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1、液壓壓磚機增壓器的設(shè)計粉料在模具中受壓縮,壓力與行程的變化關(guān)系可以簡單地在萬能材料試驗機上獲得。圖1就是兩者之變化關(guān)系。該曲線的具體形狀可因粉料性質(zhì)和坯體厚度不同而異,但其趨勢基本上是一致的。 很明顯,曲線存在三個階段。 第一階段為第一次加壓(輕壓)。實際上這一階段壓機消耗的能量,包括利用活動橫梁減速后所余功能(亦慣性壓制),以及其后主油泵輸出的低壓液壓能兩部分(SACMI壓機此時通過增速器輸出低壓油并進入壓制油缸)。這一階段直到排氣前一瞬間結(jié)束。這時粉料的壓縮量已過大半。壓縮行程以S1表示。
2、160; 第二階段是從排氣結(jié)束后的第二次加壓開始的,壓制油缸的壓力由主油泵及蓄能器的壓力P0獲得。粉料在較高的壓力繼續(xù)受壓,但壓縮量明顯減小,壓縮行程以S2表示。 第三階段為增壓階段。當(dāng)上一階段結(jié)束后,啟動增壓器,使整個壓制缸處于高壓狀態(tài),以便磚坯獲得最佳致密度。其壓縮行程S2是非常小的。 實際上二、三階段是連續(xù)進行的。習(xí)慣上統(tǒng)稱為第二次加壓(重壓)。某些粉料由于成型性能要求,還可能再經(jīng)排氣,以及重復(fù)上述重壓過程。 由此可見,增壓器所完成的任務(wù)只限于第三階段。
3、160; 2 增壓器液壓參數(shù)的確定 增壓器液壓參數(shù)主要有:增壓比;增壓缸徑及行程(圖2)。 2.1 增壓比 一般認為增壓比就是壓制油缸最終要求的壓力P與主泵調(diào)定壓力P0之比,即 。但考慮到P0值有所波動,譬如一般的液壓回路都設(shè)有蓄能器,以便向執(zhí)行機構(gòu)快速供液(增壓時就是向增壓器的大端直徑腔供液,但因增壓時間極短,主油泵不可能及時大量供液,所以蓄能器液面迅速下降,壓力也降低。因此設(shè)計時需要適當(dāng)增大I0值,即實際增壓比I=Ki0。一般取K=1.11.2左右
4、。實際是人為地增大增壓器的大端面積K倍。 這樣是否會在使用時使壓制缸的最終壓力超過P值呢?回答是否定的。因為考慮到液壓油的壓縮性,壓制缸的壓力上升與時間有關(guān)。不論用壓力控制或時間控制都可以將此壓力值控制在調(diào)定范圍以內(nèi),除非控制元件失靈。 但也不要把I值提得過高。因為提高I值意味著經(jīng)過增壓器進入壓制油缸的高壓油流量進一步降低,從而使增壓時間延長;考慮到系統(tǒng)起碼在下述接觸面上存在泄漏:充液閥RP1、高壓隔載閥RP2、壓制活塞密封、增壓器大小直徑處密封。每一接觸面泄漏流量與壓力成正比,而泄漏量(液體的體積
5、)又是泄漏流量對時間的積分。所以延長增壓時間,必須會增加總的泄漏量,從而增大能量的消耗和系統(tǒng)發(fā)熱。故不建議K值過大。 2.2 增壓缸直徑及行程 在不考慮泄漏的條件下,增壓器輸出的高壓油的體積V應(yīng)滿足兩個要求: (1)使壓制活塞下降S3,完成粉料的最終壓制。此部分高壓油體積V1=A1S3(A1為壓制油缸面積)。S3值非常小,設(shè)計時可取1mm左右; (2)考慮液壓油的壓縮性,若使壓制缸上腔壓力由P0
6、增到P,必須輸進V2體積的高壓液體。根據(jù)水力學(xué)原理有: V2= 式中 液壓油的壓縮系數(shù) 由此增壓器輸出端的參數(shù)可寫為:
7、0; 式中 D2圖2中小端直徑 L增壓器行程。 由上述可見,若增大D2可減小L。反之亦然。但從總體設(shè)計考慮,適當(dāng)增大D2似更有利,其理由是: (1)增大D2可降低增壓器的運動速度,從而減輕增壓器密封元件
8、的磨損; (2)方便增壓缸的鏜孔及磨削加工。 盡管如此,但也不要過分提高D2值,否則整個增壓機構(gòu)顯得過于臃腫。合理地決定D2后,即可根據(jù)I值決定D3。當(dāng)然D2、D3還要滿足密封元件的尺寸要求。 實際上系統(tǒng)存地泄漏,故設(shè)計時往往將V值增大,或按理論計算后放大L值。 2.3 設(shè)計增壓器時應(yīng)注意的事宜 (1)建議采用霞板式密封元件并加導(dǎo)向件,
9、而不采用Yx等類傳統(tǒng)的密封件。雖然增壓器的進油腔承受的壓力較低(譬如一般地15MPa以下)。但考慮到壓磚機的工作頻率極高,增壓活塞的運動速度極快,傳統(tǒng)密封元件因其耐久性差,恐難以勝任。 (2)增壓活塞的重量較大,若采用臥式結(jié)構(gòu),則有可能由于自重而產(chǎn)生單邊磨損。且上部間隙增大,而使密封件過早損壞。故建議采用立式裝置。 (3)圖3為采用環(huán)形面積作輸出端的原理。在某些情況下,此種結(jié)構(gòu)更有可取之處。這時小直徑端外露,便于觀察增壓器的工作情況和易于安裝行程開關(guān)等電器裝置,以保證增壓前增壓活塞處于最低位置。
10、160; 3 實例 現(xiàn)在Nassetti-Vis 1200壓機的增壓器為例,說明各液壓參數(shù)的計算及選取。 (1)該機的壓制油缸直徑D1=0.65m,面積A1= 。壓制行程結(jié)束時,油缸底到壓制活塞頂部的距離為0.16m,故V0=0.3316×0.16=0.053m3. (2)油泵的調(diào)定壓力P0=15MPa, 壓制缸的最終壓力
11、160; (3)該增壓器采用圖2的結(jié)構(gòu),小端直徑D2=0.09m,大端直徑D3=0.16m。 (4)V1=A1S3, 取S3=0.001m , 則 V1=3.316×10-4m3 V=V1+V2=10.06×10-4m (5)小直徑端的面積
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