓的沖擊較大。本系統采用的卸壓回路在開啟過程中，閥口的面積變化比較緩慢，控制蓋板上的阻尼小孔和霍加節流閥可精確控制主閥開啟速度，溢流閥能使油路有一定的背壓用于主機工藝要求，因此可以得到滿意的卸壓緩沖效果。

圖2   2500噸油壓機液壓系統原理圖

圖3  泵壓力-流量特性曲線

圖4  壓力補償設置原理圖

   結構簡便性
  系統回路構成大景采用插裝閥控制方式，這使得整個系統元件數量少、成本低、體積小、重量輕，系統中主壓機油路主要由插裝閥構成，集方向控制、壓力控制、流量控制等多種機能為一體，是一典型的多種功能大流量、高壓力控制實例。
    鋼管張力減徑機液壓系統
    張力減釋機是生產熱軋鋼管的一種重要設備。它是由若十個機架組成的一種不帶芯棒的連續軋管機組。大直徑的鋼管坯料在連續軋制過程中不但使外徑減小，同時軸向受到拉伸使壁厚也減薄。拉伸張力是由機架間軋輥的速度差造成的。為使壁厚均勻且壁厚減薄量能夠控制，要求各機架軋輥的速度差可調而穩定，不因軋制過程中載荷的變化而改變。這就要求張力減徑機的速度控制系統不僅要有較大的調速范圍（約±30%），而且要求速度剛度大、響應速度足夠快，以保證速度穩定。因此，采用了混合傳動方式，即主傳動采用電動機驅動，迭
加傳動則采用液壓傳動。
    張力減徑機工作原理如圖5所小。主電動機1通過變速齒輪箱2經分配齒輪箱3將主傳動動力傳遞給若干個（一般為16或18個）機架(N01-……-N016)，主傳動可以更換兩擋傳動速度。對于任一個機架（圖中只表示No1機架），主傳動的動力除傳遞給差動齒輪箱4外，另一部分驅動變量液壓泵5，液壓泵向液壓馬達6傳遞流體動兒。差動齒輪箱將電動機的主傳動和液壓馬達的迭加傳動混合后，通過減速齒輪箱7驅動軋管機8對鋼管9進行軋制。軋輥10的轉速由測速儀1l測得。在差動齒輪箱中，主傳動動力傳遞給太陽輪12，設其齒數為Z1，轉速為n1；迭加傳動動力傳遞給齒圈13，設其齒數為Z2，轉速為n2；混合后的動力由系桿軸14傳出，設其轉速為n3。差動齒輪箱輸出軸的轉速由下列關系所決定：
    n3=n1/(1+z2/z1)+n2/(1+z1/z2)
可見，軋管機的轉速由兩部分組成：一部分是主傳動轉速，在主變速齒輪箱中只能進行有級變擋；另一部分是液壓馬達的迭加轉速，可以進行無級調速。對每個機架軋輥的轉速進行閉環控制就可以保證轉速的穩定，從而也就可以保證各機架之間軋輥速度差的穩定。
    圖5為鋼管張力減徑機的液壓系統圖。電液伺服雙向變量液壓泵l和雙向定量液壓馬達2組成容積調速閉式回路。電液伺服雙向變量泵輸入信號電流的大小和方向也就決定了液壓馬達的轉速和方向補油單元3可向主油路任一低壓側補油，補入的冷油不僅可帶走熱量也補償了主油路的外泄量。溢流單元4可以限制主油路任一高壓側的最高油壓，對系統進行過載保證。排油單元5可從主油路任一低壓側排出熱油，排出量可以進行調整。
    鋼管張力減徑機的速度控制方框圖如圖6所示。可見在軋輥速度控制閉環中，只要系統設計合理，軋輥實際轉速就能跟蹤給定值而變；當轉速給定為定值后，由于主傳動轉速波動或其他干擾引起軋輥實際速度的變化就能自動進行補償，而使軋輥轉速穩定。
 
圖2張力減徑機工作原理圖
圖3鋼管張力減徑機液壓系統圖
主傳動轉速波動及其他干擾
圖4鋼管張力減徑機速度控制方框圖

本文標題：碳素成型油壓機液壓系統

分類：液壓行業知識
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