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1、26液壓與氣動(dòng)2006年第8期冷輾環(huán)機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制1、22郝用興,華 林DesignofHydraulicSystemforColdRingRollingMachine1,22HAOYong2xing,HUALin(1.華北水利水電學(xué)院機(jī)械系,河南鄭州 450008;2.武漢理工大學(xué)材料學(xué)院,湖北武漢 430070)摘 要:冷輾環(huán)機(jī)的液壓系統(tǒng)對(duì)環(huán)件軋制過(guò)程具有重要影響。根據(jù)環(huán)件軋制的特點(diǎn)和工藝流程,研究了輾環(huán)機(jī)液壓系統(tǒng)各液壓回路,設(shè)計(jì)了符合輾環(huán)工藝要求的控制邏輯。芯輥液壓缸控制回路換向平穩(wěn)
2、性好,圓度輥缸與測(cè)量液壓缸兩者的差動(dòng)控制回路,能保證它們被動(dòng)退回時(shí)壓力恒定,平穩(wěn)退回。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠,環(huán)件軋制質(zhì)量高,設(shè)備成本低。關(guān)鍵詞:冷輾環(huán)機(jī);液壓系統(tǒng);控制中圖分類號(hào):TG333.91;TG502.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):100024858(2006)0820026204前言冷輾環(huán)機(jī)是精密軋制環(huán)件的機(jī)床,環(huán)件精密軋制工藝過(guò)程復(fù)雜,它是一個(gè)特殊的不對(duì)稱異步軋制過(guò)程,影響環(huán)件軋制質(zhì)量的因素很多,輾環(huán)機(jī)液壓系統(tǒng)對(duì)環(huán)件軋制質(zhì)量有較大影響。同時(shí)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞,對(duì)設(shè)備成本也有重要影響,
3、但國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)件軋制的研究主要集中在軋制設(shè)備與工藝方面。液壓系統(tǒng)的研究?jī)H圖1 輾環(huán)機(jī)工作原理圖[1～3]限于進(jìn)給系統(tǒng),對(duì)液壓系統(tǒng)其他組成部分的研究2 液壓系統(tǒng)組成及設(shè)計(jì)未見(jiàn)報(bào)道。結(jié)合環(huán)件軋制工藝特點(diǎn),研究輾環(huán)機(jī)液壓2.1 液壓系統(tǒng)組成系統(tǒng)具有重要意義。輾環(huán)機(jī)液壓執(zhí)行部件主要是機(jī)械手缸、圓度輥缸、1 輾環(huán)機(jī)及環(huán)件軋制工藝芯輥缸、測(cè)量缸。液壓系統(tǒng)由機(jī)械手缸、圓度輥缸、芯輾環(huán)機(jī)工作原理如圖1所示,它主要由輾壓輪7、芯輥缸、測(cè)量缸4個(gè)控制回路組成。如圖2所示為液壓輥9、圓度輥8、測(cè)量輥4等組成。機(jī)器工作時(shí)
4、,輾壓輪7系統(tǒng)原理圖。以恒定的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。自動(dòng)工作每一工作循環(huán)開始,在液壓缸3的帶動(dòng)下,由機(jī)械手2將環(huán)件毛坯放下,使環(huán)件毛坯與芯輥基本同心;然后,在液壓缸1的推動(dòng)下,杠桿6擺動(dòng),圓度輥8移動(dòng)至指定位置停止;芯輥液壓缸11推動(dòng)芯輥9穿入環(huán)件毛坯孔中;機(jī)械手2退回,測(cè)量液壓缸5帶動(dòng)測(cè)量輥4前進(jìn)壓向環(huán)件毛坯;軋制過(guò)程中,芯輥9在徑向進(jìn)給推動(dòng)力的作用下,逐漸靠近輾壓輪7,環(huán)件10在芯輥9與輾壓輪7之間的孔型中連續(xù)變形,直徑逐步擴(kuò)大,圓度輥、測(cè)量輥被動(dòng)退回,環(huán)件尺寸達(dá)到一定值時(shí),圓度輥主動(dòng)退回至終點(diǎn);
5、環(huán)件10尺寸圖2 輾環(huán)機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖達(dá)到要求時(shí),停止軋制,芯輥9徑向遠(yuǎn)離輾壓輪7;芯輥、 收稿日期:2006203220測(cè)量輥退回原位,進(jìn)入下一循環(huán)?！』痦?xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(50335060)除軋制進(jìn)給系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)外,其他動(dòng) 作者簡(jiǎn)介:郝用興(1966—),男,河南林州人,副教授,碩士,作由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),液壓系統(tǒng)必須滿足以上工作要求。主要從事機(jī)械工程教學(xué)與科研工作。?1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHou
6、se.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2006年第8期液壓與氣動(dòng)272.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)缸、芯輥缸與測(cè)量缸?？紤]到4個(gè)液壓缸的實(shí)際工作要求,各個(gè)回路的3 控制邏輯設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法設(shè)計(jì)如下。自動(dòng)循環(huán)由主滑塊快進(jìn)、機(jī)械手與圓度輥進(jìn)、芯輥調(diào)速方法:節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、維進(jìn)、機(jī)械手退、測(cè)量缸進(jìn)、毛坯合格檢查、主滑塊快進(jìn)、護(hù)方便、調(diào)速范圍大、微調(diào)性能好,而且,輾環(huán)機(jī)液壓系主滑塊工進(jìn)、末工進(jìn)、圓度輥主動(dòng)退、零工進(jìn)、主滑塊快統(tǒng)需要的功率小,運(yùn)動(dòng)速度低,工作負(fù)載小。
7、所以,采退、芯輥退、測(cè)量缸退等19個(gè)階段組成。循環(huán)過(guò)程的用節(jié)流調(diào)速方式。節(jié)流閥調(diào)速分為進(jìn)油節(jié)流調(diào)速和回控制條件為按鈕、行程開關(guān)、主滑塊位置信號(hào)、測(cè)量滑油節(jié)流調(diào)速。長(zhǎng)時(shí)間停機(jī),液壓缸內(nèi)的油液會(huì)流回油塊位置信號(hào),執(zhí)行動(dòng)作有對(duì)機(jī)械手缸、圓度輥缸、芯輥箱,在回油節(jié)流調(diào)速方式下,重新向油箱供油時(shí),由于缸、測(cè)量缸電磁閥的控制,還有對(duì)進(jìn)給交流伺服電機(jī)速油路中的節(jié)流閥不能馬上形成背壓,進(jìn)油路沒(méi)有節(jié)流度、輔助控制作用的定時(shí)器T1～T3的控制。閥,故泵的流量會(huì)全部流入液壓缸,使活塞向前沖。而主滑塊、測(cè)量滑塊位置與環(huán)
8、件厚度、環(huán)件直徑有進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路中,在進(jìn)油路有節(jié)流閥控制流量,故關(guān)。工進(jìn)速度值主要由環(huán)件厚度決定,與6個(gè)不同的不會(huì)造成活塞向前沖。因此,選擇進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路,環(huán)件厚度對(duì)應(yīng),有6個(gè)不同的工進(jìn)速度階段。在軋制以保證各個(gè)液壓缸平穩(wěn)換向。的最后階段,測(cè)量滑塊位置達(dá)到末工進(jìn)設(shè)定值時(shí),以末調(diào)壓方式:采用溢流閥調(diào)壓回路,可以使定量泵在工進(jìn)速度進(jìn)給;測(cè)量滑塊位置達(dá)到零工進(jìn)設(shè)定值時(shí),主恒壓下工作,保持液壓系統(tǒng)油壓穩(wěn)定,從而保證圓度滑塊停止,進(jìn)給停止。僅依靠機(jī)械系統(tǒng)的彈性回復(fù)使輥、測(cè)量輥以恒定的壓力被動(dòng)退回。環(huán)件
