一種用于大型沖床的御荷閥分析與應(yīng)用

引言

第一次工業(yè)革命將我們帶入了機(jī)器代替人工的時(shí)代,實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化、連續(xù)化生產(chǎn),進(jìn)入了經(jīng)濟(jì)大爆發(fā)時(shí)代。機(jī)械制造與發(fā)展成為社會(huì)發(fā)展的奠基石,而液壓傳動(dòng)是機(jī)械行業(yè)、機(jī)電行業(yè)中常見的一種傳動(dòng)方式,它將液體和固體結(jié)合起來(lái),利用液體的優(yōu)勢(shì)作為中間傳遞介質(zhì),由此形成壓力來(lái)進(jìn)行動(dòng)力傳遞,即在一定的電子系統(tǒng)內(nèi),通過(guò)液體介質(zhì)相互間傳遞的靜壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)能量不斷累積、傳遞和放大的過(guò)程,以此實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能的最大化[1]。壓力機(jī)是利用液壓傳力原理的一種機(jī)械設(shè)備,常見的壓力機(jī),尤其是大型壓力機(jī),當(dāng)沖壓作業(yè)在1000~2000t以上時(shí),會(huì)因?yàn)檫^(guò)載而損壞,因此需要一種閥門來(lái)幫助壓力機(jī)卸荷。

1卸荷閥使用現(xiàn)狀

卸荷閥是一種幫助設(shè)備卸載負(fù)荷的閥門,主要用于大型設(shè)備,其作用是對(duì)設(shè)備進(jìn)行過(guò)載保護(hù),尤其是當(dāng)設(shè)備需要緊急停機(jī)時(shí)。卸荷閥的工作原理:卸荷閥內(nèi)的彈簧將荷載控制在一定且合理的范圍內(nèi),從而合理控制設(shè)備內(nèi)的壓強(qiáng),在壓力器的作用下,壓縮空氣通過(guò)控制壓強(qiáng)大小來(lái)推動(dòng)活塞,控制活塞運(yùn)動(dòng):當(dāng)活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí),吸收外部氣體,向上運(yùn)動(dòng)時(shí),排出氣體,通過(guò)控制氣體在卸荷閥腔內(nèi)吸收或者排出氣體,卸荷閥內(nèi)的閥芯也會(huì)在彈簧作用下上行或者下滑,當(dāng)系統(tǒng)的壓力達(dá)到卸荷閥的壓力值,閥芯接觸底面,泵卸荷,當(dāng)系統(tǒng)的壓力降至卸荷閥的關(guān)閉壓力,閥芯恢復(fù)原狀[2]。

卸荷閥常常會(huì)出現(xiàn)以下故障:(1)轉(zhuǎn)向力不足,主要是因?yàn)樾逗砷y內(nèi)部工作壓力不足:(2)轉(zhuǎn)向動(dòng)作慢,主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部壓力過(guò)低,或者系統(tǒng)內(nèi)部流量不足,即內(nèi)部彈簧出現(xiàn)疲勞形變、斷裂,優(yōu)先閥卡滯等:(3)工作裝置動(dòng)作慢,這主要是由液壓系統(tǒng)內(nèi)流量快慢而引起,如單向閥不密封,工作泵或者轉(zhuǎn)向泵損壞,或者是轉(zhuǎn)向泵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間較短等[3]。

對(duì)于大型沖床,常用的卸荷閥會(huì)因?yàn)樨?fù)載過(guò)大而失效,為解決上述問(wèn)題,本文研究了一種用于大型沖床的卸荷閥。

2一種用于大型沖床的卸荷閥簡(jiǎn)介

2.1液壓保護(hù)系統(tǒng)具體結(jié)構(gòu)

液壓保護(hù)系統(tǒng)如圖1所示,主要包括卸荷閥、滑塊液壓缸、供氣管路、液壓管路及電氣線路。卸荷閥安裝有微動(dòng)開關(guān),當(dāng)大型沖床壓力過(guò)大或者壓力不夠時(shí),卸荷閥內(nèi)的平衡活塞向左或者向右移動(dòng),從而控制微動(dòng)開關(guān)向左或者向右移動(dòng),在大型沖床沖壓過(guò)程中起到報(bào)警作用,沖床停止:壓縮空氣通過(guò)供氣電磁閥,經(jīng)過(guò)供氣管路上安裝的減壓閥供氣給卸荷閥,實(shí)現(xiàn)卸荷閥內(nèi)部壓強(qiáng)的控制:滑塊液壓缸通過(guò)液壓管路傳輸?shù)叫逗砷y。通過(guò)卸荷閥、滑塊液壓缸、供氣管路、液壓管路和電氣線路,實(shí)現(xiàn)液壓保護(hù)系統(tǒng)的氣體傳送、液體傳送和電氣控制。

圖1液壓保護(hù)系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)示意圖

2.2卸荷閥的具體結(jié)構(gòu)

其中,卸荷閥包括卸荷閥本體,卸荷閥本體的上方設(shè)置有出油口,下方安裝有行程開關(guān)和回油口,卸荷閥本體包括溢流閥組件、預(yù)壓閥組件、板式供油口、彈簧組件、供氣口和鎖緊組件,溢流閥組件包括溢流閥套和溢流閥,溢流閥套套接于溢流閥上,并與頂蓋連接,預(yù)壓閥組件包括預(yù)壓閥、用于安裝預(yù)壓閥的預(yù)壓閥座以及蓋設(shè)在預(yù)壓閥座上方的預(yù)壓閥蓋,預(yù)壓閥組件和溢流閥組件之間設(shè)置有板式供油口,彈簧組件鑲嵌于溢流閥組件的內(nèi)部,彈簧組件包括矩形彈簧和安裝矩形彈簧的彈簧座,彈簧組件的出口端安裝有鎖緊組件,鎖緊組件包括鎖緊蓋和壓力調(diào)節(jié)螺釘,通過(guò)壓力調(diào)節(jié)螺釘控制卸荷閥內(nèi)部壓力的大小,所述供氣口位于缸蓋的下端,具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2卸荷閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2.3卸荷閥的具體工作進(jìn)程

通過(guò)調(diào)節(jié)氣壓和液壓之間相互平衡的作用力,即調(diào)節(jié)平衡活塞左右移動(dòng),來(lái)控制卸荷閥內(nèi)部壓力大小,從而控制壓力機(jī)的正常運(yùn)行或者報(bào)警。

2.3.1正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

壓力油通過(guò)滑塊液壓墊,此時(shí)卸荷閥主閥處于關(guān)閉狀態(tài),微動(dòng)開關(guān)接點(diǎn)均處于打開狀態(tài),供氣電磁閥通電,滑塊液壓墊有一定的預(yù)壓力,微動(dòng)開關(guān)線路接通,壓力機(jī)處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2.3.2過(guò)載動(dòng)作狀態(tài)

由于過(guò)載,滑塊液壓墊內(nèi)的壓力超過(guò)設(shè)定過(guò)載壓力,平衡活塞被推開,滑塊液壓墊內(nèi)的油流向油箱,此時(shí)微動(dòng)開關(guān)線路斷開,壓力機(jī)滑塊緊急停止,同時(shí)供氣電磁閥斷電。

2.3.3壓力下降狀態(tài)

滑塊液壓墊壓力低于設(shè)定預(yù)壓力,過(guò)載保護(hù)裝置的主閥關(guān)閉,平衡活塞及主閥在彈簧力作用下右移,微動(dòng)開關(guān)線路斷開,壓力機(jī)仍無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)滑塊可寸動(dòng)至活塞上死點(diǎn),待過(guò)載原因排除后,通過(guò)復(fù)位按鈕即可恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

2.4優(yōu)化效果

經(jīng)過(guò)優(yōu)化后,壓力機(jī)達(dá)到了以下效果"

(1)當(dāng)壓力機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),滑塊液壓缸內(nèi)保持一定的預(yù)壓力:(2)當(dāng)壓力機(jī)過(guò)載時(shí),滑塊緊急停止:(3)滑塊液壓缸內(nèi)的壓力小于設(shè)定壓力時(shí),壓力機(jī)不能運(yùn)轉(zhuǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

在液壓系統(tǒng)中,常常會(huì)因?yàn)閴毫虞d而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)崩潰,在液壓系統(tǒng)中設(shè)定卸荷閥,可減少液壓系統(tǒng)的維修成本,提升工作效率,通過(guò)改進(jìn)零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使其適用于1000~2000t壓力的沖床上。通過(guò)卸荷閥對(duì)大型沖床的作用,有效保護(hù)了大型沖床,減少了資源浪費(fèi),避免了因沖壓過(guò)程不易控制而出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題,提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。