유압 프레스의 유압 회로 설계

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현대에서 기계, NS 유압 구동 시스템 사용되는 많은 기본 유압 회로로 구성됩니다. 소위 기본 회로는 일반적인 오일 회로의 특정 기능을 완료하는 데 사용되는 관련 유압 구성 요소로 구성됩니다. 기계의 성능, 요구 사항 및 작업 조건, 이러한 회로의 정확하고 합리적인 선택에 따라 역할 원리, 구성 및 특성을 숙달하여 완전한 유압 시스템을 형성하십시오.

압력 제어 회로 설계

압력 제어 회로는 압력 제어 밸브를 사용하여 시스템의 전체 또는 부분 압력을 제어하는 유압 회로입니다. 압력 밸브 제어 압력 회로는 요구 사항에서 작동 요소의 힘 및 토크 요구 사항을 충족하기 위해 압력 안정화, 감압, 압력 부스팅 및 다단계 압력 제어를 달성하는 데 사용할 수 있습니다. 압력 밸브의 표준 구성 요소는 릴리프 밸브, 감압 밸브, 시퀀스 밸브 및 단방향 감압 밸브와 단방향 시퀀스 밸브의 조합과 병렬로 체크 밸브입니다.

 압력 조절 회로

질문 1: 압력 조절 방식의 선택

먼저, 압력 제한 회로

릴리프 밸브는 유압 회로의 최대 압력을 제한하는 데 사용하는 것이 좋습니다. 그림 1-1은 압력 처리 기계의 공통 회로를 보여줍니다. 로우 릴리프 밸브 1은 실린더의 피스톤이 끝까지 올라갈 때(작동하지 않음) 피스톤이 자체 중량으로 떨어지지 않도록 유지하는 데 사용됩니다. 이것은 전력 소비를 줄이고 릴리프 밸브에서 오일이 가열되는 것을 방지합니다.  

둘째, 압력 원격 제어 회로

그림 1-2와 같이 솔레노이드 삼방 밸브가 자기 소거되면 회로 압력은 메인 릴리프 밸브에 대해 10MPa로 설정됩니다. 솔레노이드 삼방 밸브가 여기되면 우물이 사방 밸브를 통과합니다. , 압력은 메인 릴리프 밸브에 대해 10MPa로 설정됩니다. 밸브가 흥분되고 4 방향 솔레노이드 밸브를 통해 우물이 메인 밸브를 변경하고 릴리프 밸브 a 또는 b 경로로 원격 제어를 변경하면 주 회로 압력을 7 MPa 또는 5 MPa로 변환할 수 있습니다. 소유량 밸브 이외의 메인 밸브 외에 각 밸브의 용량.

셋째, 2단 압력 조절 유압 회로

그림 1-3에서 실린더 피스톤이 상승, 하강하고 피스톤이 가장 높은 위치에 있을 때 오일 회로 압력은 P2 = 5MPa(왼쪽 레지스터 고압 펌프 언로딩)입니다. 그러나 피스톤이 바닥에 도달하면 부하가 증가하고 압력 릴레이가 작동하여 솔레노이드 삼방 밸브를 조작하여 P1 = 10MPa, 고압 오일이 회로에 들어갑니다.

넷째, 복합 펌프용 압력 조절 회로

설계에서 펌프의 용량은 작업 요구 사항과 호환되어야 하며 낮은 구동 속도에서 발생하는 불필요한 열을 덜 차단해야 합니다. 그림 1-4 회로는 전기적으로 제어되며 최대 회로 효율성을 유지하는 데 필요한 다양한 유속 및 오일 압력에서 작동할 수 있으며 압력 구성 가변 펌프가 제공하는 이점이 있습니다. 회로의 전자 유압식 역전 밸브는 릴리프 밸브의 원격 제어 포트에서 작동되어 주 역전 밸브 간의 전환으로 인한 충격을 방지합니다.

질문 2: 압력 매개변수 조정NS

첫째, 릴리프 밸브의 부적절한 설정 압력

릴리프 밸브의 설정 압력이 적절하지 않아 유압 실린더가 필요한 속도로 움직이지 않습니다. 그림 1-5 회로는 들어 올릴 때 평평한 움직임이 필요합니다. 총, 속도 조정 범위는 크고 피스톤은 모든 위치에서 멈출 수 있지만 작동 중에는 호이스트 상승 속도를 조정하고 속도가 매우 거칠게 조정하면 속도가 변경되지 않고 스로틀 밸브가 매우 작게 열리는 경우에만 상승 속도가 변경됩니다. , 적절한 성능 요구 사항에 도달할 수 없습니다. 이것이 릴리프 밸브의 압력을 높게 조정하는 이유입니다. 릴리프 밸브의 압력 설정은 유압 펌프 작동 압력이 유압 실린더 부하 압력과 정확히 같아야 하며, 필요한 압력 강하 시 스로틀 밸브를 통해 모든 흐름을 펌프해야 합니다.

둘째, 부적절한 압력 설정 매개변수

부적절한 압력 설정 매개변수는 정압 펌프 공급 시스템에서 높은 오일 온도로 이어집니다. 정압 펌프의 유압 회로에서 그림 1-6과 같이 부적절한 압력 설정 매개변수로 인해 시스템 작동 중에 높은 오일 온도가 발생합니다. 위의 문제의 원인은 압력 밸브 1에 의해 설정된 시스템 압력 Pr이 밸브 2의 조절 스프링에 의해 설정된 압력 Pt보다 낮아서 정압 펌프가 항상 최대 변위, 압력에 대한 초과 흐름에서 작동하기 때문입니다. Pr은 탱크로 다시 넘치고 모두 열로 변환되어 시스템 온도가 상승하므로 밸브 1은 안전 밸브를 사용하기 위해 시스템에서 요구하는 최고 압력보다 0.5 ~ 1MPa 높은 압력으로 조정됩니다. 위의 문제는 해결할 수 있습니다.

셋째, 압력 매개변수 조정 실패 예

그림 1-7 정량 펌프 압력 제어 유압 회로에서 유압 펌프는 정량 펌프이며 위치에 있는 3방향 4방향 역전 밸브는 Y형일 수 있습니다. 따라서 유압 실린더가 작동을 멈추면 시스템이 언로드되지 않고 유압 펌프는 릴리프 밸브 오버플로에 의해 모두 압력 오일을 탱크로 다시 출력합니다. 시스템의 릴리프 밸브는 YF 유형 파일럿 작동식 릴리프 밸브이며, 이 릴리프 밸브의 구조는 3단 동심형입니다.

문제: 중간 위치에 있는 반전 밸브의 시스템은 발견된 릴리프 밸브의 압력을 조정합니다. 압력 값이 10MPa 이하일 때 릴리프 밸브가 정상 작동합니다. 압력이 10MPa 이상의 압력 값으로 조정되면 시스템이 휘파람과 같은 삐걱 거리는 소리를 내며 이때 압력 게이지 포인터가 격렬한 진동을 볼 수 있습니다. 테스트 결과 릴리프 밸브에서 소음이 발생하는 것으로 나타났습니다.

유압 회로 문제 분석: 3단 동축 고압 릴리프 밸브, 메인 스풀 및 밸브 본체, 밸브 덮개에 두 개의 슬라이딩 맞춤이 있습니다. 밸브 본체와 밸브 덮개 어셈블리가 설계를 넘어 보어의 동심도 후에 있는 경우 요구 사항에 따라 메인 스풀은 유연하게 움직일 수 없지만 보어의 측면에 붙어 비정상적인 움직임을 수행합니다. 압력이 일정 값으로 조정되면 메인 스풀 진동을 유발할 수밖에 없습니다. 이 진동은 기존의 진동의 작업 운동에서 메인 스풀이 아니지만, 메인 스풀이 특정 위치(이때 메인 스풀이 유압 형체력을 지탱하면서)에 끼어 고주파 진동에 의해 유발된다. 이 고주파 진동은 스프링의 강한 진동, 특히 압력 조절 총알과 소음 공명을 유발합니다.

게다가 고압 오일은 정상적인 오버플로 포트를 통해 흐르지 않고 막힌 오버플로 포트와 내부 배수 채널을 통해 탱크로 다시 흐르기 때문에 이 고압 오일 흐름은 고주파 유체 소음을 방출합니다. 이 진동과 소음은 시스템의 특정 작동 조건에 의해 발생하며, 이것이 10MPa 미만의 압력에서 삐걱거리는 소리를 내지 않는 이유입니다.

해결책

YF 형 릴리프 밸브의 제조 정확도는 비교적 높습니다. 길들이기 커버와 밸브 몸체 사이의 연결 부분의 내부 및 외부 원형 표면의 동심도와 메인 스풀의 세 어깨의 외부 원형 표면의 동심도는 지정된 범위 내에 있어야 합니다. 또한, 메인 스풀의 감쇠 구멍은 메인 스풀이 진동할 때 감쇠 효과가 제한됩니다. 작동유의 점도가 낮거나 온도가 너무 높으면 감쇠 효과가 그에 따라 감소하므로 적절한 오일 점도를 선택하고 제어 시스템 온도 상승이 너무 높으면 진동 및 소음 감소에 도움이 됩니다. .

넷째, 압력 매개변수 조정 실패 문제

• 압력을 위로 조정할 수 없습니다. 주된 이유는 릴리프 밸브의 압력 조절 스프링이 너무 부드럽거나 잘못 설치되었거나 누락되었기 때문입니다. 파일럿 형 릴리프 밸브 메인 밸브 댐핑 구멍 막힘, 오일 압력의 하단에있는 슬라이드 밸브, 상부 캐비티의 액체 압력과 메인 밸브 스프링 힘을 극복하여 메인 밸브가 위로 이동하여 조절 스프링이 손실되었습니다. 메인 밸브의 제어, 그래서 방수로 오버플로를 여는 낮은 압력의 메인 밸브; 스풀과 밸브 시트가 닫히지 않고 누출이 심각합니다. 스풀은 열린 위치에 걸린 버 또는 기타 먼지입니다.
• 압력이 너무 높아 아래로 조정할 수 없습니다. 주된 이유는 스풀이 버 또는 먼지가 닫힌 위치에 붙어 메인 밸브가 열리지 않기 때문입니다. 설치, 밸브 입구 및 출구가 잘못된 연결, 스풀을 밀어 움직이는 압력 오일이 없으므로 스풀을 열 수 없습니다. 댐핑 구멍이 막히기 전에 파일럿 밸브가 막혀 메인 밸브를 열 수 없습니다.
• 압력 진동이 큽니다. 주된 이유는 오일에 공기가 섞여 있기 때문입니다. 스풀과 밸브 시트 사이의 접촉 불량; 감쇠 구멍의 직경이 너무 커서 감쇠 효과가 약합니다. 감쇠 역할이 약합니다. 공명; 밸브 본체 움직임의 스풀은 유연하지 않습니다. 위의 문제에 대해 회로 설계, 구성 요소 선택, 구성 요소 매개 변수 및 시스템 조정, 파이프라인 설치, 작동유 사용 등에 있을 수 있습니다. 위에서 언급한 문제는 회로 설계, 구성 요소 선택, 구성 요소 측면에서 처리할 수 있습니다. 매개변수 및 시스템 조정, 배관 설치, 유압유 사용 및 기타 목표 개선.

질문 3: 유압 펌프의 출구 폐쇄

그림 1-8(a)는 릴리프 밸브 1과 릴리프 밸브 2에 의해 조절되는 두 압력 사이에서 시스템 압력을 전환하는 조절 회로를 보여줍니다. 시스템 압력은 역전 밸브 3이 왼쪽 위치에 있을 때 다음과 같이 릴리프 밸브 1에 의해 조절됩니다. 릴리프 밸브 2를 올바른 위치에 놓고 시스템을 중립 위치에서 언로드합니다. 시스템. 일정 기간 사용 후 호스 파열 사고가 발생했습니다. 사고를 분석한 결과 무리한 시스템 설계로 인한 것으로 파악됐다. 압력 전환을 수행하는 과정에서 밸브 3을 반전시키는 과정에서 밸브가 완전히 닫히는 짧은 과정을 거쳐야 합니다. 이 과정에서 펌프 출력 오일로 인해 시스템 압력이 갑자기 상승할 수 없으며 반복적인 압력 충격으로 인해 유압을 만들 수 있습니다. 호스 피로 파열.

해결책

하나의 솔루션이 그림 1-8(b)에 나와 있습니다.

이 예는 다음을 보여줍니다. 매우 짧은 출력 폐쇄도 유압 시스템에 많은 압력 충격을 일으킬 것입니다. 시스템에 호스가 없으면 오랜 시간이 필연적으로 유압 펌프의 손상으로 이어질 것입니다.

질문 4: 압력 밸브 간의 간섭

첫째, 2 펌프 유압 시스템

그림 1-9에 표시된 유압 시스템에서 유압 펌프 1 및 2는 각각 유압 실린더 7 및 8에 압력 오일을 공급하고 역전 밸브 5 및 6은 모두 3방향 4방향 Y형 솔레노이드 역전 밸브입니다.

문제: 유압 펌프가 시동되고 시스템이 작동하기 시작하면 릴리프 밸브 3 및 4의 압력이 불안정하고 진동하여 소음이 발생합니다.

테스트 결과 하나의 릴리프 밸브만 작동할 때 조절된 압력이 안정적이었고 뚜렷한 진동과 소음이 없었습니다. 두 개의 릴리프 밸브가 동시에 작동하면 위의 결함이 발생합니다.

유압 시스템에서 두 릴리프 밸브는 공통 리턴 라인 외에 다른 연결이 없음을 알 수 있습니다. 분명히 결함은 이 공통 리턴 라인에 의해 발생합니다. 릴리프 밸브 성능의 구조에서 볼 수 있습니다. 내부 드레인에 대한 릴리프 밸브 제어 오일 채널, 즉 압력 오일이 밸브로 들어가기 전에 릴리프 밸브가 댐핑 구멍을 통해 제어 용량 캐비티로 흐릅니다. 상승, 밸브에 대한 조치.

압력이 상승하고 밸브의 유압이 조절 스프링을 초과하면 콘 밸브 포트를 열어 압력을 낮추고 오일은 밸브 본체 오리피스를 통해 릴리프 밸브의 리턴 캐비티로 흐르고 메인에서 범람하는 오일 밸브 포트는 수렴하여 리턴 파이프라인을 통해 탱크로 다시 흐릅니다. 동일한 흐름이므로 릴리프 밸브의 리턴 파이프라인에서 오일의 흐름 상태는 릴리프 밸브의 조절 압력에 직접적인 영향을 미칩니다.

파일럿 밸브의 콘 밸브에 직접 압력 충격, 배압 및 기타 유체 변동이 있으므로 제어 캐비티의 압력도 증가하고 충격 및 변동이 발생하여 릴리프 밸브의 압력 조정이 불안정하여 쉽게 유발됩니다. 진동과 소음.

해결책

상호 간섭을 피하기 위해 두 개의 릴리프 밸브를 별도로 오일 탱크에 되돌려 놓습니다. 어떤 요인으로 인해 탱크에 다시 결합해야 하는 경우 리턴 파이프를 더 두껍게 결합한 후 결합해야 하며 두 개의 릴리프 밸브를 외부 누출 유형, 즉 오일의 콘 밸브 입구와 메인 밸브 후에 변경해야 합니다. 다시 오일 챔버로 분리되고 외부 누출 유형 릴리프 밸브에서 탱크로 별도의 연결이 다시 분리됩니다.

둘째, 리프트 테이블 유압 시스템

그림 1-10 회로에서 볼 수 있듯이 각 회로는 개별적으로 작동하며 두 회로는 동일한 사양의 유압 구성 요소, 동일한 파이프라인 직경에 해당합니다.

문제: 두 개의 유압 펌프가 동시에 작동을 시작하면 릴리프 밸브 3과 4가 압력 변동, 진동 및 소음을 조정합니다.

테스트는 펌프가 단일 실린더 작동을 시작할 때 릴리프 밸브에 의해 조정 된 압력이 안정적이고 명백한 진동과 소음이 없으며 두 개의 펌프가 동시에 시작할 때, 즉 두 개의 릴리프 밸브가 작동한다는 것을 보여줍니다. 동시에 위에서 언급한 오류가 발생합니다.

그림 1-10에서 볼 수 있듯이 두 개의 릴리프 밸브는 공통 리턴 파이프를 공유하며 다른 연결은 없습니다. 분명히 결함은 이 공통 파이프에 있습니다. 전체 리턴 파이프가 여전히 별도의 회로의 직경에 따라 설계되면 두 펌프에 동시에 오일을 공급할 때 릴리프 밸브의 리턴 포트 배압이 증가하는 것이 불가피합니다.

두 개의 펌프가 동시에 공급되면 릴리프 밸브의 리턴 포트 배압이 증가합니다. 두 개의 펌프가 동시에 작동할 때 층류 상태, 저항 손실에 따른 총 리턴 라인이 1배 증가함을 알 수 있습니다. 난류 상태, 3배 증가, 즉 릴리프 밸브 배압이 1~3배 증가합니다.

릴리프 밸브 구조와 작동 원리에서 볼 수 있듯이 댐핑 구멍의 메인 스풀을 통해 제어 캐비티로 오일을 제어합니다. 압력이 상승하여 파일럿 밸브 조절 스프링력을 극복하면 압력 오일이 파일럿 밸브 포트를 엽니다. , 밸브 본체 배수 통로를 통해 밸브 포트 압력 감소를 통한 오일 흐름.

오일은 릴리프 밸브의 오일 리턴 캐비티로 흐르고 메인 밸브 포트에서 넘친 오일은 합류하여 오일 리턴 파이프를 통해 오일 탱크로 다시 흐릅니다. 탱크로 다시 동일한 흐름. 따라서 릴리프 밸브의 리턴 라인에서 오일 흐름의 흐름 상태는 릴리프 밸브의 조정 압력에 직접적인 영향을 미칩니다. 두 개의 펌프가 동시에 작동하면 두 개의 릴리프 밸브가 동일한 리턴 라인을 공유하고 두 개의 오일 흐름 흐름의 상호 작용으로 압력 변동이 발생하기 쉽고 릴리프 밸브 리턴 포트 배압은 크게 변합니다. 상호 간섭의 두 가지 원인, 오일 압력의 릴리프 밸브 제어 용량 캐비티도 변경되어 릴리프 밸브의 불안정한 압력 조정으로 이어지고 진동과 소음이 동반됩니다.

위에서 언급한 고장을 제거하기 위해 두 개의 릴리프 밸브는 총 리턴 파이프의 직경을 증가시킬 수 있으며 두 개의 릴리프 밸브는 외부 누출 유형, 즉 파일럿 밸브 오리피스를 통한 오일의 흐름으로 대체됩니다. 다른 누출 파이프가 탱크로 다시 흐르거나 두 개의 릴리프 밸브에 자체 리턴 파이프가 장착되어 상호 간섭을 피하기 위해 두 개의 릴리프 밸브에 자체 리턴 라인을 장착할 수 있습니다.

셋째, 다중 릴리프 밸브 공진 문제

그림 1-11(a)에 표시된 유압 시스템에서 펌프 1과 펌프 2는 정량 펌프의 동일한 사양이며 시스템에 작동유를 공급하는 동안 3방향 4방향 역전 밸브 7은 위치에 Y일 수 있습니다. 유형, 릴리프 밸브 3 및 4도 펌프 1 및 펌프 2 출력 포트 오일에 각각 설치된 동일한 사양입니다.

릴리프 밸브 3 및 4는 동일한 크기이며 일정한 압력 릴리프를 위해 각각 펌프 1 및 펌프 2의 출력 포트에 설치됩니다. 릴리프 밸브의 압력 설정은 14MPa이며 시스템이 시작되면 시스템에서 사이렌과 같은 휘파람 소리가 난다. 작동을 시작할 때 시스템에서 휘파람이 울립니다.

시운전 후 릴리프 밸브에서 소음이 발생하여 펌프와 릴리프 밸브의 한쪽만 작동하면 소음이 사라지고 펌프의 양쪽이 동시에 작동하면 휘파람 소리가 나는 것을 발견했습니다. 소음의 원인은 유체의 작용으로 두 개의 릴리프 밸브가 공진하기 때문임을 알 수 있습니다 릴리프 밸브의 작동 원리에 따르면 릴리프 밸브가 액압의 상호 작용하에 작동하고 있음을 알 수 있습니다 및 스프링력으로 인해 진동 및 소음을 유발하기 쉽습니다. 릴리프 밸브의 출구 및 제어 포트의 압력 오일이 변동하면 즉 유압 쇼크가 발생하면 릴리프 밸브의 메인 스풀, 콘 밸브 및 상호 작용하는 스프링이 진동하여 진동 정도와 상태가 다양합니다. 유체 압력 충격 및 변동 조건. 따라서 릴리프 밸브와 관련된 오일 흐름이 더 안정적일수록 릴리프 밸브가 더 안정적으로 작동할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

위의 시스템에서 이중 펌프는 혼합 흐름, 유체 충격 및 변동이 발생한 후 체크 밸브를 통해 압력 오일을 출력하여 체크 밸브 진동을 유발하여 유압 펌프 출구 압력 오일 불안정을 초래합니다. 그리고 펌프 출력 압력 오일은 원래 맥동하기 때문에 펌프 출력 압력 오일은 크게 변동하고 릴리프 밸브 진동을 유발합니다. 그리고 두 릴리프 밸브의 고유 주파수가 동일하기 때문에 릴리프 밸브 공진을 일으켜 비정상적인 소음을 발생시킵니다.

제외 방법NS

• 릴리프 밸브 3과 4는 이중 펌프 병합에 배치된 대용량 릴리프 밸브로 교체되어 릴리프 밸브도 진동하지만 조건의 공진이 배제되기 때문에 너무 강하지 않습니다.
• 두 개의 릴리프 밸브는 약 1MPa의 압력에서 엇갈리게 설정되지만 공진을 피하기도 합니다. 이 때, 유압 실린더의 작동 압력이 13MPa와 14MPa 사이이면 릴리프 밸브의 설정 값을 각각 높여야 최소 설정 압력이 유압 실린더의 작동 요구 사항을 충족하고 압력 차이가 여전히 1MPa를 유지해야 합니다.
• 위의 회로를 그림 1-11(b)의 형태로 변경합니다. 즉, 두 개의 릴리프 밸브의 원격 제어 포트가 원격 레귤레이터(11)에 연결되고 시스템의 조정 압력은 레귤레이터에 의해 결정됩니다. 릴리프 밸브의 파일럿 밸브와 직접적인 관계가 없지만 파일럿 밸브 조절 스프링의 설정 압력 값이 조절기의 최대 조정 압력보다 높아야 합니다.

• 리모트 레귤레이터가 효과적으로 작동하려면 리모트 레귤레이터의 조정 압력 범위가 릴리프 밸브의 파일럿 밸브 조정 압력보다 낮아야 하기 때문입니다. 그렇지 않으면 리모트 레귤레이터가 작동하지 않습니다.