鋼筋切斷機中蓄能器的應用及充氣壓力問題

張會強， 徐金姿

（石家莊市自動化研究所，石家莊050031）

1 引 言

隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，對鋼筋加工長度精度的要求也越來越高，其中電桿、軌枕、管樁等行業(yè)所需的高強鋼筋的精度要求最高。這就為鋼筋的定長與切斷提出了更高的要求，鋼筋切斷機的飛速發(fā)展提出了隨動剪切來保證鋼筋的定長精度。GJC 系列鋼筋定長剪切機是一種主要針對高強鋼筋的定長與切斷的新型的節(jié)能型鋼筋加工設備，其液壓系統(tǒng)是整個設備的核心，液壓系統(tǒng)的選擇和配置，直接影響整個剪切機的工作性能。根據GJC 系列鋼筋定長剪切機的工作特點，合理地選擇和配置液壓系統(tǒng)，可以降低整個設備的裝機容量，提高剪切的性能，從而提高工作效率。

2 鋼筋切斷機中蓄能器的應用

GJC 系列鋼筋定長剪切機的工作過程具有以下兩個特點：（1）在一個工作循環(huán)內，液壓剪切油缸處于很長的等待狀態(tài)，只是剪切鋼筋時工作，并且工作時間非常短，大約0.2s 左右。（2）在切斷高強鋼筋時，由于其切斷時間比較短，故而需要高壓大流量的液壓油。

對于這種工作負荷變化大、工作時間短及待機時間長的液壓系統(tǒng)，要求液壓站具有極高的性能：（a）在很長的時間內不能產生高的油溫，（b）在很短的時間內需要高壓和大流量的液壓油以供鋼筋剪切。如果直接采用液壓泵直接供油方式，按照最大流量來設計液壓系統(tǒng)，所需的液壓泵排量就很大，電機功率也較大，很不經濟；同時，間歇時多余的液壓油需要從溢流閥流回油箱，不僅浪費，還會造成油溫升高，對系統(tǒng)產生危害。

因此，根據實際工作的特點，在液壓系統(tǒng)中安裝蓄能器，采用小流量的液壓泵和蓄能器聯(lián)合供油的方式，是一種合理的選擇。這樣可在非常短的工作時間內由液壓泵和蓄能器同時供油進行鋼筋的剪切，從而產生理想的效果（見圖1）。

圖1 鋼筋切斷機液壓系統(tǒng)原理圖

3 蓄能器的充氣壓力P0

蓄能器中所容納氣體的狀態(tài)方程為：

由上式可推出蓄能器提供壓力油的體積公式：

式中：V0-充液前的充氣體積（即蓄能器容積）；P0-充液前的充氣壓力；P2-系統(tǒng)允許的最高工作壓力（蓄能器最高工作壓力）；P1-系統(tǒng)允許的最低工作壓力（蓄能器最低工作壓力）；ΔV-系統(tǒng)允許的最高和最低工作壓力對應的蓄能器內氣體V2與V1之差（蓄能器提供壓力油的體積）；k-指數（在蓄能器補油保壓時，其內氣體可視為等溫變化，k=1；在蓄能器補油加速時，其內氣體可視為絕熱變化，k=1.4）。

當蓄能器作為輔助動力源，用于補油時，充氣壓力P0=（0.6～0.65）P1，一般比最低工作壓力P1低。

在實際現場中，我們發(fā)現當剪切不斷鋼筋時，大部分的第一反應是蓄能器的壓力太低了，故而使勁往蓄能器中充氣，往往充氣壓力大于系統(tǒng)的壓力，起到相反的效果。從液壓原理圖中，我們發(fā)現剪切鋼筋時，液壓油有兩部分組成，一部分是油泵的高壓液壓油，另一部分是大量的蓄能器液壓油。當P0>P1時，從公式中我們不難發(fā)現，蓄能器中是沒有液壓油的，故而，在剪切鋼筋時是活塞只是有一個微小的動作，達不到切斷鋼筋的行程，剪切不斷鋼筋。

4 結 語

在鋼筋切斷機中，液壓系統(tǒng)是整個設備的核心。蓄能器作為輔助動力源，用于鋼筋剪切時的補油，當蓄能器的充氣壓力為P0＝（0.6～0.65）P1時，即可達到理想的鋼筋剪切效果。

［1］ 黨育哲.蓄能器引發(fā)故障的分析診斷［J］.機床與液壓，2001（4）：157，96.

［2］ 孟凡武，賀鳴，康建偉.電液錘液壓系統(tǒng)中蓄能器的選擇［J］.鍛壓裝備與制造技術，2005（2）：35-37.