YPD400鐓鍛機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要：根據(jù)鐓鍛實(shí)際工況，及現(xiàn)場(chǎng)要求，設(shè)計(jì)了一種用于石油機(jī)械空心、實(shí)心、抽油桿、油管熱成形及油管的管端加厚工藝的液壓系統(tǒng)。為滿足快速，采用差動(dòng)回路，為減少回程沖擊，采用預(yù)泄荷閥，減少對(duì)油路及設(shè)備損害。

關(guān)鍵詞：YPD400；鐓鍛液壓機(jī)；液壓系統(tǒng)；差動(dòng)

1 YPD400鐓鍛液壓機(jī)及其工作原理

YPD400B鐓鍛液壓機(jī)是我公司根據(jù)客戶需求，而自主研究的一款新型的液壓鐓鍛液壓裝置。采用全液壓驅(qū)動(dòng)，與機(jī)械與液壓結(jié)合驅(qū)動(dòng)相比，克服了機(jī)械固有力不能改變的事實(shí)，采用液壓可隨時(shí)改變鐓擠力，以使鐓鍛液壓機(jī)達(dá)到最好性能。

本鐓鍛液壓機(jī)屬于新型石油機(jī)械應(yīng)用產(chǎn)品，用于空心、實(shí)心、抽油桿、油管熱成形及油管的管端加厚工藝的鐓鍛設(shè)備。本產(chǎn)品具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)及電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)調(diào)整（點(diǎn)動(dòng)）、工作（半自動(dòng)）兩種操作方式。液壓機(jī)的工作壓力、行程范圍均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整。合模最大夾緊力3500KN；鐓擠公稱力2250KN；擠壓退回力1540KN；液壓體最大工作壓力28MPa。

2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其工作原理

該鐓鍛液壓系統(tǒng)的鐓鍛力為3500噸，驅(qū)動(dòng)原理為純液壓驅(qū)動(dòng)，依靠電器控制其液壓聯(lián)動(dòng)，需要液壓系統(tǒng)滿足大流量，高壓力，控制油路反應(yīng)訊速，動(dòng)作靈敏等要求。因此系統(tǒng)鐓鍛油路采用差動(dòng)回路。因本系統(tǒng)壓力大，油量大，所以換向沖擊大，所以在進(jìn)給鐓鍛油路安裝預(yù)泄荷閥，在換向中先泄荷，以降低系統(tǒng)壓力，對(duì)設(shè)備起到安全保護(hù)作用，延長(zhǎng)了液壓系統(tǒng)及整體設(shè)備的使用壽命。液壓系統(tǒng)原理如圖1所示。

1、油箱，2、5、7、19過(guò)濾器，3、22、31球閥，4、液位控制器，6、液位液溫計(jì)，8、減振喉，9、10電機(jī)泵組，11、蝶閥，12、25安全閥，13、27、30、33測(cè)壓軟管，14、28、34壓力表，15、24單向閥，16、17、18、29、37電磁換向閥，20、泵，21、聯(lián)軸器，23、電機(jī)，26、測(cè)壓接頭，32、電磁水閥，35、冷卻器，36、38、40油缸，39、壓力繼電器

圖1 YPD400液壓原理圖

本液壓系統(tǒng)一拖二配控制，可同時(shí)滿足兩套鐓鍛機(jī)液壓要求，整個(gè)液壓系統(tǒng)由輔助油路，夾緊油路，鐓鍛油路，泵站高壓供油油路，泵站低壓輔助供油油路，冷卻油路組成。

主油路采用大流量閥、結(jié)合油缸差動(dòng)控制技術(shù)，具有控制壓力穩(wěn)定，大流量，結(jié)構(gòu)緊湊，反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)。鐓鍛油路采用泄壓控制，可有效減小工作過(guò)程中換向沖擊，防止系統(tǒng)過(guò)振。鐓鍛時(shí)，采動(dòng)差動(dòng)回路，可使鐓鍛缸迅速達(dá)到工作位置，縮短進(jìn)給時(shí)間，有效地防止時(shí)間過(guò)長(zhǎng)工作冷卻問(wèn)題，可使工作快速成形。同時(shí)設(shè)置安全保護(hù)系統(tǒng)，在系統(tǒng)超壓時(shí)，能有效報(bào)警或控制系統(tǒng)停機(jī)，以防發(fā)生事故。整個(gè)系統(tǒng)輔助油路采用低壓、流量小、控制穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊反應(yīng)靈敏特點(diǎn)。冷卻回路是對(duì)液壓油油溫控制和雜質(zhì)過(guò)濾，確保系統(tǒng)正常工作。

2.1 液壓系統(tǒng)的要求

系統(tǒng)只允許單閥切換，單缸動(dòng)作。

2.2 液壓系統(tǒng)的啟動(dòng)

分啟動(dòng)電機(jī)泵組20、21、23。

啟動(dòng)高壓電機(jī)泵組電機(jī)泵組，電機(jī)10通電后，液壓油從油箱1，吸油濾油器5，通過(guò)蝶閥11，減震喉8，進(jìn)而從電機(jī)泵組的高壓柱塞泵輸出高壓油，進(jìn)入集成塊，電磁溢流閥不得電，卸荷，泵出來(lái)的油液經(jīng)電磁溢流閥直接回油箱。控制油路均接壓力口，但均未接通。

2.3 上下胎板提起分模

3T得電，電液換向閥換至右位，輔助油缸2有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔油液流回油箱，上胎板提起與下胎板分模。

2.4 上下胎板合模

將加熱好的工件置入下模腔內(nèi)，這時(shí)2T得電，換閥至左位，輔助油缸無(wú)桿腔進(jìn)油，活塞桿伸出，有桿腔油液流回油箱，上胎板落下，上下模合攏。

2.5 夾緊缸鎖緊

主油路高壓油經(jīng)單向閥15、至電液閥的7T得電，液壓油進(jìn)入夾緊缸1無(wú)桿腔，推動(dòng)叉座上斜塊插入加壓并鎖緊。有桿腔油液經(jīng)冷卻器32、回油濾油器12流回油箱。

2.6 鐓鍛油缸快進(jìn)

主油路高壓油至換向閥17，此時(shí)電磁閥14T得電，油液到換向閥18，這時(shí)鐓擠缸1為差動(dòng)連接，有桿腔流出的油液同時(shí)進(jìn)入無(wú)桿腔，鐓鍛油缸活塞桿快速伸出，沖桿快速接近工件，實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。

2.7 鐓鍛油缸加壓

當(dāng)沖桿接觸工件后，油缸壓力開(kāi)始升高，升至設(shè)定值時(shí)，電液換向閥18的10T得電，電磁換向閥切換至左位，油缸小腔通油箱，油缸大腔推力增大，鐓擠工件完畢（工進(jìn)）。

2.8 鐓鍛油缸回程

當(dāng)油壓升壓力繼電器設(shè)定的最大值28MPa時(shí)，電磁換向閥18T得電0.3S，實(shí)現(xiàn)壓力預(yù)泄，減少油路換向沖擊，以減小噪聲和振動(dòng)，吸收脈動(dòng)。然后電磁換向閥18的11T得電，切換至右位，油缸小腔進(jìn)油，大腔油液經(jīng)電磁換向閥18、17和球閥，冷卻器，回油濾油器流回油箱。沖桿退至起始位置，電磁換向閥17和18同時(shí)斷電回到中位。

2.9 夾緊缸抽回斜塊

電液換向閥8T得電，換至右位，活塞桿有桿腔進(jìn)油，叉座退回至起始位置，抽回斜塊。

2.10 分模，取出工件

電液換向閥3T得電，切換至右位，上胎板提起，上下模塊分離，取出工件。完成一個(gè)工作循環(huán)。

3 液壓系統(tǒng)的性能分析

最大工作壓力28MPa，工作壓力可根據(jù)需要調(diào)整，并設(shè)有安全閥，避免壓力過(guò)高，確保設(shè)備的正常使用。本設(shè)備利用電機(jī)泵組做動(dòng)力源，通過(guò)換向閥的結(jié)合運(yùn)用，帶動(dòng)油缸前進(jìn)、后退，達(dá)到工作要求。采用差動(dòng)回路，滿足能趁熱鐓鍛。本液壓控制系統(tǒng)具有油阻小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，通流量大，響應(yīng)快，安全可靠性等特點(diǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：王占武（1973-），男，遼寧省阜新市人，工作單位：遼寧北辰液壓氣動(dòng)有限公司，職務(wù)：技術(shù)部長(zhǎng)，研究方向：液壓。