Vykládací obvody hydraulického lisu

Předpokládaná doba čtení: 18 minut

Okruh vykládky je, když okruh nefunguje, takže olejové čerpadlo běží bez zátěže. Výhodou je delší životnost čerpadla, snížená spotřeba energie, snížená tvorba tepla v systému a vyšší účinnost a bezpečný provoz.

Otázka 1: Volba způsobu vykládky

1. Vykládací okruh s reverzním ventilem

Obrázek 1-1 je jednou z nejjednodušších metod vykládky, která je obecně vhodná pro systémy s malými průtoky, pro vysoký tlak a velké průtoky (> 3,5 MPa, 40 l/min) obvod způsobí otřesy.

1-1 Vykládací okruh s reverzním ventilem

2. Vykládací okruh s dvoucestným ventilem

Obrázek 1-2 ukazuje ručně ovládaný dvoucestný ventil pro uvolnění obvodu. Obr. 1-3 ukazuje obousměrný ventil ovládaný vačkou, takže když válec dosáhne konce svého zpětného zdvihu, obousměrný ventil je ovládán sám a olej z čerpadla je připojen k nádrži.

1-2 Vykládací okruh s ručním dvoucestným ventilem

1-3 Vykládací obvod s motorizovaným dvoucestným ventilem

3. Vybíjecí obvod pomocí akumulátoru

Použití vypouštěcího obvodu akumulátoru, běžně používaného v upínacím zařízení, protože obvod s akumulátorem může při dlouhodobých upínacích pracích použít akumulátor k okruhu ke stlačení a doplnění netěsností součástí a pouze olejového čerpadla přerušovaně s nakládací prací. V tomto okruhu je obecně zpětný ventil.

Obrázek 1-4 používá hydraulický obousměrný ventil, který se otevře, když okruh dosáhne určitého požadavku na tlak, což umožňuje vypuštění čerpadla. Obrázek 1-5 ukazuje obvod využívající tlakové relé a elektromagnetický dvoucestný ventil. Když tlak v okruhu dosáhne určité hodnoty, tlakové relé sepne elektromagnetický ventil, aby vypustilo čerpadlo.

1-4 Vykládací okruh s hydraulickým dvoucestným ventilem

1-5 Vykládací obvod s tlakovým relé a elektromagnetickým 2cestným ventilem

4. Vykládací okruh pomocí kapalinou ovládaného pojistného ventilu

Na obrázku 1-6 je port dálkového ovládání odlehčovacího ventilu připojen k elektromagnetickému dvoucestnému ventilu, který může být široce používán v automatických řídicích systémech díky použití solenoidových ventilů, které se používají v obecných strojních zařízeních a kovacích strojích . Elektromagnetický ventil je řízen tlakovým relé v okruhu, takže když tlak oleje v okruhu dosáhne určitého tlaku, elektromagnetický dvoucestný ventil se otevře, což umožní olejovému čerpadlu vyložit. Jednosměrný ventil je navržen tak, aby udržoval tlak v okruhu, když je olejové čerpadlo vyprázdněno. V tomto okruhu solenoidový dvoucestný ventil pouze vypouští průtok oleje přes vzdálený port přepouštěcího ventilu, což není velký průtok, takže lze použít malý dvoucestný ventil.

1-6 Vykládací okruh kapalinového pojistného ventilu

1-7 Vykládací okruh kapalinového pojistného ventilu

Situace na obrázku 1-7 je podobná výše uvedené, kromě toho, že k ovládání hydraulického dvoucestného ventilu a ovládání tlaku v okruhu se používá sekvenční ventil.

Protože je pojistný ventil vybaven ovládacím potrubím, zvyšuje se objem řídicí komory, což bude mít nestabilní účinek, a proto je do potrubí přidán tlumič, který zlepšuje jeho výkon.

5. Použití okruhu pro vypouštění kompozitního čerpadla

V procesu obrábění obráběcích strojů, válcování oceli a dalších zařízení potřebuje válec velké množství oleje a vysokorychlostní práci, dvě čerpadla současně do okruhu pro odesílání oleje (například proces podávání obrobků obráběcích strojů), jak je znázorněno na obrázku 1-8. Válec však postupuje do kontaktu s obrobkem, takže když tlak oleje stoupne, otevře se vypouštěcí ventil, poté nízkotlaké velké olejové čerpadlo bez zátěže, pouze vysokotlakým malým olejovým čerpadlem k přívodu oleje do okruhu .

1-8 Vykládací okruh se složeným čerpadlem

6. Obvod s variabilním čerpadlem kompenzace tlaku

Obvod zobrazený na obrázku 1-9 je variabilní olejové čerpadlo, které kompenzuje (řídí) množství oleje podle výstupního tlaku čerpadla, což šetří výkon čerpadla. Jak je znázorněno na obrázku 1-9, pomocí reverzního ventilu s neutrálním blokováním (typ O), když je ventil ve střední poloze, čerpadlo dodává pouze takové množství oleje, které ventilem uniká, a tím šetří energii.

1-9 Okruh s tlakově kompenzovaným variabilním čerpadlem

7. Vykládací obvod pro víceválcové systémy

Jak je znázorněno na obrázku 1-10, čerpadlo k více než dvěma válcům při dodávce oleje, čtyřcestný ventil a dvoucestný ventil zapojeny v akci, když je zpětný ventil válce ve střední poloze, čerpadlo nepracuje bez zatížení (tento obvod je v současné době používán v okruhu vícecestného reverzního ventilu).

1-10 Vykládací obvod pro víceválcový systém

Otázka 2: Výběr vykládacích ventilů

Nejprve si všimněte rozdílu mezi vypouštěcím pojistným ventilem a externím regulačním ventilem pro vypouštěcí ventil, vypouštěcí pojistný ventil se používá hlavně v hydraulickém okruhu vybaveném akumulátorem, když plnící tlak akumulátoru dosáhne nastaveného tlaku vypouštěcího pojistného ventilu , automaticky vypustí hydraulické čerpadlo. Vypouštěcí pojistný ventil vybavený zpětným ventilem slouží k zabránění zpětnému toku tlakového oleje v akumulátoru, když akumulátor dodává olej do systému a udržuje tlak. Když tlak kapaliny v akumulátoru klesne na přibližně 85% nastaveného tlaku vypouštěcího pojistného ventilu, vypouštěcí pojistný ventil se zavře a hydraulické čerpadlo obnoví plnění akumulátoru.

1-11 Pilotně ovládané vypouštěcí pojistné ventily jsou upřednostňovány pro hydraulické systémy s dlouhými dobami vykládky

1 - hydraulické čerpadlo 2, 3 - ventil

Za druhé, hydraulické systémy s dlouhou dobou vykládky by měly používat pilotně ovládané vypouštěcí pojistné ventily. Obrázek 1-11 (a) ukazuje hydraulický systém, který vyžaduje dlouhé intervaly působení a vysokorychlostní pohyb ovládacího prvku. Když se hydraulický válec přestane pohybovat, výstupní tlak hydraulického čerpadla 1 je vysoký a nízký a nemůže se nepřetržitě vypouštět, což má za následek vysokou spotřebu energie systému a vysokou teplotu oleje. Důvodem je netěsnost součásti v okruhu nebo potrubí, opakované otevírání a zavírání ventilu externí řídicí sekvence způsobené. Na obrázku 1-11 (b) proto vyberte přetlakový ventil vypouštěcího pilotního ventilu, který nahradí ventil původního okruhu 2 a ventil 3, přičemž vykládací píst na cívku řídicího ventilu použije další tah, aby byla zajištěna otevřená vykládací cesta čerpadla 1 , i když obvod uniká, aby se snížil tlak v akumulátoru, může čerpadlo 1 uvést do stavu nepřetržitého vykládání, aby splňovalo systémové požadavky.

Otázka 3: Návrh vykládacího okruhu

V systému zobrazeném na obrázku 1-12 je hydraulické čerpadlo kvantitativní, neutrální funkce třícestného reverzního ventilu je typu Y a hydraulický válec nefunguje, když se třícestný reverzní ventil vrací do neutrální polohy . Vykládání systému je prováděno pilotně ovládaným pojistným ventilem a dvoupolohovým vypouštěcím obvodem dvoucestných elektromagnetických ventilů, tentokrát může být port dálkového ovládání připojen přes malý elektromagnetický ventil a olejovou nádrž připojenou při vypnutí elektromagnetu, dvoupolohový obousměrný přístup elektromagnetického ventilu je přerušen, systém funguje normálně; když je elektromagnet zapnut, je připojen dvoupolohový dvoucestný elektromagnetický ventil, takže tlak v horní části hlavní cívky odlehčovacího ventilu je téměř nulový, cívka se zvedne a zvedne nejvyšší polohu, protože ventil Horní část pružiny cívky je měkká, takže tlak v tlakovém olejovém otvoru je v tuto chvíli velmi nízký a díky přetlakovému ventilu se celý systém při nízkém tlaku uvolní.

1-12 Pilotně ovládaný obvod regulace tlaku pojistného ventilu

Problémy:

Když byl hydraulický systém nainstalován a uveden do provozu, systém zaznamenal prudké vibrace a hluk.

Bylo zjištěno, že vibrace a hluk byly generovány přetlakovým ventilem. Demontáž a kontrola pojistného ventilu, částí ventilu, pohyblivých částí s vůlí, čistoty ventilů, instalace a dalších hledisek jsou v souladu s konstrukčními požadavky. Odlehčovací ventil byl testován na zkušebním stavu, výkonnostní parametry byly normální a k chybě došlo při instalaci systému.

Po opakovaném testování a analýze bylo zjištěno, že vykládací obvod, port dálkového ovládání odlehčovacího ventilu k dvoupolohovému dvoucestnému elektromagnetickému ventilu mezi populací délky potrubí je krátký, přepouštěcí ventil nevytváří vibrace a hluk, když délka potrubí je větší než 1 m, přepouštěcí ventil bude vytvářet vibrace a abnormální hluk.

Problém je způsoben zvýšením objemu řídicí komory přetlakového ventilu (přední komora pilotního ventilu). Čím větší je objem dutiny, tím je nestabilnější a dlouhé potrubí je náchylné ke zbytkům-trochu vzduchu, takže olej v dutině ve dvoupolohovém dvoucestném reverzním ventilu projde nebo se zlomí, kolísání tlaku je větší , způsobující kvalitu pružinového systému ventilu (nebo hlavního ventilu) samočinného buzení a generování šumu, je takový šum známý také jako vysokofrekvenční pískavý zvuk.

Řešení:

Při dálkové regulaci tlaku nebo vypouštění přetlakového ventilu platí, že čím kratší a tenčí je potrubí dálkového ovládání, tím lépe snížíte objem dutiny nebo nastavíte pevný tlumicí otvor pro snížení tlakových rázů a kolísání tlaku. Pevný tlumicí otvor je pevný škrticí prvek, který by měl být instalován co nejblíže k portu dálkového ovládání odlehčovacího ventilu, oddělující řídicí komoru odlehčovacího ventilu od řídicího potrubí, aby došlo k rázovému rázu a kolísání tlaku kapaliny být rychle utlumeny, což účinně eliminuje vibrace a pískání odlehčovacího ventilu.

Když je olej z portu dálkového ovládání odlehčovacího ventilu škrcen zpět do nádrže, zvýší se tlak oleje v řídicí dutině a podle toho se zvýší výstupní tlak systému. Aby se zabránilo nadměrnému zvýšení tlaku při vykládce systému, neměl by být tlumicí otvor pevného škrticího prvku příliš malý, pokud dokáže eliminovat vibrace a hluk. Kromě toho, pokud jsou otvory příliš malé, budou snadno zablokovány a systém nebude moci vyložit. V praxi se větší a delší tlumicí otvory osvědčily při řízení stability kapaliny účinněji než kratší a tenčí tlumicí otvory.

Otázka 4: Problémy v konstrukci vykládacího okruhu

1. Problém uvolnění obrobku hydraulického upínacího systému

Jak je znázorněno na obrázku 1-13 (a) pro upínací hydraulický systém obráběcích strojů a obrobků, když je zavřený sekvenční ventil 1, hydraulické čerpadlo nemůže okamžitě naplnit akumulátor, což má za následek, že se obrobek často uvolní nebo dokonce spadne, to lze použít Obrázek 1-13 (b) systém, práce ručního reverzního ventilu nastaveného do levé polohy, čerpadlo k akumulátoru a přívod oleje do hydraulického válce a zatlačte píst doprava. Při kontaktu s obrobkem stoupá tlak v systému, dokud tlakové relé nevysílá signál k napájení elektromagnetického ventilu 2 a uvolnění čerpadla přes ventil 3, akumulátor udržuje tlak v systému a doplňuje netěsnost systému. Když tlak klesne na spodní hranici tlakového relé, relé odpojí elektromagnetický ventil a hydraulické čerpadlo pokračuje v dodávce oleje do systému a akumulátoru. Tento příklad ilustruje konstrukci akumulátoru k udržení tlaku v systému při vykládce okruhu, - musí zajistit přiměřené složení konstrukce hydraulického okruhu. Když je obrobek naplněn olejem, obrobek je často uvolněný nebo dokonce spadl, pak lze použít systém znázorněný na obrázku 1-13 (b), ruční reverzní ventil je nastaven do levé polohy, čerpadlo dodává olej k akumulátoru a hydraulickému válci a tlačí píst doprava. Při kontaktu s obrobkem stoupá tlak v systému, dokud tlakové relé nevysílá signál k napájení elektromagnetického ventilu 2 a uvolnění čerpadla přes ventil 3, akumulátor udržuje tlak v systému a doplňuje netěsnost systému. Když tlak klesne na spodní hranici tlakového relé, relé odpojí elektromagnetický ventil a hydraulické čerpadlo pokračuje v dodávce oleje do systému a akumulátoru. Tento příklad ukazuje, že při navrhování vykládacího okruhu s akumulátorem pro udržování tlaku v systému je důležité, aby byl návrh hydraulického okruhu rozumný.

1-13 Hydraulický systém upínání obrobku

A. hydraulický systém pro upínání obrobků na obráběcích strojích 1-sekvenční ventil 2-hydrodynamický ventil 3-přetlakový ventil

b. Vylepšený hydraulický systém pro upínání obrobků na obráběcích strojích

1-tlakové relé 2-solenoidové ventily 3- pojistné ventily

2. Špatné vykládání dvoupolohového vykládacího okruhu dvoucestného ventilu

1-14 Vykládací okruh s dvoupolohovým dvoucestným ventilem

1-hydraulické čerpadlo 2-dvoupolohový dvoucestný elektromagnetický ventil

3 - přetlakový ventil

1-15 Vypouštěcí obvod pomocí malého dvoupolohového dvoucestného ventilu k ovládání pilotně ovládaného pojistného ventilu

1-hydraulické čerpadlo 2 přetlakový ventil

3-dvoupolohový, dvoucestný elektromagnetický ventil

1-16 Vykládací okruh s externě ovládaným pojistným ventilem

Obrázek 1-14 ukazuje vykládací obvod pomocí dvoupolohového dvoucestného ventilu. Hydraulické čerpadlo je vysokotlaké kvantitativní čerpadlo s vysokým průtokem, výstup čerpadla je připojen k dvoupolohovému dvoucestnému elektromagnetickému ventilu, když systém funguje, dvoupolohový dvoucestný ventil je napájen a odpojuje výstup hydraulického čerpadla do kanálu nádrže, výstupní tlak hydraulického čerpadla olej do systému, ovládací prvek začíná pracovat. Když ovládací prvek přestane fungovat, solenoid je bez napětí a výstup oleje z čerpadla je směrován do nádrže přes dvoupolohový dvoucestný ventil pro uvolnění systému. Bylo však zjištěno, že když byl dvoupolohový dvoucestný ventil bez napětí, systém nemohl být zcela vyložen a způsobil zahřátí systému.

Důvodem, proč není systém zcela vyprázdněn, je to, že specifikace dvoupolohového dvoucestného ventilu neodpovídá výstupnímu průtoku hydraulického čerpadla. Obecně řečeno, průtok dvoupolohovým dvoucestným ventilem by měl být stejný jako výstupní průtok hydraulického čerpadla při vykládce a ne menší než výstupní průtok hydraulického čerpadla. Pokud u dvoupolohových dvoucestných ventilů nelze specifikovat výstupní výkon hydraulického čerpadla zpět do nádrže, nevyhnutelně se zvýší výstupní tlak čerpadla prostřednictvím dvoupolohového dvoucestného ventilu, čímž se zvýší rozdíl hydraulického tlaku, takže dva -poziční dvoucestný ventil funguje jako škrticí klapka, takže se hydraulické čerpadlo nemůže zcela uvolnit a způsobit zahřátí systému.

Tento příklad ukazuje, že takový vykládací okruh je vhodný pouze pro hydraulické systémy s malým průtokem, tj. Obvykle pro hydraulická čerpadla s průtokem menším než 63 l/min. Vysokotlaké systémy a systémy s vysokým průtokem by měly používat jiné formy vykládacích obvodů, například ten, který je znázorněn na obrázku 1-15, který používá malý dvoupolohový dvoucestný ventil k ovládání pilotně ovládaného pojistného ventilu.

Když je dvoupolohový dvoucestný elektromagnetický ventil 3 pod napětím, port dálkového ovládání pojistného ventilu 2 vede k nádrži a výstup tlakového oleje z hydraulického čerpadla 1 otevře přetlakový ventil 2 při velmi nízkém tlaku a vše proudí zpět do nádrže, aby se dosáhlo vykládky. Velikost vypouštěcího tlaku závisí na síle pružiny hlavního ventilu odlehčovacího ventilu a je obecně 0,2 až 0,4 MPa. ventil 3 potřebuje pouze řídit olej vytékající z olejového okruhu přes pojistný ventil 2, což umožňuje použití menší specifikace ventilu a umožňuje dálkové ovládání. Když je elektromagnetický ventil odpojen, má tento vykládací obvod také mnohem mírnější proces náběhu než obvod znázorněný na obrázku 1-14.

Když je však ventil 3 připojen k portu dálkového ovládání ventilu 2, objem řídicí komory ventilu 2 se zvyšuje, což může způsobit nestabilitu práce, a z tohoto důvodu je na spojovacím zařízení často nastaveno tlumicí zařízení olejový okruh. Obvod vykládky pomocí externě ovládaných pojistných ventilů je také tohoto typu, jak je znázorněno na obrázku 1-16. Vykládá hydraulické čerpadlo a současně zajišťuje rychlé podávání hydraulických válců a postupné podávání práce. Obecně platí, že vykládací okruh musí snížit vyprazdňovací tlak na co nejnižší hodnotu (z tohoto důvodu by mělo být součástí okruhu co nejméně, potrubí by také mělo být co nejkratší), ale také aby byl systém v pracovním stavu a ve stavu vykládky při přepínání mezi sebou co nejplynuleji, malý náraz, nízká hlučnost.

3. Problém neúplného vykládání

1-17 Okruh vyprazdňování olejového čerpadla se zadržením tlaku v akumulátoru

1-hydraulické čerpadlo 2-hydraulický sekvenční ventil 3-zpětný ventil 4-akumulátor 5-pojistný ventil 6-dvoupolohový, dvoucestný, kapalinou ovládaný směrový ventil

Jak je znázorněno na obrázku 1-17 (a), když tlak v akumulátoru 4 stoupne na tlak nastavený vypouštěcím ventilem (kapalinou řízený sekvenční ventil) 2, ventil 2 se otevře, hydraulické čerpadlo 1 se uvolní, zpětný ventil 3 se zavře, a systém udržuje tlak (udržování tlaku); když je tlak v systému nižší než tlak nastavený ventilem 2, ventil 2 se zavře a čerpadlo 1 znovu dodá do systému tlakový olej. Odlehčovací ventil 5 v tuto chvíli funguje jako pojistný ventil. Hlavní chybou tohoto obvodu je, že vykládka není dokončena a dochází ke ztrátě napájení.

Důvod-porucha: když tlak stoupne, kapalinou ovládaný sekvenční ventil 2 se otevře jen částečně, stejně jako přetlakový ventil, takže se hydraulické čerpadlo 1 vyloží, což způsobí ztrátu výkonu.

Řešení:

Za prvé, použijte malý hydraulický sekvenční ventil 2 jako pilotní ventil k ovládání otevírání hlavního pojistného ventilu 5, jak je znázorněno na obrázku 1-17 (b), aby bylo zajištěno, že ventil 5 je při vykládce zcela otevřený.

Za druhé, obvod zobrazený na obr. 1-17 (c) se používá k otevření dvoupolohového třícestného kapalinou ovládaného reverzního ventilu 2 nejprve tlakem akumulátoru (systému) a poté k vytvoření dvoupolohového obousměrný kapalinou ovládaný reverzní ventil 6 se zcela otevře, čímž se zajistí, že se hlavní pojistný ventil 5 plně otevře, což umožní úplné vypuštění čerpadla 1.

4. Nestabilita při vykládce

1-18 Vykládací obvod s tlakovým relé a elektromagnetickým pojistným ventilem

1-hydraulické čerpadlo 2-zpětný ventil 3,3'- Tlakové relé 4-akumulátor 5-elektromagnetický pojistný ventil

Obvod akumulátoru na obrázku 1-18 používá tlakové relé 3 k řízení vykládky nebo činnosti olejového čerpadla. Hlavní chybou, která se v tomto okruhu vyskytuje, je to, že tlak v systému kolísá tam a zpět kolem regulované hodnoty tlaku tlakového relé 3 (interval návratu) a často se objevuje olejové čerpadlo, což může výrazně zkrátit životnost olejového čerpadla.

Řešením je použít regulaci diferenčního tlaku s duálními tlakovými relé, jak je znázorněno na obrázku 1-18 (b). Tlaková relé 3 a 3 'jsou nastavena na hodnoty nastavení vysokého a nízkého tlaku, vykládka olejového čerpadla je řízena hodnotou nastavení vysokého tlaku, zatímco přepracování olejového čerpadla je řízeno hodnota nastavení tlaku, takže když je olejové čerpadlo vyloženo, akumulátor pokračuje ve vypouštění oleje, dokud tlak při opětovném provozu olejového čerpadla postupně neklesne pod hodnotu nastavení nízkého tlaku. Mezi nimi je interval, čímž se zabrání fenoménu častého přepínání.