液压顶推系统同步性的改进与应用论文_洪俊1,张建立2

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摘要:在工业上很多场合要求两个或多个液压缸同步动作,而负载不等时就容易产生不同步现象,本文通过对目前几种液压同步控制的方式进行分析,以此来解决电力大件货物装卸中的同步性问题。

关键词:液压顶推系统 分流集流阀 同步阀

引言

目前,电力大件行业还是普遍采用液压顶推装置对主变、电抗器等设备进行装卸,一般常用的顶推方式为单轨单缸、双轨双缸,当设备重量达到一定的吨位也可以根据实际情况采用多轨多缸顶推的方式,然而顶推油缸越多就越容易引发由负载不等而造成顶缸不同步现象,有可能造成重心偏移,甚至发生倾覆,因此解决多轨多缸液压顶推装置的同步问题是很有必要的。

1.液压顶推系统不同步产生的原因

我们常采用的液压顶推装置一般是由一个作业人员控制两台高压油泵,每台油泵则连接一只或者两只顶推缸(加装三通),由于顶推点并不是预先设定的,加紧,推移液压系统(单机)

而是在作业现场根据变压器基础情况来确定,有些变压器基础为“井”字型,有些则是一块平面,两侧顶点的设定位置与变压器重心距离并不是相等的,因此阻力不同,油缸顶推速度不同,流量不同,则油缸顶推的行程也不相同,另外作业人员同时操控两台油泵前后也需要一定的反应时间,使顶推两端行程差距变大,液压顶推装置顶推不同步容易造成变压器偏斜,情况严重的还可能影响到施工安全。

2.液压顶推装置的改进

2.1 液压同步控制方式分析

在液压顶推系统中,如果要使顶推缸顶推行程一致就必须控制液压系统流量,目前流量控制阀主要有:节流阀、调速阀、溢流节流阀、分流集流阀,根据他们的工作特性,采取组合或单独使用的办法可以达到控制液压同步的目的,液压同步控制方式主要有以下几种:

(一)节流阀与调速阀组合使用

节流阀由于刚性差,在节流开口一定的条件下通过它的工作流量受工作负载变化影响,不能保持执行元件运动速度的稳定,由于工作负载的变化很难避免,为了改善调速系统的性能,通常是对节流阀进行压力补偿。补偿的方法之一是将定差减压阀与节流阀串联起来组合成调速阀,另外一种是将溢流阀与节流阀并联起来组合成溢流节流阀。这两种压力补偿方式是利用流量的变化引起油路油路压力的变化,通过阀芯的负反馈作用,来自自动调节节流阀两端的压力差,使其基本保持不变,而溢流节流阀只能用于在进口油路上,且流过的流速比调速阀大(一般为系统全部流量),阀芯运动时阻力较大,弹簧较硬,因此其稳定性稍差。

(二)分流集流阀

分流集流阀又称速度同步阀,是分流阀、集流阀及兼有分流、集流功能的分流集流阀。它们在液压系统中,可使同一系统中的2—4个相同的执行元件,无论负载大小如何,均能达到速度同步的运行目的。自调式分流集流阀是在分流集流阀基础上,增加了流量、压力自调节能力,使得该阀可以适应大的流量、压力变化范围和大的偏载工作条件。

(三)液压同步分流马达

旋转式分流器是将一路供油分为两路或多路等量或不等量供油,供油不受输入输出压力的影响。双片分流器是由两个相同排量的马达组成,采用公共轴连接,因此两个马达的速度相同,流量也相同。工作原理同于马达,由于驱动轴几乎不损失动力,所以各马达片间压降极小。在结构可以根据流量速度采用不同数量和不同型号的马达组合,选配灵活,适应范围较广。由于马达内泄较低,同步控制精度约为1%,精度较高,应用广泛因此同步要求比较高,所以普通的分流集流阀精度达无法到达要求的可以采用分流同步马达控制同步精度。

通过比较分析,我们认为第一套控制方式液压阀使用太多,连接复杂操作不便,容易发生故障;第三套控制方式虽然使用液压同步马达同步精度较高,但是成本太高不适用;我们最终选择了第二套控制方式,在现有的液压顶推装置中加装分流集流阀,油路系统连接简单,同步精度可以达到3%,基本上能够满足施工要求。

2.2 分流集流阀的应用

分流集流阀在工程机械上使用广泛,一般额定压力在20MPa~35MPa,而在我们主变装卸施工当中液压顶推系统压力最高达到了50Mpa,因此普通的分流集流阀无法满足要求,从一些液压件生产厂家了解到如果要提高分流集流阀的额定压力,其内部阀芯需要采用铸件,我们向一家同步阀制造公司订做2只额定流量为8L/min,额定压力为60 Mpa的分流集流阀。

图1 顶升试验油路图

注:BZ63-4型高压油泵额定压力为63Mpa,额定流量为4L/min

图2 图3

根据分流集流阀的特性,如果需要三缸、四缸同步则可以采用两个或两个以上的分流集流阀对系统流量进行调节,例如三缸同步有两种办法实现,一种可以采用二接法,将阀误差正负搭配,提高同步精度;另外一种是采用2:1的比例式分流集流阀,两种连接方式简单容易操作。四缸或四缸以上同步则需要3个或三个以上的分流集流阀才能实现。我们可以根据所使用的顶推缸数量来灵活搭配分流集流阀,从而控制流量达到同步的目的。

图4 图5

4 总结

我们在使用中发现分流集流阀对油路杂质比较敏感,由于分流集流阀内部构造比较精密,油路中细微颗粒较多容易引起阀门堵塞,因此油路过滤必须达到一定要求,如果更换过滤器后仍然无法正常工作,那么就需要考虑更换液压油,进行清洗,同时分流集流阀也需要简单拆解后清洗,然后按原路装好便可。另外分流集流阀虽然理论上不受负载影响,但是系统压力必须控制在额定压力范围之内,否则同步精度会受到影响,内置弹簧也有可能出现故障,以致无法正常工作。

参考文献:

[1]万会熊 明仁雄.液压与气压传动.北京:国防工业出版社,2008

论文作者:洪俊1,张建立2

论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期

论文发表时间:2018/6/15

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