鋼材打捆機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

郭磊 王艷宇

摘 要：本文主要就鋼材打捆機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開(kāi)了相關(guān)的分析與探討，首先就系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，而后針對(duì)設(shè)計(jì)方案當(dāng)中所需要的各類主要元器件部件進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，其中主要包括有液壓泵的選取與蓄能器的選取。在本次研究中也對(duì)此系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的節(jié)能效果予以了分析、探討，并經(jīng)由實(shí)際的生產(chǎn)線運(yùn)行驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。最終希望借助于本文的分析研究，能夠給予相關(guān)的設(shè)計(jì)人員提供以必要的參考，引起更為廣泛的溝通與交流，促進(jìn)此方面設(shè)計(jì)的不斷完善。

關(guān)鍵詞：鋼材打捆機(jī)；液壓系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

作為鋼鐵企業(yè)實(shí)施鋼材產(chǎn)品自動(dòng)化包裝的主要設(shè)備部件，鋼材打捆機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)工作。而在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中鋼鐵企業(yè)對(duì)于設(shè)備的檢修重視程度不足，設(shè)備的日常運(yùn)行及檢修環(huán)境十分惡劣，大量的廠家也未能夠給予設(shè)備足夠的冷卻水，因此面對(duì)上述諸多問(wèn)題，就要求打捆機(jī)的液壓系統(tǒng)必須具備有持續(xù)工作、可靠性強(qiáng)、抗污染能力強(qiáng)等特性。同時(shí)就鋼材打捆機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開(kāi)相關(guān)的分析與探討，具有十分的作用與價(jià)值，應(yīng)當(dāng)引起鋼鐵企業(yè)與設(shè)計(jì)人員的重視與思考。據(jù)此下文之中將主要就系統(tǒng)方案的確定、主要元器件的選取以及節(jié)能效用展開(kāi)具體的分析與探討。

一、明確系統(tǒng)方案

鋼材打捆機(jī)的打捆周期是由打捆與等候過(guò)程兩方面構(gòu)成。在打捆機(jī)的等候過(guò)程中設(shè)備無(wú)需做出動(dòng)作操作，因此相應(yīng)的載負(fù)荷量可以忽略不計(jì)。此時(shí)泵站的高壓溢流情況將會(huì)導(dǎo)致大量的能量被白白浪費(fèi)，進(jìn)而使得液壓系統(tǒng)的溫度上升；等候的時(shí)間則是通過(guò)鋼鐵生產(chǎn)的速率所決定的，其所具備的變化性十分巨大。打捆機(jī)的整體操作流程盡管是一種間歇性的工作方式，然而卻由于等候時(shí)間的不規(guī)律又使得其存在有一定的特殊性。打捆液壓機(jī)的設(shè)計(jì)通常會(huì)選用兩類方式進(jìn)行結(jié)合，即在液壓泵的選取中要能夠依據(jù)載負(fù)荷最大峰值流量予以明確，對(duì)于蓄能器的選取，需利用傳統(tǒng)的蓄能器輔助供油原則予以明確，而且還需借助于壓力繼電器檢測(cè)液壓系統(tǒng)的最大工作壓與最小工作壓。此系統(tǒng)的工作流程為：?jiǎn)?dòng)電機(jī)之后，電磁溢流閥通電而后系統(tǒng)壓力升高，與此同時(shí)對(duì)蓄能器充油，在系統(tǒng)壓力超過(guò)繼電器所規(guī)定的最大壓力后，溢流閥便會(huì)卸載，此時(shí)蓄能器會(huì)替代泵的工作，給予整體系統(tǒng)供應(yīng)能源。伴隨著油液的排出，系統(tǒng)壓力逐步減小，在壓力值小于壓力繼電器所規(guī)定的最小壓力后，溢流閥繼續(xù)工作，系統(tǒng)壓力增大，此時(shí)泵輸出量在供應(yīng)液壓系統(tǒng)載負(fù)荷流量的時(shí)候，剩余的部分便會(huì)給予蓄能器填充，直至系統(tǒng)壓力超出最大工作壓力，如此不斷循環(huán)重復(fù)，始終確保整體系統(tǒng)的工作壓力能夠處于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓力區(qū)域。

二、選取主要元器件

（一）液壓泵的選取

依據(jù)鋼材打捆機(jī)的實(shí)際特征，在打捆機(jī)液壓系統(tǒng)開(kāi)展系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，液壓泵的選取要能夠依據(jù)傳統(tǒng)的方法，即借助于系統(tǒng)循環(huán)工作當(dāng)中某一瞬時(shí)的最大流量值來(lái)選取。依據(jù)打捆機(jī)的載負(fù)荷曲線變化情況，便能夠清楚的掌握液壓系統(tǒng)的最高峰值流量，因此在進(jìn)行液壓泵機(jī)組的選取時(shí)，必須要確保其通行流量要超過(guò)這一最大峰值流量。

（二）蓄能器的選取

蓄能器的選取，要依據(jù)蓄能器輔助供油的實(shí)際狀況，若在某一次的工作循環(huán)中，執(zhí)行器的油液需求量總體體積Vj為：

Vj=0.00635（m3）

為了降低在打捆時(shí)溢流閥的增壓次數(shù)，可使蓄能器所排出的油液體積和Vj相等，此時(shí)蓄能器的結(jié)構(gòu)體積即為：

在上述公式之中，

V代表蓄能器所排出的油液量；

P0代表蓄能器在充氣之時(shí)的壓力值；

P2代表最大工作壓；

P1代表最小工作壓。

三、節(jié)能分析與電路實(shí)現(xiàn)

由液壓系統(tǒng)的工作流程能夠發(fā)現(xiàn)，在采用壓力繼電器對(duì)電磁溢流閥工作實(shí)行控制后，使得液壓系統(tǒng)的壓力值相較于溢流閥的設(shè)定壓力值更低，最終導(dǎo)致溢流閥長(zhǎng)時(shí)間的位于關(guān)停狀態(tài)，由此也規(guī)避了相應(yīng)的溢流損失，使得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱性能得到大幅度的下降；并且因?yàn)橐缌鏖y的卸載，也會(huì)造成泵長(zhǎng)時(shí)間的處于無(wú)工作壓力的狀態(tài)，這同樣也能夠降低液壓泵的發(fā)熱性能，對(duì)于提高液壓泵的使用壽命具有明顯的好處。尤其是在打捆機(jī)的等候時(shí)間當(dāng)中，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)所承擔(dān)的載負(fù)荷流量?jī)H是被應(yīng)用在了各個(gè)液壓元件泄露問(wèn)題的補(bǔ)償方面，所以需要的流量值較低，這就會(huì)導(dǎo)致泵長(zhǎng)時(shí)間的停留在卸載狀態(tài)，此時(shí)泵的工作運(yùn)轉(zhuǎn)又能夠使得液體介質(zhì)經(jīng)由冷卻器循環(huán)而充分冷凝，這對(duì)于液壓系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作是具有極大好處的。

液壓系統(tǒng)的壓力控制流程為：?jiǎn)?dòng)加壓按鈕，一號(hào)繼電器接通電源，繼電器開(kāi)關(guān)閉合，此時(shí)系統(tǒng)因?yàn)椴淮嬖诠ぷ鲏毫Γ叩蛪毫Φ睦^電器均會(huì)完全閉合，從而使得二號(hào)繼電器同時(shí)通電，相應(yīng)的繼電器開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合，進(jìn)而溢流閥也會(huì)通電，系統(tǒng)在壓力升高的同時(shí)蓄能器也會(huì)處在充液的狀況下；在系統(tǒng)壓力低于最小標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)，一號(hào)繼電器的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，然而此時(shí)因?yàn)槎?hào)繼電器的開(kāi)關(guān)依然處于閉合狀況，便會(huì)導(dǎo)致整體系統(tǒng)的壓力繼續(xù)增大；在系統(tǒng)壓力超出最大壓力時(shí)二號(hào)繼電器開(kāi)關(guān)便會(huì)斷開(kāi)，這時(shí)電磁溢流閥就會(huì)卸載，蓄能器開(kāi)始供油。隨著液壓系統(tǒng)的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，壓力伴隨蓄能器能量的排出而下降。不斷重復(fù)上述操作流程，使得液壓系統(tǒng)的壓力能夠被控制在壓力繼電器所規(guī)定出的區(qū)域范圍，卸載按鈕被啟動(dòng)后，溢流閥便會(huì)停止工作，進(jìn)而使泵卸載。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在本次研究中依據(jù)鋼材打捆機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計(jì)出了一種新型的齒輪泵源系統(tǒng)，此系統(tǒng)經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證效率較高，改善了液壓系統(tǒng)的溢流損失，從而促使液壓系統(tǒng)的發(fā)熱性得以降低。而且經(jīng)由生產(chǎn)線上的持續(xù)運(yùn)行表明，此液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)兼具了合理性與高效性，可在相關(guān)的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)線上予以推廣應(yīng)用。

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