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    提高离心机活塞推料液压系统可靠性研究

    离心机网2007年11月6日 9:53 点击:1946

    1 引 言

      卧式活塞推料离心机可以在全速下完成进料、分离、滤饼洗涤、甩干和卸料,并可实现自动操作、连续运转,?#21387;?#27867;应用于冶金、制糖、化工等行业中。传统的卧式活塞推料离心机的推料机构液压系统(即复合油缸部分),活塞的往复运动是通过径向换向阀杆移动来控制的,在高速回转时会出现不平衡力矩,从而产生换向不灵活、活塞运动不正常等现象。近年来卧式活塞推料离心机采用轴向换向滑阀,避免了不平衡力矩的产生,在原理上保证了推料机构的运转平稳可靠。?#27426;?在实际使用过程中,经常出现推料活塞工作不正常现象,?#29616;?#24433;响其运行效率,其液压控制系统的稳定性与可靠性有待进一步完善与提高。

      2 液压系统组成与工作原理

      卧式离心机推料盘位于其分离转鼓内,连接推料盘的推料活塞借助于液压系统控制作往复运动,转鼓壁?#31995;?#28388;饼层被推料盘?#27426;系?#27839;转鼓轴向前推移,最后被推出转鼓。

      卧式活塞推料离心机推料液压控制系统结构如图1所示。A腔为高压油入口,油压一般小于或等于4 0?#20572;校帷#隆ⅲ?#33108;通过油路与A腔常通,传力板4将主活塞7与推料杆9(虚线)连为一体,通过推料杆9内中心孔回油。如图示位置,主活塞7左端油路通过D、E、F与回油路沟通,处于卸荷状态,A腔中的高压油通过7左端的缺口进入主滑阀3左端,在油压力作用下,主滑阀右移,当滑移到B腔与D沟通时,压力油进入主活塞7左端,推动活塞带动推料杆9右移;而此时主滑阀3右端进油道被导向活塞6右端台阶封闭、?#21368;?其右端与回油路沟通;当主活塞继续右移至导向活塞6右端碰上油缸8壁时,6开始相对于7左移(实际上6不动,而7继续右移),当6之左端台阶将5中的油孔封闭时,右端的台阶从孔中退出,此时A腔中的压力油进入主滑阀3右端,而左端卸荷,主滑阀3开始换向,此时主活塞7继续在压力油作用下右移;当主滑阀3中间台阶将主活塞左端进油口D关闭后,主活塞左端卸荷,右端进油,开始制动,然后换向。

    3 推料液压系统存在的问题及分析

      3 1 活塞推料液压系统存在的问题

      卧式活塞推料离心机液压系统存在的主要问题是液压控制系统的稳定性和可靠性不高,当遇到:①转鼓中布料不匀;②物料发生变化而引起推料力变化时,离心机推料系统出现颤抖、?#24067;?#20572;滞甚至停止推料等现象,?#29616;?#24433;响机器的运行效率。

      3 2 产生问题的原因分析从

      问题的现象分析,主要是推料系统的推料力不够,当推料阻力增加时,活塞推力小于推料阻力,从而导致活塞停?#22270;?#20572;止。根据液压流体力学,活塞推料力F为:F=ΔP·A(1)式中ΔP———推料活塞7右、左两端压力差;A———推料活塞面积。面积A是不变的,因而ΔP决定了推力F的大小。影响ΔP的因素有:

      (1)液压系统工作压力?#23567;?#26681;据国内外同类机型分析,推料液压控制系统工作压力一般控制在4 5?#20572;校?#24038;右。

      (2)系统内部泄漏Q1与系统背压。当系统工作压力确定后,影响主活塞压力油端与卸荷油端压力差的主要因素是系统内部泄漏与系统背压。主活塞与主油缸之间间隙内的泄漏量为:Q1=△P·h3·πd12μl(2)式中h———环形间隙值,mm;l———间隙密封长度,mm;d———主活塞?#26412;?活塞盘5),mm;μ———液压油的动力粘度Pa·s。从式(2)可知影响Q1的主要因素是间隙值h,其次是密封长度l;间?#23545;?#22823;,则内部泄漏量越大,压力损失越大。液压系统回油是通过卸荷孔E和推料杆中心孔回油箱的,而中心孔?#26412;督洗?对系统背压影响较小,可不予考虑。

      (3)导向活塞泄漏量Q2。如图1所示,当主活塞右移,导向活塞6右端碰上油缸壁后,相对主活塞7左移,当6?#31995;模?#38754;退至F面时,I面应已到达H面,使压力油与回油路不沟通,但由于活塞盘5中的两个内孔槽加工过程中不易测量,若不采用数控机?#24067;?#24037;,经常出现导向活塞G面已退过F面,而I面还未进入H面孔内,使进、回油?#20998;?#25509;沟通,产生泄漏量Q2,导致泄漏量增加。

      (4)主滑阀泄漏量Q3。

      主滑阀产生的泄漏除了密封间隙间的泄漏外,还有由于主滑阀?#31995;?#23567;孔K在主滑阀运动过程中与回油孔F对合时导致进、回油?#20998;?#25509;沟通而产生的泄漏Q3。

      4 改进措施从以上分析可知,内部泄漏点主要有3个,有时这些泄漏会产生叠加,同时由于系统中零部件受加工精度和形位公差的影响,其泄漏量比理论计算值要高,因此必须对推料液压系统进行改进。

      4 1 ?#23454;?#25552;高系统工作压力系统工作压力对推料力影响很大,可?#23454;?#25552;高系统工作压力。但工作压力不能太大,否则将增加系统压力等级,提高系统成本。根据分离物料的不同特性,建议在原有工作压力的基础上将系统工作压力提高1 0~1 5?#20572;校帷?BR>
      4 2 ?#23454;?#20943;小密封面间的配合间隙值

      现有液压系统零部件间隙配合表面设计精度为7级,配合间隙值?#27493;洗?应将零部件主要配合表面的加工精度从7级提高到6级,将间隙配合面的间隙值尽可能减小,而其它表面加工精度不变,这样既可兼顾零部件加工的经济性,又可大大减小内部泄漏量。

      4 3 ?#23454;?#20462;改导向活塞结构尺寸导向活塞与活塞盘小孔相配合,因小孔内沟槽位置尺寸精度控制较难,可?#23454;?#20462;改容?#20934;?#24037;的导向活塞的结构尺寸以保证进、回油路不会直接沟通。建议将导向活塞密封导向台阶长度左右各增加2mm。

      4 4 修改主滑阀结构主滑阀?#31995;?个K小孔设计意图是为滑阀3与推料杆间引入润滑油,以减小摩擦,但它导致了?#24067;?#30340;进、回油路沟通,可以采用在小孔K位置加工几条螺旋曲槽储油来改善润滑条件,而取消小孔K。此外,主滑阀3两端无制动油垫,两端面直接与活塞盘碰撞,容易产生摩损与堆积,?#29616;?#24433;响使用寿命,应在结构和材质上加以改进。

      4 5 减小进、回油阻力推料液压系统进、回油道均有很多节流小孔,孔径较小,阻力?#27927;?为减小阻力应将孔径尽量增大,同时在进油孔道中设置调节螺钉,通过改变调节螺钉位置或更换不同通径的螺钉来调节供油量,从而调节推料杆的工作频率,以适应分离不同物料的需要。

      5 结 语

      采用上述措施对正在山东某厂运转的3台卧式活塞推料离心机液压系统进行全面改进后,系统运行正常,?#34892;?#22320;解决了推料系统因进料问题而出现停机、颤抖等现象,取得了满意的效果。本文对于有同样质量问题的国产离心机的改进与完善具有?#27426;?#30340;参改价值。

      参考文献:

      [1] 雷天觉 液压工程手册[M] ?#26412;?机械工业出版社,1990 

      [2] 工业离心机选用手册[M] ?#26412;?化学工业出版社,1998 [3] 张利平 液压气动系统设计手册[M] ?#26412;?机械工业出版社,1997 

    (来源: 离心机网 )


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