夾包升降機液壓系統分析與高溫排除

蔡云秀 李 飛

（1.云南機電職業技術學院，云南 昆明650000；2.昆明理工大學城市學院，云南 昆明650093）

夾包升降機是打葉復烤線預壓打包段中，主要的輔助設備之一。其用途是將預壓打包后的煙包自動碼成一到三包后，夾送到人工的叉車上。代替以往的夾包叉車，實現無人對煙包自動碼垛輸送的功能。

1 液壓系統組成和工作原理

夾包升降機液壓系統是夾包升降機的重要組成部分，主要由液壓缸、液壓管路、液壓站等組成。它的主要作用是控制夾包機械手臂夾持煙包并提升煙包；主要特點是采用液控單向閥控制液壓缸雙向鎖緊回路，即使在泵站電機突然停電后，液控單向閥（液壓鎖）鎖緊液壓缸，使臥式液壓缸活塞左右都不能竄動，立式液壓缸活塞不能下竄，保證了機械手臂所夾持的煙包不會滑落，系統的工作原理如下：

圖1 液壓系統圖

1.液壓泵；2.溢流閥；3.單向閥；4.壓力表；5.液控單向閥；6.電磁換向閥；7.單向調速閥；8.壓力繼電器；9.回油濾油器；10.電動機；11.冷卻器.

如圖1a所示如圖la所示，當DT6、DT4通電時，換向閥62、63左位接人回路，夾包液壓缸A由左向右運行，夾包液壓缸B由右向左運行，夾抱機械手臂通過液壓系統提供的壓力夾緊煙包。夾包速度由單向調速閥調節。當夾包液壓缸無桿腔的壓力上升至壓力繼電器設定值，壓力繼電器發出信號，使DT6、DT4斷電，同時DT7、DT8通電，換向閥6.3右位接人回路，換向閥6.1左位接人回路，升降液壓缸將夾緊煙包的機械手臂提升。提升速度由單向調速閥調節。當提升到某一定位置時，DT7、DT8斷電，換向閥處于中位，同時液壓泵卸荷。當光電管檢測到第二包煙包到位后發出信號，使DT7、D T9通電，升降液壓缸下降，將機械手臂夾緊的把包堆放在第二包煙包的頂面后，DT7、DT9斷電，同時DT6、DT5通電，機械手臂松開夾緊的煙包。當機械手臂觸發行程開關后，DT6、DT5斷電，DT7、DT9通電，夾抱機械手臂繼續下降某一定位置時，DT7、DT9斷電，DT6、DT4通電，夾抱機械手臂將兩包煙包夾緊，夾緊后由壓力繼電器發出信號，如是堆放第三包煙箱，重復以上操作程序。

2 夾抱升降機液壓系統的故障分析與措施

夾抱升降機投人使用后，能達到基本功能要求，但不能連續生產作業，從現場使用來看，主要是油箱油液溫度過高(現場測試油溫在70℃左右)，致使故障率增加，嚴重影響了生產效率。

2.1 液壓系統油溫過高的原因分析

液壓系統油溫過高，其原因很多，有設計方面的，也有加工制造和使用方面的，具體原因如下：

（1）液壓系統設計不合理，造成先天不足。夾包升降機液壓系統中未安裝液壓油冷卻裝置，系統散熱僅靠液壓油箱和管路來完成，且油箱容積較小，散熱面積不大，而管路散熱又十分有限，如果環境溫度較高，則很難降低系統溫度。

（2）工作環境溫度過高。液壓系統液壓油的理想溫度為35℃-55℃，最高油濕不得超過65℃。而在炎熱的夏季，煙草機械在停機狀態，系統溫度就接近40℃，當工作后油溫很快超過設計標準。油溫過高時，將使油液劣化加快，密封件壽面縮短，滑動部分摩擦阻力加大，嚴重時還可能發生運動副“卡死”等現象。

2.2 排高故障措施

為使夾包升降機適應于夏季高溫環境條件下作業而不影響到主機系統性能的前提下，可在液壓系統回油路中增設冷卻器，改進后的液壓系統原理圖如圖lb所示(原理不再重復敘述)，從而加大冷卻系統的散熱面積。新增冷卻器的容量，通過系統熱平衡計算方法確定。

（1）系統發熱量計算

根據現場油液的溫升，可按下式求出系統發熱量。

式中：Pr——發熱功率，kW；△T——系統的溫升，℃；C——當量熱容量，kJ/kg.℃；對于礦物油：1.88kJ/kg℃；ρ——油的密度，kg/L；對于礦物油：0.915 kg/L；V——油箱的容積，L；t——工作時間，min；

參數：60分鐘內油溫從40℃上升到70℃，油箱容積為400L。由以上參數可計算得產生的熱功率：

（2）散熱功率計算

油箱散熱面積為：

式中V=400L則Ar=3.53m2油箱的散熱功率為：

式中KT——油箱散熱系數，取KT=16W/m2℃；△T——油溫與環境溫度之差，取△T=35℃則PkC=1.96kWfflt;PV=5.734kW

油箱的散熱遠遠滿足不了系統散熱的要求，管路散熱是極小的，需要另設冷卻器。

2.3 其他故障現象及解決辦法

（1）夾抱機夾抱煙箱時不管如何調節壓力都夾不緊煙箱現象,可通過調整行程開關和夾報油缸的平衡閥，液壓鎖。

（2）夾抱機打開時一邊伸出距離較長，另一邊較短（慢）故障現象，可通過調整油缸的調速閥。

（3）系統壓力與夾煙箱夾緊力關系如何。系統壓力調大，夾緊力是否也隨著增大；系統壓力小于12MPa時夾緊力平衡閥打不開，一般要調到16MPa。

（4）夾住煙箱，在旋轉過程中夾緊力回松原因；液壓鎖泄漏，失效，夾報油缸活塞磨損及密封圈內泄漏。夾煙箱過程掉煙包現象；液壓鎖泄漏，失效，夾報油缸活塞磨損及密封圈內泄漏造成的。

（5）煙箱夾痕較明顯,為消除夾痕而又不掉箱,如何處理.系統上設置有壓力繼電器，夾緊力到后系統斷開，在調試中改進。

3 結束語

本文在介紹夾包升降機液壓系統組成及工作原理的基礎上，對其運行過程中出現的故障原因進行了分析，并提出了改進措施，在液壓系統回油回路中加裝冷卻器，從改進后的系統實際運用的情況來看，油箱內油液的溫度由改進前的70℃左右降到現在的35℃-45℃，減少了系統的發熱，大大增強了液壓系統的可靠性，達到了預期的目的，實踐證明，這個液壓系統的改進是成功的。