Цепи разгрузки гидравлического пресса

Приблизительное время прочтения: 18 минут

Разгрузочный контур - это когда контур не работает, так что масляный насос работает без нагрузки. Преимуществами являются более длительный срок службы насоса, пониженное энергопотребление, пониженное тепловыделение системы, а также повышенная эффективность и безопасность эксплуатации.

Вопрос 1: Выбор способа разгрузки

1. Разгрузочный контур с реверсивным клапаном.

Рисунок 1-1 - один из простейших методов разгрузки, обычно подходящий для систем с малым расходом, при высоком давлении и большом расходе (> 3,5 МПа, 40 л / мин) контур будет вызывать удары.

1-1 Разгрузочный контур с реверсивным клапаном

2. Разгрузочный контур с двухходовым клапаном.

На Рисунке 1-2 показан двухходовой клапан с ручным управлением для разгрузки контура. На рис. 1-3 показан двухходовой клапан, управляемый кулачком, так что, когда цилиндр достигает конца своего обратного хода, двухходовой клапан приводится в действие сам по себе, и масло из насоса поступает в резервуар.

1-2 Разгрузочный контур с ручным двухходовым клапаном

1-3 Разгрузочный контур с двухходовым клапаном с электроприводом

3. Схема разгрузки с помощью аккумулятора.

Использование схемы разгрузки аккумулятора, обычно используемой в зажимном устройстве, потому что схема с аккумулятором при длительных зажимных работах может использовать аккумулятор в цепи для давления и дополнения утечки компонентов, а только масляный насос периодически с нагрузкой. В этой схеме обычно присутствует обратный клапан.

На рисунке 1-4 используется гидравлический двухходовой клапан, который открывается, когда в контуре достигается определенное давление, что позволяет разгрузить насос. На рис. 1-5 показана схема, в которой используется реле давления и двухходовой электромагнитный клапан. Когда давление в контуре достигает определенного значения, реле давления приводит в действие электромагнитный клапан, чтобы разгрузить насос.

1-4 Разгрузочный контур с гидравлическим двухходовым клапаном

1-5 Разгрузочный контур с реле давления и двухходовым электромагнитным клапаном

4. Разгрузочный контур с использованием предохранительного клапана с жидкостным управлением.

На рисунке 1-6 порт дистанционного управления предохранительным клапаном соединен с двухходовым электромагнитным клапаном, который может широко использоваться в системах автоматического управления благодаря использованию электромагнитных клапанов, которые используются в общем машиностроении и кузнечном оборудовании. . Электромагнитный клапан управляется реле давления в контуре, так что, когда давление масла в контуре достигает определенного давления, двухходовой электромагнитный клапан открывается, позволяя масляному насосу разгрузиться. Односторонний клапан предназначен для поддержания давления в контуре при ненагруженном масляном насосе. В этом контуре двухходовой электромагнитный клапан отводит поток масла только через удаленный порт предохранительного клапана, что не является большим расходом, поэтому можно использовать двухходовой клапан небольшого размера.

1-6 Разгрузочный контур предохранительного клапана с гидравлическим приводом

1-7 Разгрузочный контур гидравлического предохранительного клапана

Ситуация на рис. 1-7 аналогична описанной выше, за исключением того, что клапан последовательности используется для управления двухходовым гидравлическим клапаном и управления давлением в контуре.

Поскольку предохранительный клапан снабжен линией управления, объем камеры управления увеличивается, что приводит к нестабильному действию, по этой причине к линии добавляется демпфер для улучшения ее характеристик.

5. Использование составной схемы разгрузки насоса.

В процессе работы станка, прокатки стали и другого оборудования цилиндру требуется большое количество масла и высокоскоростная работа, два насоса одновременно в цепь для отправки масла (например, процесс подачи заготовки станков), как показано на рисунке 1-8. Тем не менее, цилиндр продвигается, чтобы контактировать с заготовкой, так что при повышении давления масла открывается разгрузочный клапан, а затем большой масляный насос низкого давления работает без нагрузки, только с помощью небольшого масляного насоса высокого давления в систему подачи масла. .

1-8 Разгрузочный контур с составным насосом

6. Контур с регулируемым насосом компенсации давления.

Схема, показанная на Рисунке 1-9, представляет собой регулируемый масляный насос, который компенсирует (регулирует) количество масла в соответствии с выходным давлением насоса, что позволяет экономить мощность насоса. Как показано на рис. 1-9, при использовании реверсивного клапана с блокировкой нейтрали (тип O), когда клапан находится в среднем положении, насос подает только то количество масла, которое пропускает клапан, тем самым экономя электроэнергию.

1-9 Контур с регулируемым насосом с компенсацией давления

7. Разгрузочный контур для многоцилиндровых систем.

Как показано на Рисунке 1-10, насос к более чем двум цилиндрам при подаче масла, четырехходовой клапан и двухходовой клапан соединены в действии, когда реверсивный клапан цилиндра находится в среднем положении, насос работает без нагрузки. (эта схема в настоящее время используется в схеме многоходового реверсивного клапана).

1-10 Разгрузочный контур для многоцилиндровой системы

Вопрос 2: Выбор разгрузочной арматуры

Во-первых, обратите внимание на разницу между предохранительным клапаном разгрузки и внешним клапаном последовательности управления для разгрузочного клапана, предохранительный клапан разгрузки в основном используется в гидравлическом контуре, оборудованном гидроаккумулятором, когда давление наполнения гидроаккумулятора достигает заданного давления предохранительного клапана разгрузки. , он автоматически производит разгрузку гидравлического насоса. Разгрузочный предохранительный клапан, снабженный обратным клапаном, используется для предотвращения обратного потока масла под давлением в гидроаккумуляторе, когда гидроаккумулятор подает масло в систему и поддерживает давление. Когда давление жидкости в гидроаккумуляторе падает примерно до 85% от установленного давления разгрузочного предохранительного клапана, разгрузочный предохранительный клапан закрывается, и гидравлический насос возобновляет заполнение гидроаккумулятора.

1-11 Разгрузочные предохранительные клапаны с пилотным управлением предпочтительны для гидравлических систем с длительным временем разгрузки.

1 - гидронасос 2, 3 - клапан

Во-вторых, в гидравлических системах с длительными периодами разгрузки следует использовать предохранительные разгрузочные клапаны с пилотным управлением. На рис. 1-11 (а) показана гидравлическая система, которая требует длительных интервалов действия и высокоскоростного движения исполнительного элемента. Когда гидроцилиндр перестает двигаться, давление на выходе гидравлического насоса 1 высокое или низкое, и он не может непрерывно разгружаться, что приводит к высокому энергопотреблению системы и высокой температуре масла. Это происходит из-за компонента в цепи или утечки трубопровода, повторного открытия и закрытия клапана последовательности внешнего управления, вызванного. Таким образом, на Рис. 1-11 (b) выберите пилотный предохранительный клапан разгрузки для замены исходного клапана 2 контура и клапана 3, разгрузку, плунжер к золотнику пилотного клапана, чтобы приложить дополнительное усилие, чтобы гарантировать, что канал разгрузки насоса 1 открыт. , даже если в контуре протекает утечка, чтобы снизить давление в гидроаккумуляторе, насос 1 может работать в непрерывном режиме разгрузки, чтобы соответствовать требованиям системы.

Вопрос 3: Конструкция разгрузочного контура

В системе, показанной на Рисунке 1-12, гидравлический насос является количественным, нейтральная функция трехходового реверсивного клапана является Y-образной, а гидроцилиндр не действует, когда трехходовой реверсивный клапан возвращается в нейтральное положение. . Разгрузка системы осуществляется с помощью предохранительного клапана с пилотным управлением и разгрузочной цепи двухпозиционного двухходового электромагнитного клапана, на этот раз это может быть порт дистанционного управления через небольшой электромагнитный клапан и масляный бак, подключенный при отключении питания электромагнита, двухпозиционный двусторонний доступ к электромагнитному клапану перекрыт, система работает нормально; при включении электромагнита двухпозиционный двухходовой соленоидный клапан подключается, поэтому давление в верхней части главного золотника предохранительного клапана близко к нулю, золотник поднимается до самого высокого положения, потому что Клапан Верхняя часть пружины золотника мягкая, поэтому давление в масляном канале под давлением в это время очень низкое, а предохранительный клапан заставляет всю систему разгружаться при низком давлении.

1-12 Цепь управления давлением предохранительного клапана с пилотным управлением

Проблемы:

Когда гидравлическая система была установлена и введена в эксплуатацию, система испытала сильную вибрацию и шум.

Было обнаружено, что вибрация и шум создавались предохранительным клапаном. Разборка и проверка предохранительного клапана, деталей клапана, движущихся частей с зазором, чистоты клапана, установка и другие аспекты соответствуют проектным требованиям. Предохранительный клапан был протестирован на испытательном стенде, рабочие параметры были в норме, отказ произошел при установке системы.

После повторных испытаний и анализа было обнаружено, что цепь разгрузки, порт дистанционного управления предохранительным клапаном к двухпозиционному двухходовому соленоидному клапану между населением длины трубопровода коротка, предохранительный клапан не производит вибрации и шума, когда длина трубопровода превышает 1 м, предохранительный клапан будет производить вибрацию и ненормальный шум.

Проблема вызвана увеличением объема камеры управления предохранительным клапаном (передняя камера пилотного клапана). Чем больше объем полости, тем более нестабильно, а длинный трубопровод склонен к остаточному - небольшому количеству воздуха, так что масло в полости в двухпозиционном двухходовом реверсивном клапане проходит или ломается, колебания давления больше , вызывая качественные самовозбуждающиеся колебания пружинной системы клапана (или основного клапана) и создавая шум, такой шум также известен как высокочастотный свистящий звук.

Решение:

При дистанционном регулировании давления или разгрузке предохранительного клапана, чем короче и тоньше трубопровод дистанционного управления, тем лучше уменьшить объем полости или установить фиксированное демпфирующее отверстие, чтобы уменьшить скачок давления и колебания давления. Фиксированное демпфирующее отверстие представляет собой фиксированный дроссельный элемент, который должен быть установлен как можно ближе к порту дистанционного управления предохранительного клапана, отделяя камеру управления предохранительного клапана от регулирующего трубопровода, так что удар и колебания давления жидкости будут Быстро затухать, эффективно устраняя вибрацию и свист предохранительного клапана.

По мере того, как масло из порта дистанционного управления предохранительного клапана дросселируется обратно в резервуар, это увеличивает давление масла в полости управления, и поэтому давление нагнетания системы будет соответственно увеличиваться. Чтобы предотвратить чрезмерное повышение давления разгрузки системы, демпфирующее отверстие фиксированного дроссельного элемента не должно быть слишком маленьким, если оно может устранить вибрацию и шум. Более того, если отверстия будут слишком маленькими, они будут легко заблокированы, и система не сможет разгрузиться. На практике более крупные и длинные демпфирующие отверстия оказались более эффективными в управлении стабильностью жидкости, чем более короткие и тонкие демпфирующие отверстия.

Вопрос 4: Проблемы в конструкции разгрузочного контура

1. Проблема ослабления детали гидравлической зажимной системы.

Как показано на Рисунке 1-13 (a) для гидравлической системы зажима обрабатываемой детали станка, когда клапан последовательности 1 закрыт, гидравлический насос не может сразу заполнить аккумулятор, в результате чего заготовка часто ослабляется или даже отваливается. это может быть использована система Рис. 1-13 (b), работа ручного реверсивного клапана, установленного в левое положение, насоса к гидроаккумулятору и подачи масла в гидроцилиндр, и толкание поршня вправо. При контакте с заготовкой давление в системе повышается до тех пор, пока реле давления не отправит сигнал для включения электромагнитного клапана 2 и разгрузки насоса через клапан 3, аккумулятор поддерживает давление в системе и восполняет утечку в системе. Когда давление падает до нижнего предела реле давления, реле обесточивает электромагнитный клапан, и гидравлический насос продолжает подавать масло в систему и аккумулятор. Этот пример иллюстрирует конструкцию гидроаккумулятора для поддержания давления в системе при разгрузке контура, - должен сделать конструктивную композицию гидравлического контура разумной. Когда заготовка заполнена маслом, заготовка часто болтается или даже отваливается, тогда можно использовать систему, показанную на Рисунке 1-13 (b), ручной реверсивный клапан установлен в левое положение, насос подает масло к гидроаккумулятору и гидроцилиндру и толкает поршень вправо. При контакте с заготовкой давление в системе повышается до тех пор, пока реле давления не отправит сигнал для включения электромагнитного клапана 2 и разгрузки насоса через клапан 3, аккумулятор поддерживает давление в системе и восполняет утечку в системе. Когда давление падает до нижнего предела реле давления, реле обесточивает электромагнитный клапан, и гидравлический насос продолжает подавать масло в систему и аккумулятор. Этот пример показывает, что при проектировании разгрузочного контура с аккумулятором для поддержания давления в системе важно сделать конструкцию гидравлического контура разумной.

1-13 Гидравлическая система зажима заготовки

а. гидравлическая система для зажима заготовок на станках 1-позиционный клапан 2-гидродинамический клапан 3-х предохранительный клапан

б. Улучшенная гидравлическая система для зажима заготовок на станках

1 реле давления 2 электромагнитные клапана 3 предохранительные клапаны

2. Плохая разгрузка разгрузочного контура двухпозиционного двухходового клапана.

1-14 Разгрузочный контур с двухпозиционным двухходовым клапаном

1 - гидронасос 2 - двухпозиционный двухходовой электромагнитный клапан

3 - предохранительный клапан

1-15 Разгрузочный контур с использованием небольшого двухпозиционного двухходового клапана для управления предохранительным клапаном с пилотным управлением

1-гидронасос 2-предохранительный клапан

3-х позиционный двухходовой электромагнитный клапан

1-16 Разгрузочный контур с предохранительным клапаном с внешним управлением

На рисунке 1-14 показана схема разгрузки с использованием двухпозиционного двухходового клапана. Гидравлический насос представляет собой количественный насос высокого давления с высоким расходом, выход насоса соединен с двухпозиционным двухходовым электромагнитным клапаном, когда система работает, двухпозиционный двухходовой клапан находится под напряжением, отключая Выход гидронасоса в канал бака, давление масла на выходе гидронасоса в систему, исполнительный элемент начинает работать. Когда исполнительный элемент перестает работать, соленоид обесточивается, и масло, выходящее из насоса, направляется в бак через двухпозиционный двухходовой клапан для разгрузки системы. Однако было обнаружено, что, когда двухпозиционный двухходовой клапан был обесточен, система не могла быть полностью разгружена и вызывала нагрев системы.

Причина неполной разгрузки системы заключается в том, что характеристики двухпозиционного двухходового клапана не соответствуют выходному потоку гидравлического насоса. Вообще говоря, расход через двухпозиционный двухходовой клапан должен быть равен расходу на выходе гидравлического насоса при разгрузке и не меньше расхода на выходе гидравлического насоса. Если характеристики двухпозиционного двухходового клапана не могут быть выходным потоком гидравлического насоса полностью обратно в резервуар, неизбежно приведет к увеличению выходного давления насоса через двухпозиционный двухходовой клапан гидравлического давления разницы, так что два -позиционный двухходовой клапан действует как дроссельная заслонка, поэтому гидравлический насос не может полностью разгрузиться и вызвать нагрев системы.

Этот пример показывает, что такой разгрузочный контур подходит только для гидравлических систем с небольшим расходом, то есть обычно для гидравлических насосов с расходом менее 63 л / мин. В системах высокого давления и высокого расхода следует использовать другие формы разгрузочных контуров, например, показанный на рис. 1-15, в котором используется небольшой двухпозиционный двухходовой клапан для управления предохранительным клапаном с пилотным управлением.

Когда двухпозиционный двухходовой соленоидный клапан 3 находится под напряжением, порт дистанционного управления предохранительного клапана 2 ведет к резервуару, и выходное давление масла из гидравлического насоса 1 открывает предохранительный клапан 2 при очень низком давлении, и все течет обратно. в цистерну, чтобы добиться разгрузки. Величина давления разгрузки зависит от прочности пружины главного клапана предохранительного клапана и обычно составляет от 0,2 до 0,4 МПа. Клапан 3 должен только управлять потоком масла, вытекающим из масляного контура через предохранительный клапан 2, что позволяет использовать клапан меньшего размера и обеспечивает дистанционное управление. Когда электромагнитный клапан отключен, этот разгрузочный контур также имеет гораздо более умеренный процесс нарастания, чем схема, показанная на Рисунке 1-14.

Однако, когда клапан 3 подключен к порту дистанционного управления клапана 2, объем камеры управления клапана 2 увеличивается, что может вызвать нестабильность в работе, и по этой причине на соединительном элементе часто устанавливается демпфирующее устройство. масляный контур. Схема разгрузки с использованием предохранительных клапанов с внешним управлением также относится к этому типу, как показано на Рисунке 1-16. Он разгружает гидравлический насос и в то же время обеспечивает быструю подачу питания в гидроцилиндры и последовательную подачу работы. В общем, разгрузочный контур должен обеспечивать как можно более низкое давление разгрузки (по этой причине компонентов в контуре должно быть как можно меньше, а трубопровод также должен быть как можно короче), а также чтобы система в рабочем состоянии и в разгрузочном состоянии при переключении между собой максимально плавное, малый удар, низкий уровень шума.

3. Проблема неполной разгрузки.

1-17 Цепь разгрузки масляного насоса с сохранением давления в гидроаккумуляторе

1 гидравлический насос 2 гидрораспределитель 3 обратный клапан 4 гидроаккумулятор 5 предохранительный клапан 6 двухпозиционный двухходовой гидрораспределитель с жидкостным приводом

Как показано на Рисунке 1-17 (a), когда давление в гидроаккумуляторе 4 повышается до давления, установленного разгрузочным клапаном (клапан последовательности с жидкостным управлением) 2, клапан 2 открывается, гидравлический насос 1 разгружается, обратный клапан 3 закрывается, и система поддерживает давление (поддержание давления); когда давление в системе ниже, чем давление, установленное клапаном 2, клапан 2 закрывается, и насос 1 повторно подает масло под давлением в систему. Предохранительный клапан 5 в это время действует как предохранительный клапан. Основная неисправность этой схемы заключается в том, что разгрузка не завершена и происходит потеря мощности.

Причина этого - отказ: при повышении давления гидравлический клапан 2 последовательности открывается только частично, как и предохранительный клапан, так что гидравлический насос 1 разгружается, что приводит к потере мощности.

Решение:

Во-первых, используйте небольшой гидрораспределитель 2 в качестве управляющего клапана для управления открытием главного предохранительного клапана 5, как показано на Рисунке 1-17 (b), чтобы гарантировать, что клапан 5 полностью открыт при разгрузке.

Во-вторых, схема, показанная на рис. 1-17 (c), используется для открытия двухпозиционного трехходового реверсивного клапана 2 с жидкостным приводом сначала давлением гидроаккумулятора (системы), а затем для открытия двухпозиционного клапана. двухходовой реверсивный клапан 6 с жидкостным приводом открывается полностью, что обеспечивает полное открытие главного предохранительного клапана 5, что позволяет полностью разгрузить насос 1.

4. Неустойчивость при разгрузке

1-18 Разгрузочный контур с реле давления и электромагнитным предохранительным клапаном

1-гидронасос 2-обратный клапан 3,3′-реле давления 4-гидроаккумулятор 5-электромагнитный предохранительный клапан

В схеме гидроаккумулятора на Рисунке 1-18 используется реле давления 3 для управления разгрузкой или работой масляного насоса. Основная неисправность, возникающая в этой цепи, заключается в том, что давление в системе колеблется взад и вперед вокруг значения регулируемого давления реле давления 3 (интервал возврата), и часто появляется масляный насос, что может значительно сократить срок службы масляного насоса.

Решение состоит в том, чтобы использовать контроль перепада давления с двойными реле давления, как показано на Рисунке 1-18 (b). Реле давления 3 и 3 'настроены на регулируемые значения высокого и низкого давления, разгрузка масляного насоса регулируется значением регулировки высокого давления, в то время как повторная работа масляного насоса регулируется низким значение регулировки давления, чтобы при разгрузке масляного насоса аккумулятор продолжал откачивать масло до тех пор, пока давление постепенно не упадет ниже значения регулировки низкого давления при повторной работе масляного насоса. Между ними есть интервал, что позволяет избежать явления частого переключения.