ph3590型全自动液压压砖机液压系统的研究

ph3590型全自动液压压砖机液压系统的研究

sacmi2000年推出的ph3590自动压裂机是90系列压裂机的最新产品。其具有技术含量高,性能先进,压制次数多(压制600ⓕ×600ⓕ通体玻化砖可达到12.4次/min)等优点,值得国内压砖机制造厂学习借鉴,故予以介绍。同时本文对该机的使用厂家也是有帮助的。图1为PH3590型压砖机的液压原理图。1压砖机的性能要求PH3590型压砖机在保持Sacmi的2000系列压砖机技术特点的基础上,又有如下创新:1)系统压力设定较高为22MPa,主油缸增压后的压力为36MPa,增压较小约为1.63倍,这样的设计有利于减小增压行程,提高压制次数。传统的Sacmi压砖机系统压力约为17MPa,主油缸增压后的压力约为35MPa,增压比较大约为2倍。国内压砖机的数据基本和后者类似。2)采用进油路电液伺服比例节流调速阀实施对砖坯压制速度的比例控制,实现柔性压制,这种设想在国内压砖机油路设计中尚未见到。3)实现压砖机动作全过程比例速度控制,即采用电液伺服比例阀实施活动横梁下行快速、减速和回程速度的比例控制;顶出装置SPE实施对顶出和下落速度的比例控制;采用变频调速电机对料车运动实施的速度比例控制。国内对压砖机全过程比例速度控制尚未引起重视。4)充液通道设计得更为通畅,液阻更小,充液快捷,国内对此问题已开始重视。5)具有压制能量回收设计,国内压砖机已有采用。2液压系统的构成PH3590型压砖机液压与气动系统,主要由15大部分组成(见图1),A为低压充液油箱;B为料斗门气路;L为模具吹扫气路;T为清扫刷升降气路;R为清扫刷旋转与升降装置;S为清扫刷旋转油路;E、M、Q、P为辅助部分油路;F为SPE电液伺服阀比例控制串联同步缸顶出装置液压回路;H为4个装卸模具用小油缸;I为泵站油路;C与D为主油缸油路,是该机液压系统的核心部分。笔者主要介绍主油缸油路及泵站油路,其它部分已在《陶瓷》杂志2003年第1期《PH4600和PH7200型全自动液压压砖机液压系统综合分析》中作过介绍,请参阅。2.1压电系统及控制回路主油泵58为恒定功率变量泵,M1其电机功率为90kW。压力阀112为系统安全阀,设定压力为25MPa。位于E油路块上的压力阀112a为系统的调压阀,设定压力为22MPa;压力阀10为油加热用溢流阀,调定压力为15MPa。电磁阀YV99常态位时,泵卸压;通电时,泵输出压力油。电磁阀YV11r断电时,系统工作压力由压力阀112a限定;通电时,系统压力为15MPa,靠溢流功率损失用于油加热,也可在一次加压时选用该压力。泵78为离心式泵,由电机M11(功率为7.5kW)驱动,作用是将充液箱126中的油进行循环过滤冷却,以使主油泵和充液箱获得清洁与温度适合的油液。79为精滤油器,SP1为堵塞发讯开关;48为冷却器,电磁阀YV278、YV279为冷却水控制阀。BT4为油温传感器,用于检测油温以控制电磁阀YV278、YV279的启闭。B2为单向阀,防止充油箱的油倒流。SP3是用于检测主油泵进口真空度的开关,以防主油泵吸空;49为主油泵进口粗滤油器。截止阀144位于充油箱与泵站副油箱之间的管路上,系统工作时应完全打开,SQ50a为该阀开启状态的检测开关。截止阀144用于系统注油与放油,平时应关闭。2.2sacmi压砖机油路研究进展HP3590型压砖机油路的核心部分,经仔细分析可以从中查找到Sacmi压砖机油路的技术创新点。3压力油压力阀1)插装阀131为多功能放大器125大腔进油阀,用于压力放大,由电磁阀YV41控制,YV41常态位时,阀131关闭;通电时阀131开启,压力油进入。2)插装阀116为放大器125小腔进油阀,用于流量放大,由电磁阀YV40控制,YV40常态位时,阀116关闭;通电时阀116开启,压力油进入。3)动态插装阀117,为主油缸124上腔进油阀,由电磁阀YV19控制,阀YV19常态位时,阀117关闭;通电时阀117开启,压力油进入。4)动态插装阀118为主油缸124上腔排油阀,由电磁阀YV70控制,YV70常态位时,阀118开启,排油;通电时阀118关闭,停止排油。5)插装阀119为放大器125小腔与大腔排油阀,由电磁阀YV71控制,YV71常态位时,阀119开启,排油;通电时阀119关闭,停止排油。6)插装阀120为放大器125大腔进排油阀,由电磁阀YV38控制,阀YV38常态位时,阀120关闭;通电时阀120开启,视工况不同进压力油或排油。7)插装阀230接于主油缸124下腔油路,靠其关闭而将主油缸124下腔油封闭住,以防止主油缸活塞下滑,该阀亦称支承阀。阀230由电磁阀YV303控制,当其断电时,阀230关闭,其控制作用是通过一梭阀取自蓄能器18的压力油或主油缸活塞等自重在主油缸下腔产生的压力油较大的一侧,从而保证阀230可靠的关闭状态。当YV303通电时,阀230开启,主油缸下腔油从此阀排出,或进入压力油,视工况而定。8)压力阀228为主油缸下腔安全保护阀,其调定压力约为25MPa。该阀在活动横梁由快速下行转为减速制动时,还起吸收压力冲击消平压力峰值的作用。9)电液伺服比例阀YV32(带位置检测)为主油缸活塞上下行(空程)速度控制阀,左工作位用于下行,主缸下腔排油,为回油比例节流调速基本油路;右工作位用于上行,主缸下腔进入压力油,为进油比例节流调速基本油路;中位用于主缸下腔非速度控制排油。10)电磁阀YV32m为放大器125活塞提升用阀,常态位时放大器提升腔进入压力油,用于放大器活塞快速提升或保持在最上位置;通电时排油,用于放大器活塞下降。11)电液伺服比例阀YV318(带位置检测),为C油路块压力油进油阀,处于常态位时该阀关闭;处于左位工作时该阀接通压力油路,改变阀YV318的开口大小,可以控制进入主油缸上腔或放大器的流量,从而改变压制速度,实现柔性压制工况,此处为进油比例节流调速基本回路。12)插装阀115为蓄能器18排油关闭阀,由电磁阀YV53控制,常态位时阀115关闭,蓄能器18停止向系统供油,但泵的油可以进入蓄能器存储,阀115起单向阀作用,通电时阀115开启,蓄能器向系统供油。13)小蓄能器220是为C油路块上的6个电磁阀提供一个稳定的控制油源而设置的。14)截止式电磁阀YV265为蓄能器18卸压阀,常态位时卸压,系统工作时该阀应处于工作位,关闭蓄能器卸压回路。15)手控单向阀7,用于手动卸压。16)精滤油器252是为电液伺服比例阀YV32、YV318提供清洁的控制油源,SP7为堵塞发讯开关。17)SP1为主油缸上腔压力继电器,用于安全保护,其最高设定值为36.8MPa,但通常设定要低于此值;BP1为用于检测主油缸上腔的压力传感器,实施对一次、二次加压以及多次加压压力的控制。BP5是用于检测主油缸下腔的压力传感器,在主油缸活塞保持静止不动和快速下降时,下腔的压力不能超过1MPa。BP4是用于检测蓄能器18的压力传感器。18)液压控制单向阀247,三位四通电磁阀(YV31S、YV31d)均为6ⓕ通径小流量阀,用于手动调整模具时,实现活动横梁慢速下降或上升。4活动梁的主要动作分析以上在了解压砖机液压原理和各液压阀作用之后,将按压砖机主要动作分析各阀的通断电关系和液流的循环。4.1提升腔连通回油为使活动横梁开始下降行程,应使下模芯完全下落,布料车完全退回。在此条件下,电控系统令电磁阀YV303通电,支承阀230开启;令电磁阀YV32m通电,将放大器125提升腔接通回油;令电液伺服比例阀YV32通电,处左位工作,形成足够大的开口接通回油。这样主油缸活塞在本身自重和活动横梁重量作用下,在低压充液油箱0.2MPa的压力作用下,推动主油缸活塞下降,加之下腔的排油阻力很小,迫使活塞快速下降。快速下行的速度,由输入阀YV32电讯号大小来调节,应使用生产中允许的最高速度。4.2yv32闭环控制当活动横梁快速下降到设定的位置,由位移传感器给出讯号,令电磁阀YV70和YV71通电,将插装阀118和119关闭,切断主油缸上腔和放大器的卸压通路,为随后的一次加压作好准备。同时令阀YV32的电讯号逐渐减小,使开口量减小到规定值,增大主缸下腔的排油阻力,使主缸活塞快速下行受到制动而减速。减速速度控制为一闭环控制,通过检测速度与设定值比较,如有偏差,会自动调整阀YV32的开口量。这种自动速度控制,只有在制动减速距离大于35ⓕ时才能进行。4.3采用低压压压器之油当活动横梁以设定的减速速度下行到上模芯接触模腔中粉料位置时,由位移传感器给出讯号启动第一次加压延时计时。此阶段即利用在制动减速后主缸活塞、活动横梁等运动部件具有的动能及作用在活塞上低压充液油箱之油压力对粉料进行压制,由于粉料比较疏松,可以很好地排气,得到较大的压缩比,这对随后的坯体成形充分排气至关重要。此阶段上模芯已接触到粉料表面,为减少排油阻力损失,令输入阀YV32断电处中位工作,主缸下腔油经阀230、输入阀YV32中位回油箱。4.4次加压阶段t第一次加压延时结束,给出讯号进入第一次加压阶段,利用该讯号:令电磁阀YV40通电,插装阀116开启;令电液比例阀YV318处左位工作,形成较大的开口。这样,泵58和蓄能器18的压力油便经阀YV318,阀116进入放大器125的小腔,推动放大器活塞下行,一旦其活塞杆部将低压充液口封闭,主油缸活塞的运动将受控于放大器活塞的运动。由于放大器面积比的关系,根据力平衡和液流连续原理,作用于主缸上腔的压力将比系统的压力低,而流量将比系统的流量大,这时放大器起流量放大作用,即增速作用。放大器活塞的运动速度由阀YV318和阀116的开口量大小所决定。放大器活塞向下运动,其活塞腔则通过活塞上的补油单向阀补油,提升腔则通过阀YV32m工作位排油,主油缸下腔为排油状态,阀YV32处中位工作。一次加压压力由压力传感器BP1检测,达到设定值时,给出结束一次加压讯号,进入保压阶段。令阀YV318、YV40断电,阀116关闭,切断放大器小腔压力进油路,放大器活塞保持在一次加压位置,主油缸上腔仍维持一次加压的压力值,即保压。保压有利于消除坯体的应力不均匀性,促使应力扩散,减少坯体损坏。保压性能好坏取决于主油缸活塞腔的密封性能,保压过程的长短由时间控制。对于一些难成形的粉料,需要用较慢的速度和比较稳定的压力完成第一次加压,以使粉料中的气体充分排出,避免坯体形成夹层。这时可在前述的基础上再令电磁阀YV53断电,插装阀115关闭,切断蓄能器18压力油进入C油路块的通道,系统只由泵供油,主缸活塞可得到较低而稳定的速度。如果要获得更低的压力,可再令电磁阀YV11r通电,此时,系统的工作压力将为15MPa。4.5yv233系统在一次加压结束时,使主缸上腔卸压,下腔通压力油,上模芯从刚压过的粉料上抬起,使被压缩在模腔内的空气逸出,以避免坯体产生夹层。利用一次保压结束的讯号,令电磁阀YV70断电,插装阀118开启,先释放主油缸上腔的压力;与此同时令电液伺服比例阀YV32通电,处右位工作主缸下腔进入压力油,产生一个向上行程约为0～4ⓕ的排气动作,由位移传感器检测。根据此讯号令阀YV32处左位工作,主油缸下腔转为排油,上模芯以一定的速度下落到粉料上,该过程的长短由时间控制。排气的效果如何取决于排气时间的长短和合适的排放间隙,即上模芯上移量的大小,显然,正确的排气应是用时最短,而坯体又没有夹层。4.6次加压阶段变缸保压利用泵压力加压。令阀YV318通电,处左工作位,令电磁阀YV19通电,阀117开启,压力油经阀YV318、阀117进入主油缸上腔,同时令阀YV32断电,处中位工作,主缸下腔油经阀230、阀YV32排回油箱,主油缸活塞下行,对粉料实施第二次加压。二次加压压力由BP1检测,其设定值一般小于18MPa,达到设定值时,结束二次加压进入保压阶段,令阀YV318断电,电磁阀YV19断电,阀117关闭,切断主缸上腔进油器,保压过程的长短由时间控制。二次加压之后的排气与前述排气的内容相同。4.7力加压及保压过程控制过程第三次加压分泵压力加压和放大器加压(增压)两个过程进行。原因是在排气之后主油缸内的油压力很低,小于0.2MPa。为减少油的压缩性影响,缩短增压时间,提高效率,应先将主缸上腔的压力提高到泵的压力,设定值应大于18MPa,而小于22MPa,而后再用放大器增压。泵压力加压过程与前面的第二次加压内容相同。当主缸内的压力达到预设压力时,由BP1给出讯号,令电磁阀YV19断电,关闭插装阀117,令电磁阀YV38和YV41通电,插装阀120和131开启,阀YV318通电形成比例开口,压力油同时进入放大器的大腔与小腔,推动放大器活塞杆部压入主油缸上腔。根据面积比关系和液流连续原理,作用在主油缸活塞上的压力比系统压力高,而流量比系统压力小,这时放大器起压力放大的作用,即增压作用。主油缸下腔为排油状态,阀YV32处中位工作。当主缸上腔的压力达到设定压力时,又由BP1给出讯号结束第三次加压,进入保压阶段。令阀YV318断电,电磁阀YV41断电,插装阀131关闭,切断放大器大腔与小腔压力进油路,放大器活塞保持在增压位置,主油缸上腔仍维持增压时的压力,保压过程的长短由时间控制。如果在增压时,主油缸上腔超过了最大设定压力36.8MPa,压力开关SP1将动作,压砖机自动停机。4.8液压能回收系统在增压完成之后,主油缸上腔的压力大大高于系统油压力,这时可利用