前面我們說了一下擠壓機高壓油泵的使用及維護要點,除了油泵外,液壓缸也是擠壓機的重要組成部分,今天小編再來和大家講一下擠壓機液壓缸的維護。
擠壓機的液壓缸分為主缸及活塞液壓缸。擠壓機的主缸為柱塞缸,可能會出現如下圖所列的一些問題,應隨時檢查,認真判定問題產生的原因,必要時要向主管維護工程師報告,以便判定是否需要停機修理。及時采取有針對性的措施十分重要,避免小病不醫,引起更大的麻煩。
我們知道,在主柱塞空程前進時,是由側缸帶動的,主缸的油路通過充液閥與油箱連通。此時因無工作負載,側缸的液壓油的壓力一般設定在12~13MPa。在擠壓桿與擠壓筒中的錠坯接觸后,側缸油壓升高(如超過13MPa),通過壓力繼電器動作,使液壓控制系統關閉充液閥,接通主缸的高壓油路(一般為21~25MPa),開始擠壓過程。如果連接側缸油路的控制系統壓力繼電器異常,不能閉合,那么,主缸的高壓油路就不能接通,擠壓過程自然不能進行。其實,這個問題很簡單,只要去檢查側缸控制系統的壓力繼電器就可以了。這個問題說明,工程技術人員,必須熟悉整個系統的情況,準確判定故障的原因,否則就會手足無措,找不到問題的所在。
上圖中所示為主缸故障的檢查框圖,準確查出故障部位,處理問題大多都是常規方法。只有在導套偏心磨損嚴重、主柱塞外表損傷嚴重時,才需要考慮停機、解體處理。在大多數的情況下,需要調整主柱塞的密封問題,有時需要調整導套的方向,改善導套的磨損不均情況。
主柱塞在經過長期運行后,其表面難免有一些損傷。較嚴重的主柱塞表面磨損應及時處理,必要時要進行重磨、拋光。輕微的局部劃痕,可用砂紙打磨后,磨光。整體重磨后,密封環要細心壓入,保證圓周各點受壓基本均勻,壓緊力適當。
在鋁材擠壓機中,有一些工作缸是活塞缸。其遇到的問題、維護方式與柱塞缸基本相同。所不同的是,活塞缸的活塞與缸內表面有接觸,并有相對滑動。在間隙密封時,活塞與缸的內壁直接接觸,存在磨損,特別是油不清潔時就更嚴重一些;在活塞有密封圈時,過緊,稍有臟物,缸內壁極易磨損;過松,可能活塞兩側壓力串通,造成工作壓力不足。同時活塞桿也有彎曲變形的可能。這些因素,可能會引起爬行、沖擊、失壓等情況。這是維修活塞缸應注意的問題。
鋁材擠壓機液壓缸的設計
1 液壓缸主要尺寸
1.1液壓缸工作壓力
根據設備的類型有初選工作壓力P=3MPa。 5.1.2液壓缸內徑D和活塞桿d
由前面的計算可得出D=90mm,d=63mm。 5.1.3液壓缸壁厚的確定和外徑
(1)液壓缸的壁厚
液壓缸的壁厚一般指缸筒結構中最薄處的厚度。從材料力學可知,承受內壓力的圓筒,其內應力分布規律應壁厚的不同而各異。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。
液壓缸的內徑D與其壁厚?的比值10/??D的圓筒稱為薄壁圓筒。工程機械的液壓缸,一般用無縫鋼管材料,大多屬于薄壁圓筒結構,其壁厚按薄壁圓筒公式計算:
式中 ?——液壓缸壁厚(m); D——液壓缸內徑(m);
yp——試驗壓力,一般取最大工作壓力的(1.25~1.5)倍(MPa); ???——缸筒材料的許用應力。其值為鍛鋼:???=110~120MPa;鑄鋼:
???=100~110MPa;無縫鋼管:???=100~120Mpa;強度鑄鐵:???=60MPa;灰鑄鐵:???=25MPa
現取
MPaMPap
p
n
y
4.535.15
.1????;???=100MPa
得: mmMPa
mm
MPa025.21002904.5
查無縫鋼管標準系列取mm5??; (2)缸體的外徑為
?21??DD 2590??? mm100? 現取D=100mm 。 5.1.4液壓缸工作行程
液壓缸工作行程長度,可根據執行機構實際工作的最大行程來確定,并參閱《液壓設計手冊》中的系列尺寸,選取標準液壓缸工作行程為110mm。 5.1.5液壓缸油口直徑
液壓缸油口的直徑可由公式計算: 0
013.0dvv
式中:
0d——液壓缸油口直徑(m);
v——液壓缸最大輸出速度(minm/)
0v——油口液流速度(m/s)
得:23.4mm3
查《機械設計手冊》表22.6-58,取227d0??M。 5.1.6缸蓋厚度
一般液壓缸多為平底缸蓋,其有效厚度t按強度要求可用下面兩式進行近似計算。
無孔時
有孔時
式中 t——缸蓋有效厚度(m); 2D——缸蓋止口內徑(m); 0d——缸蓋孔的直徑(m)。 所以,液壓缸: 無孔時 ??
mmpD
ty
8.27100
4.5
90
0.433433.0????? 取 mm10t?; 有孔時????
mdDD
pD
ty9.88m279010090
4.590
0.433433.00????????)
(?
取 mm15t'?。
1.7最小導向長度
當活塞桿全部外伸時,從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H稱為最小導向長度。如果導向長度過小,將使液壓缸的初始撓度(間隙引起的撓度)增大,影響液壓缸的穩定性,因此設計時必須保證有一定的最小導向長度。
對一般的液壓缸,最小導向長度H應滿足以下要求:
為滿足本題目中液壓系統:快速下降→壓制→快速退回→原位停止的使用要求,選用雙作用單桿活塞缸。
2.1液壓缸的組成 液壓缸的結構基本上可分成缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置,以及排氣裝置五個部分。
2.2液壓缸組件的連接 缸筒與缸蓋的連接形式,因法蘭連接結構簡單,容易加工,也易拆卸,故采用法蘭連接,缸筒與缸底的連接形式也用法蘭連接。活塞桿與活塞的連接方式選用螺紋連接,其結構簡單,安裝方便可靠。
2.3活塞及活塞桿處密封 活塞及活塞桿處密封圈的選用,應根據密封部位、使用部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇O型的密封圈。
4液壓缸的緩沖裝置 液壓缸帶動工作部件運動時,因運動件的質量大,運動速度較高,則在達到行程終點時,會產生液壓沖擊,甚至使活塞與缸筒端蓋產生機械碰撞。為防止此現象的發生,在行程末端設置緩沖裝置。常見的緩沖裝置有環狀間隙節流緩沖裝置,三角槽式節流緩沖裝置,可調緩沖裝置。這里選用三角槽式節流緩沖裝置。 5.2.5 液壓缸排氣裝置 對于速度穩定性要求的機床液壓缸,則需要設置排氣裝置。 5.2.6 密封裝置 選0形密封圈,因為其具有良好的密封性能,且結構緊湊,運動件的摩擦阻力小,裝卸方便,容易制造,價格便宜等優點。 5.3 液壓缸主要零件的材料和技術要求 (1)缸體 材料---45鋼 粗糙度---液壓缸內圓柱表面粗糙度為mRa?0.42.0?? 技術要求:a內徑用H8-H9的配合 b缸體與端蓋采用螺紋連接,采用6H精度
(2)缸蓋
材料---灰鑄鐵:HT200 粗糙度---導向表面粗糙度為mRa?6.18.0?? 技術要求:同軸度不大于0.03m?
(3)活塞 材料---灰鑄鐵:HT300 粗糙度---活塞外圓柱粗糙度mRa?6.18.0?? 技術要求:活塞外徑用橡膠密封即可取f7~f9的配合,內孔與活塞桿的配合可取H8。
(4)活塞桿 材料---實心:45鋼,調質處理 粗糙度---桿外圓柱粗糙度為mRa?0.84.0??
技術要求:a調質20-25HRC b活塞桿與活塞的連接可用9/9fH