高效自动切管机液压系统改进设计

　　高效自动切管机是一种专用机床， 适用于大批量、自动或半自动地切断无缝钢管两端的废管头,其钢管切头量为40 万t/ 年， 切断后的管子端面可自动倒外角、内角或切大坡口。 该自动切管机具有刚度大、功率大、自动化程度高和生产效率高等特点,是生产无缝钢管的必要设备。 而自动切管机的工作过程是由液压系统控制的， 由于原自动切管机液压系统设计欠佳,使得托架缸活塞在工作过程中断续下降,引起强烈振动和噪声,为此,对其液压系统进行了改进设计。

　　1 　原液压系统存在的问题

　　1.1 　自动切管机的工作过程

　　2 台切管机为1 个工作组,分别负责切头和切尾。1 台切管机切1 根钢管的工序如下:用翻板把停料台上的1 根钢管翻到输送辊道上→辊道把钢管送入切管机适当长度→由托架把钢管托起来,使钢管能在托架上转动→夹紧装置动作,把钢管夹紧→主轴加速转到一定转速→刀台快速进给到刀头将碰到钢管处,然后转为工作进给→切割钢管→管头切掉→刀台快速退回→主轴减速并停止→夹紧装置放松→放下托架→钢管由辊道退出切管机→用翻板把切好的钢管翻到对齐辊道,同时放下另一根钢管。

　　1.2 　自动切管机托架的工作原理

　　原自动切管机托架的液压系统原理简图如图1所示。

　　图1 　原液压系统原理简图

　　行程:35

　　油缸个数:4

　　托架重量:2 t

　　钢管直径:219 ,273 ,340 ,377 ,426 mm

　　钢管壁厚:4～40 mm

　　钢管重量:4 180 kg

　　系统压力:15 MPa

　　1.3 　存在的问题

　　当托架缸活塞向下运行时,活塞断续向下跳动,伴随有强烈的振动和噪声。

　　2 　系统的改进方法

　　2.1 　故障分析

　　由图1 分析知, 当有杆腔进油, 同时打开液控单向阀, 构成回油通道后, 活塞将会因自身重量、托架和钢管的重量向下跌落, 出现一个速度增量Δv 1 由于泵为定量泵, 满足不了活塞及负载的快速下行, 当速度太快, 油液一时来不及补充, 托架缸有杆腔形成的空间必然在整个进油路及托架缸活塞上产生短时的“负压效应”, 导致液控单向阀的控制油路压力急降, 因失压液控单向阀关闭, 突然堵死系统唯一的主回路, 托架缸急停。液控单向阀关闭后, 系统动力部分没有停上, 继续供油, 使进油路油压回升, 当液控单向阀控制油路压力达到液控单向阀开启压力后, 液控单向阀又打开, 又重复上述过程, 这种过程使托架缸活塞断续下降, 并引起强烈的振动和噪声。