钢管平头机液压系统的设计

　　1 主机功能结构

　　在管道铺设或管接修复过程中,需要对管道两端管口进行开坡口作业,以便进行焊接。钢管平头机P630用于直径219~630mm的不锈钢管,两端按要求进行焊接坡口的平头和倒棱加工,其中的夹紧与进给系统采用液压传动,可实现夹紧--快进--工进--快退--松开的工作循环,要求系统夹紧时无变形,工进时无“爬行”与“前冲”等不良现象,以保证工件的加工精度、表面加工质量和延长刀具的使用寿命,避免废品和事故的发生。

　　2 液压系统及其工作原理

　　经过综合分析比较,所设计的钢管平头机液压夹紧、进给系统原理图如图1所示,动作顺序见表1。系统采用变量泵供油,快进、工进PLC自动控制,液压缸出口串联调速阀的回油调速回路。泵2工作压力由电磁溢流阀4调整,工进缸13的快进和快退由三位四通电磁阀5控制,速度由叠加式双单向节流阀6调整,以适应管口平头倒棱时的对刀需要;工进时则由二位四通电磁阀7控制,由调速阀8调整进给速度。液压泵来油经叠加式减压阀9减压后由二位四通电磁阀10控制夹紧缸14的升降,叠加式液控单向阀11保证夹紧缸14的定位,液压缸的速度则由叠架式双单向节流阀12可调。系统装有吸油和回油过滤器1,可以提高油液清洁度,有助于调速阀在小开口度下工作时工进液压缸运动速度的稳定性。

　　图2为该节流调速回路的工作特性。其中:横坐标为泵的供油压力p,纵坐标为流量Q;p1为调速阀的最小压差;p2为液压缸上的负载及回油路背压等形成的压力差总和;曲线1为调速阀实际工作时的特性曲线;曲线2为变量泵的特性曲线;曲线1c为调速阀空载开口最大时的特性曲线。

　　由图可知,只有当泵的供油压力超过$p2后,才能在调速阀的两端形成压差,即曲线1c右移$p2到达曲线1位置。曲线1与曲线2的交点即是回路的工作点。调整调速阀的开口(曲线1向下位移而转折点横坐标不变),则曲线1与曲线2交点改变,通过流量改变而工作压力仍保持不变。负载的变化只使调速阀两端的压差变化,即曲线1沿着横坐标左右平移,但与曲线2的交点仍保持不变,即进入液压缸的流量不变,也就保证了工进时的速度稳定。

　　3 技术特点

　　(1)该调速回路属于定压式容积节流调速回路:采用恒压变量泵供油,当负载变化时压力能够保持恒定,流量自动调整以适应需要,并保证夹紧等其他辅助动作的需要,流量损失少,调速效率高,发热少;

　　(2)采用调速阀出口节流调速,比单采用节流阀调速更能提高调速回路的稳定性,在全负载下的速度波动量不会超过4%[3];