WQ-A型超高壓液壓試驗臺雙向增壓缸換向的改進

卞家芳

（淮北新興實業(yè)有限責任公司，安徽 淮北 235000）

淮北新興實業(yè)有限責任公司現(xiàn)在使用的兩臺WQ－A型超高壓液壓試驗臺，由油壓系統(tǒng)和乳化液系統(tǒng)兩部分組成，能在高壓時快速、中速每次排量1.2升，最高工作壓力為100MPa，是礦用單體液壓支柱上的核心零件三用閥的調(diào)定工作壓力及質(zhì)量的檢驗設備。其液壓工作原理是雙向液壓增壓缸，由一臺4KW電機帶動YBC－12／80型齒輪泵并通過油管進入增壓油缸推動"200活塞及"60活塞桿運動，當活塞桿進入液壓增壓頭時，增壓液體通過管路進入三用閥進行試驗工作。在操作程序上，需要變換活塞運行方向來改變液體運行路線，從而實現(xiàn)雙向增壓的工作。WQ－A型超高壓液壓試驗臺設計換向方式為手動換向，通過手動換向旋鈕開關控制電路使34B0－H10B－T型三位四通電磁閥兩端輪流吸合，產(chǎn)生雙向增壓活塞及活塞桿向左或向右運動，以達到增壓液體通過管路進入三用閥進行試驗。此工作過程中，在油壓作用下，活塞頭向一側(cè)運動，推動增壓乳化液進入管路供給三用閥調(diào)試壓力使用。工作中當油缸活塞運動到油缸端頭時，不易立刻被發(fā)現(xiàn)，如果再啟動油泵后，油壓表顯示微量變高，被試壓件無液流出或液壓不再上升。這時，才判斷活塞運動到油缸端頭，需手動換向，電磁閥反向吸合，使活塞向另一端供油壓運動。活塞正常運動時，在油壓作用下縱向運動的同時存在旋轉(zhuǎn)運動，當活塞與油缸端面抵死時，活塞產(chǎn)生一個很大的徑向扭矩力，使活塞桿的固定板與活塞之間的連接螺栓受扭矩力很大。每次增壓缸頭1.2升的液體容量排放，連續(xù)工作，這種手動換向很頻繁，也很被動，易導致活塞頭連接螺栓松動斷裂并進入Y型密封件上拉傷油缸壁及密封件，增壓缸竄液不能正常工作，年故障率一般有5－6次，需要解體維修，或更換增壓缸。增壓缸總成體態(tài)笨重，維修強度較大，給生產(chǎn)帶來了較大隱患。針對這一設備故障，提出以下改進方案。

在雙向增壓缸油缸的兩端頭，各加工一個M36×1.5內(nèi)螺紋，在兩端頭外面各安裝一個自動換向總成裝置（見圖1）。

圖1 雙向增壓缸油缸的改造

此裝置可以從增壓缸外部整體拆下，方便檢查與維修。在換向總成裝置外端分別安裝一個型號為LXW5－A11G2型微動開關，通過CJT1－20型交流接觸器與34B0－H10B－T型三位四通電磁閥電控線路連接，以實現(xiàn)自動換向功能電路控制（見圖2）。

圖2 活塞運動換向控制電路圖

總成裝置通過M36×1.5內(nèi)螺紋和O型圈密封與油缸體連接。裝置中心一觸動滑桿"13f8（－0.016－0.043）與"13H8（＋0.027－0.0）孔滑動配合，以便于運動自如并在滑桿上安裝兩只O型圈密封，孔與桿加工粗糙度均為0.8。滑桿內(nèi)端頭加工出R10圓弧并淬火處理硬度達到HRC50，以便于活塞頭觸碰時不產(chǎn)生反向扭矩力和減少磨損。滑桿外端頭加工30mm長M8×1螺紋，便于調(diào)節(jié)滑桿行程提高開關的靈敏度。在滑桿距離復位彈簧向內(nèi)20mm處加工兩"10h9（－0.0－0.036）×2.4（＋0.25＋0.0）密 封 槽，間 隔8mm，并安裝兩個規(guī)格"13×1.9O型密封圈防止?jié)B液的產(chǎn)生。在自動換向裝置外端孔內(nèi)安裝一復位彈簧（有效圈數(shù)5；簧絲直徑"4.5mm；熱處理硬度 HRC45－50），滑桿從其"8內(nèi)孔穿過，復位彈簧在滑桿"13臺和壓板之間固定，以達到推動和復位作用。安裝時，通過調(diào)節(jié)螺帽M8×1內(nèi)螺紋調(diào)整觸動滑桿，保證滑桿伸進缸內(nèi)10mm，以觸碰"200活塞頭，有效防止活塞觸碰缸頭，產(chǎn)生扭矩力。滑桿外頂端距微動開關動作保留2mm行程的合適位置，確保此裝置動作迅速靈敏可靠，及時保護活塞與缸體。

工作原理：活塞在油壓作用下向一端運動，運動到距離缸體內(nèi)端面10mm時，活塞端面推動滑桿，壓縮復位彈簧，滑桿在推力的作用下外移，外端頭推動微動開關閉合，使交流接觸器J1吸合，常開開關J1－1閉合，構(gòu)成J1自保回路，形成換向動作，活塞向相反方向運行，運行到油缸另一端距離缸端面10mm時接觸滑桿，推動另一端滑桿，滑桿推動另一微動開關閉合，交流接觸器J2吸合，J2－2常閉開關斷開，交流接觸器J1釋放，常開開關J2－1閉合，構(gòu)成J2的自保回路，形成自動換向。

改進效果分析：安裝自動換向總成后，由原先手動旋鈕開關換向改進為機械與電控自動換向，兩臺WQ－A試驗臺使用一年，通過解體檢查，沒有出現(xiàn)活塞推到油缸面抵死現(xiàn)象，活塞及增壓頭往復運動自如，自動換向裝置靈敏可靠，活塞連接螺栓不再因受反向扭矩力作用松動導致斷裂，有效防止Y型密封件及油缸缸壁的拉傷，實現(xiàn)無故障。與改進前相比減少多次維修，確保了生產(chǎn)正常開展，節(jié)約材料及配件，降低維修成本，并且生產(chǎn)中操作簡便，體現(xiàn)出較高生產(chǎn)效率。原試驗三用閥連續(xù)4小時可調(diào)試140套，現(xiàn)增加到200套，生產(chǎn)效率提高約1.4倍。改進結(jié)果不但降低了勞動強度，而且節(jié)約了維修資金、油、電等等，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。