鋼材打捆機液壓系統(tǒng)的設(shè)計分析

郭磊 王艷宇

摘 要：本文主要就鋼材打捆機液壓系統(tǒng)的設(shè)計展開了相關(guān)的分析與探討，首先就系統(tǒng)的設(shè)計方案進(jìn)行了簡要介紹，而后針對設(shè)計方案當(dāng)中所需要的各類主要元器件部件進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，其中主要包括有液壓泵的選取與蓄能器的選取。在本次研究中也對此系統(tǒng)設(shè)計方案的節(jié)能效果予以了分析、探討，并經(jīng)由實際的生產(chǎn)線運行驗證系統(tǒng)設(shè)計的合理性。最終希望借助于本文的分析研究，能夠給予相關(guān)的設(shè)計人員提供以必要的參考，引起更為廣泛的溝通與交流，促進(jìn)此方面設(shè)計的不斷完善。

關(guān)鍵詞：鋼材打捆機；液壓系統(tǒng)；設(shè)計

作為鋼鐵企業(yè)實施鋼材產(chǎn)品自動化包裝的主要設(shè)備部件，鋼材打捆機能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)工作。而在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中鋼鐵企業(yè)對于設(shè)備的檢修重視程度不足，設(shè)備的日常運行及檢修環(huán)境十分惡劣，大量的廠家也未能夠給予設(shè)備足夠的冷卻水，因此面對上述諸多問題，就要求打捆機的液壓系統(tǒng)必須具備有持續(xù)工作、可靠性強、抗污染能力強等特性。同時就鋼材打捆機液壓系統(tǒng)的設(shè)計展開相關(guān)的分析與探討，具有十分的作用與價值，應(yīng)當(dāng)引起鋼鐵企業(yè)與設(shè)計人員的重視與思考。據(jù)此下文之中將主要就系統(tǒng)方案的確定、主要元器件的選取以及節(jié)能效用展開具體的分析與探討。

一、明確系統(tǒng)方案

鋼材打捆機的打捆周期是由打捆與等候過程兩方面構(gòu)成。在打捆機的等候過程中設(shè)備無需做出動作操作，因此相應(yīng)的載負(fù)荷量可以忽略不計。此時泵站的高壓溢流情況將會導(dǎo)致大量的能量被白白浪費，進(jìn)而使得液壓系統(tǒng)的溫度上升；等候的時間則是通過鋼鐵生產(chǎn)的速率所決定的，其所具備的變化性十分巨大。打捆機的整體操作流程盡管是一種間歇性的工作方式，然而卻由于等候時間的不規(guī)律又使得其存在有一定的特殊性。打捆液壓機的設(shè)計通常會選用兩類方式進(jìn)行結(jié)合，即在液壓泵的選取中要能夠依據(jù)載負(fù)荷最大峰值流量予以明確，對于蓄能器的選取，需利用傳統(tǒng)的蓄能器輔助供油原則予以明確，而且還需借助于壓力繼電器檢測液壓系統(tǒng)的最大工作壓與最小工作壓。此系統(tǒng)的工作流程為：啟動電機之后，電磁溢流閥通電而后系統(tǒng)壓力升高，與此同時對蓄能器充油，在系統(tǒng)壓力超過繼電器所規(guī)定的最大壓力后，溢流閥便會卸載，此時蓄能器會替代泵的工作，給予整體系統(tǒng)供應(yīng)能源。伴隨著油液的排出，系統(tǒng)壓力逐步減小，在壓力值小于壓力繼電器所規(guī)定的最小壓力后，溢流閥繼續(xù)工作，系統(tǒng)壓力增大，此時泵輸出量在供應(yīng)液壓系統(tǒng)載負(fù)荷流量的時候，剩余的部分便會給予蓄能器填充，直至系統(tǒng)壓力超出最大工作壓力，如此不斷循環(huán)重復(fù)，始終確保整體系統(tǒng)的工作壓力能夠處于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的壓力區(qū)域。

二、選取主要元器件

（一）液壓泵的選取

依據(jù)鋼材打捆機的實際特征，在打捆機液壓系統(tǒng)開展系統(tǒng)設(shè)計時，液壓泵的選取要能夠依據(jù)傳統(tǒng)的方法，即借助于系統(tǒng)循環(huán)工作當(dāng)中某一瞬時的最大流量值來選取。依據(jù)打捆機的載負(fù)荷曲線變化情況，便能夠清楚的掌握液壓系統(tǒng)的最高峰值流量，因此在進(jìn)行液壓泵機組的選取時，必須要確保其通行流量要超過這一最大峰值流量。

（二）蓄能器的選取

蓄能器的選取，要依據(jù)蓄能器輔助供油的實際狀況，若在某一次的工作循環(huán)中，執(zhí)行器的油液需求量總體體積Vj為：

Vj=0.00635（m3）

為了降低在打捆時溢流閥的增壓次數(shù)，可使蓄能器所排出的油液體積和Vj相等，此時蓄能器的結(jié)構(gòu)體積即為：

在上述公式之中，

V代表蓄能器所排出的油液量；

P0代表蓄能器在充氣之時的壓力值；

P2代表最大工作壓；

P1代表最小工作壓。

三、節(jié)能分析與電路實現(xiàn)

由液壓系統(tǒng)的工作流程能夠發(fā)現(xiàn)，在采用壓力繼電器對電磁溢流閥工作實行控制后，使得液壓系統(tǒng)的壓力值相較于溢流閥的設(shè)定壓力值更低，最終導(dǎo)致溢流閥長時間的位于關(guān)停狀態(tài)，由此也規(guī)避了相應(yīng)的溢流損失，使得液壓系統(tǒng)的發(fā)熱性能得到大幅度的下降；并且因為溢流閥的卸載，也會造成泵長時間的處于無工作壓力的狀態(tài)，這同樣也能夠降低液壓泵的發(fā)熱性能，對于提高液壓泵的使用壽命具有明顯的好處。尤其是在打捆機的等候時間當(dāng)中，因為液壓系統(tǒng)所承擔(dān)的載負(fù)荷流量僅是被應(yīng)用在了各個液壓元件泄露問題的補償方面，所以需要的流量值較低，這就會導(dǎo)致泵長時間的停留在卸載狀態(tài)，此時泵的工作運轉(zhuǎn)又能夠使得液體介質(zhì)經(jīng)由冷卻器循環(huán)而充分冷凝，這對于液壓系統(tǒng)長時間連續(xù)工作是具有極大好處的。

液壓系統(tǒng)的壓力控制流程為：啟動加壓按鈕，一號繼電器接通電源，繼電器開關(guān)閉合，此時系統(tǒng)因為不存在工作壓力，高低壓力的繼電器均會完全閉合，從而使得二號繼電器同時通電，相應(yīng)的繼電器開關(guān)同時閉合，進(jìn)而溢流閥也會通電，系統(tǒng)在壓力升高的同時蓄能器也會處在充液的狀況下；在系統(tǒng)壓力低于最小標(biāo)準(zhǔn)壓力時，一號繼電器的開關(guān)斷開，然而此時因為二號繼電器的開關(guān)依然處于閉合狀況，便會導(dǎo)致整體系統(tǒng)的壓力繼續(xù)增大；在系統(tǒng)壓力超出最大壓力時二號繼電器開關(guān)便會斷開，這時電磁溢流閥就會卸載，蓄能器開始供油。隨著液壓系統(tǒng)的繼續(xù)運轉(zhuǎn)，壓力伴隨蓄能器能量的排出而下降。不斷重復(fù)上述操作流程，使得液壓系統(tǒng)的壓力能夠被控制在壓力繼電器所規(guī)定出的區(qū)域范圍，卸載按鈕被啟動后，溢流閥便會停止工作，進(jìn)而使泵卸載。

四、結(jié)語

綜上所述，在本次研究中依據(jù)鋼材打捆機的實際結(jié)構(gòu)特征，設(shè)計出了一種新型的齒輪泵源系統(tǒng)，此系統(tǒng)經(jīng)試驗驗證效率較高，改善了液壓系統(tǒng)的溢流損失，從而促使液壓系統(tǒng)的發(fā)熱性得以降低。而且經(jīng)由生產(chǎn)線上的持續(xù)運行表明，此液壓系統(tǒng)的設(shè)計兼具了合理性與高效性，可在相關(guān)的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)線上予以推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 裴忠才，凌曉東，王占林等.蓄能器在鋼材打捆機液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機床與液壓，2015（9）.

[2] 沈鑫剛，鄭建平，項占琴等.氣動增力連桿機構(gòu)在鋼材打捆機上的應(yīng)用[J].機床與液壓，2015（9）.

[3] 李軍，付永領(lǐng)，裴忠才等.鋼材打捆機控制系統(tǒng)智能化技術(shù)的研究[J].機床與液壓，2013（5）.

[4] 馬北一.AKD鋼材打捆機壓線輥壓緊力的有限元分析[J].遼寧科技大學(xué)學(xué)報，2014.