超薄型設備安裝移位裝置液壓系統設計

(哈爾濱工程大學 機電工程學院，哈爾濱150001)

0 引 言

隨著工業的發展，現如今工業上所用的設備或工件越來越重，如橋梁段、船用柴油機等，而且操作空間越來越狹小，安裝精度也要求越來越高，為了減輕勞動強度、提高生產率及提高安裝精度，人們就不斷對裝備安裝提出新的和更高的要求。創新是一切發展的源動力，超薄型設備安裝移位裝置的設計和應用就是為這一目標而進行的重要嘗試。該系統主要解決的的問題是精度控制問題。

1 方案的確定

根據生產工藝要求，液壓原理圖設計如圖1所示。超薄型設備安裝移位裝置的液壓系統由液壓源、控制閥件和執行機構三部分組成，液壓源由液壓泵1及油箱14和粗、細濾器12和13等組成，執行機構由頂升缸8-1到8-4、9-1到9-4、10-1到10-4、11-1到11-4四組油缸組成，橫移缸由7-1和7-2組成，縱移缸7-3和7-4組成，控制閥件由用于控制橫移的比例電磁換向閥4-1和4-2、用于控制縱移的比例電磁換向閥4-3和4-4及用于控制頂升的比例電磁換向閥5-1到5-4、以及卸荷溢流閥2、單向閥3和6-1到6-4等閥件組成。

該系統有手動和自動兩種控制方式，由“手動-自動”轉換開關進行轉換，手動控制方式由人工按動操縱臺上的相應控制按鈕使各換向閥換向，來控制各油缸粗定位，實現由人工觀察下操作，比較直觀；自動控制方式則是通過軟件按著人為設定值閉環走位，位置傳感器集成于油缸內部，系統中精確控制主要比例換向閥來實現。

該系統中，頂升單元有組，分別頂升被頂升部件的四角，既可以單獨操作也可以同步操作，橫移和縱移單元兩兩為一組，配合非動力單元一同工作，同樣，橫移和縱移單元也可以實現單獨操作和同步操作，因此實現了包括X、Y、Z方向和沿著X、Y、Z軸的旋轉共六個自由度和操作，控制精度可以達到微米級。

圖1 液壓原理設計圖

卸荷溢流閥2除了溢流功能外，還具有卸荷功能，在沒有執行操作時，系統空載運轉，不僅節省能源，也防止了溫升。

2 液壓系統

2.1 頂升操作

頂升操作，參見系統原理圖，頂升操作時，以單元8為例，令電磁鐵1DT和比例電磁鐵10DT同時礪磁，壓力油經過比例電磁閥5-1的交叉通道、液控單向閥6-1進入油缸8-1到8-4的有桿腔，回油從油缸8-1到8-4的無桿腔沿著比例電磁閥5-1的交叉通道回到油箱，完成頂升循環；下降操作時，令電磁鐵1DT和比例電磁鐵11DT礪磁，壓力油經過比例電磁閥5-1的交平行道直接進入油缸8-1到8-4的無桿腔，回油從油缸8-1到8-4的有桿腔沿著液控單向閥6-1、比例電磁閥5-1的平行通道回到油箱，完成下降操作循環。在升降操作時，液控單向閥6-1起到對載荷的鎖定作用。

同理，對9、10、11單元操作時，分別用比例電磁閥5-2、5-3、5-4和5-5來完成。

2.2 橫移操作

橫移操作時，以單元7-1為例，令電磁鐵1DT和比例電磁鐵2DT礪磁，壓力油經過比例電磁閥4-1的交叉通道進入油缸7-1的有桿腔，回油從油缸7-1的無桿腔沿著比例電磁閥4-1的交叉通道回到油箱，完成一個方向的橫移操作；當反方向橫移操作時，令電磁鐵1DT和比例電磁鐵3DT礪磁，壓力油經過比例電磁閥4-1的平行通道進入油缸7-1的有無腔，回油從油缸7-1的有桿腔沿著比例電磁閥4-1的平行通道回到油箱，完成另一個方向的橫移操作。

同理，對7-2單元操作時，用比例電磁閥4-2來完成。

2.3 縱移操作

縱移操作時，以單元7-3為例，令電磁鐵1DT和比例電磁鐵2DT礪磁，壓力油經過比例電磁閥4-3的交叉通道進入油缸7-1的有桿腔，回油從油缸7-1的無桿腔沿著比例電磁閥4-1的交叉通道回到油箱，完成一個方向的橫移操作；當反方向橫移操作時，令電磁鐵1DT和比例電磁鐵3DT礪磁，壓力油經過比例電磁閥4-1的平行通道進入油缸7-1的有無腔，回油從油缸7-1的有桿腔沿著比例電磁閥4-3的平行通道回到油箱，完成另一個方向的橫移操作。

同理，對7-2單元操作時，用比例電磁閥4-4來完成。

在上述操作過程中，當有升降或平移操作時，電磁鐵1DT礪磁，卸荷溢流閥2處于溢流工作狀態，當無操作時，卸荷溢流閥2處于卸荷工作狀態。

3 結束語

經過生產實踐證明，該設計合理，操縱方便，可控性好，控制精度達到了期望值，且穩定、安全、可靠。該設備的使用，極大地上降低了一線人員的勞動強度，大大地提高了生產率，最關鍵的是控制精度和重復精度的問題有了極大的提升。

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