大速比缸液压回路设计的几种常用方法

液压英才网用心专注、服务专业液压英才网用心专注、服务专业大速比缸是缸活塞缩回和伸出速度比值比较大的液压缸，其速度之比一般都大于2，有的甚至达到5。在压机设计中，常会碰到大速比缸液压回路的设计，如果没有注意到大速比缸液压回路的一些特性，就容易在设计中出问题。现将我公司在压机液压系统设计中针对大速比缸液压回路采用的不同设计方法及曾有的失误用设计实例的方式总结出来，供大家参考。2大速比缸的液压特性大速比缸最重要的液压特性是活塞缩回和伸出速度之比值比较大。在缸活塞缩回和伸出速度相同的情况下，泵源所需向缸两腔提供的压力油的流量差异较大。同样，在缸活塞缩回和伸出速度相同的情况下，液压缸两腔的回油流量也大不一样。在实际设计中，设计者较易忽略两腔回油流量的巨大差异。大速比缸另一个重要的液压特性是液压缸两腔的作用力相差较大。因为，速度比较大，说明液压缸两腔的面积相差较大，而面积相差较大说明液压缸两腔的作用力相差较大。在实际设计中，设计者较易忽略活塞缩回时力的校核。3几个设计实例实例一：烟叶打包机液压缸液压回路设计设计依据：液压缸缸径为180mm；活塞杆直径为150mm；行程1100mm；速比3．27；液压泵总供油流量134L／rain；液压缸立装下压。这是我公司设计生产的第一台压机，该机主缸部分的液压原理图如图la。图1实例中主缸部分液压原理图在最初设计时，按液压泵总流量134L／min来选择换向阀和管路通径。选用了16通径换向阀，管路通径选择为22111111。实际生产中发现液压缸空载上升时的压力超过了7MPa，同时系统发热严重。验算后发现，液压缸上升时上腔的回油流量达到了438L／min。换向阀和管路通径选择过小显然是上升时流阻过高的原因。为了降低上升时的油阻，我们对设备进行了改造，将换向阀的规格改为25mm通径，液压缸上腔管路通径改为40mm1。再投人生产时，液压缸上升压力降到了1．5MPa，油温也同时降了下来。改进方法：增大回油流量较大的管路的直径，增大换向阀规格。实例二：薄片打包机液压缸液压回路设计设计依据：液压缸缸径为150mm；活塞杆直径为125mm；行程2100mm；速比3．27；液压泵总供油流量152L／min；液压缸立装下压。薄片打包机是我公司为烟厂包装烟叶薄片而专门设计生产的设备，该设备主缸部分的液压原理图见图1b。设计时考虑到生产能力，液压泵总供油流量选定为152L／min。但液压缸上升时若用全流量供油，液压缸上腔的回油流量就达到497L／min。这样的话，一方面液压缸活塞上升速度会很快，对缓冲的要求会提高，另一方面，阀件的规格会比较大，不经济。若减少液压泵总供油量，液压缸下压行程所需时间又太长，不能满足生产要求。为此，我们采用了双泵供油并利用电磁卸荷阀控制液压泵供油的设计。下压时先由双泵供油，液压缸快速下压，当压力达到电磁卸荷阀设定的卸载压力时，低压泵卸载，此时只有高压泵继续工作。这样的设计可以有效降低装机功率。上升时，电磁卸荷阀的控制阀电磁铁通电，打开卸荷阀，低压泵卸载，只有高压泵为液压缸上升提供油液。这样就可选用较小规格的阀件并减小了管路通径。设计技巧：利用多泵供油，通过电磁卸荷阀对供油进行控制，降低液压缸最大回油流量同时有效降低装机功率。实例三：废纸打包机液压缸液压回路设计设计依据：液压缸缸径为180mm；活塞杆直径为160mm；行程34O0mm；速比4．76；液压泵总供油流量134L／min；液压缸横装平推。废纸打包机是对废纸进行压缩包装的设备，该设备主缸部分的液压原理图见图1c。设计时按液压缸推出速度及压力确定液压缸直径和液压泵总供油流量。但是由于液压缸的速比达4．76，回程时液压缸后腔的回油流量达到638L／min。为了降低液压缸回程时的回油流阻，我们在液压缸尾部设计了一个通径为50mm的旁通管路，用卸荷阀来控制此旁通管路的通断。卸荷阀的控制压力取自液压缸前腔，液压缸回程时，一旦前腔压力达到设定值，卸荷阀就会打开，大流量的回油油液就通过旁通液压英才网用心专注、服务专业液压英才网用心专注、服务专业管路直接流回油箱。设计技巧：利用卸荷阀实现旁路回油。实例四：棉花打包机液压缸液压回路设计设计依据：液压缸缸径为180mm；活塞杆直径为160mm；行程8OO0mm；速比4．76；液压泵总供油流量152L／min；液压缸立装下压。棉花打包机是对棉花进行压缩包装的设备，该设备主缸部分的液压原理图见图1d。由于液压缸活塞杆行程达8m，直径达160mill，再加上压头、导向杆等部件，液压缸下压部件自重已超过2t，同时棉花的可压缩性又极大，于是在设计上就采用利用活塞杆的自重快速从上位补充油箱吸油的设计来加快液压缸的下压行程。这个设计同时还采用了差动增速回路，下压时，液压缸下腔的油液可回流到液压缸上腔，进一步提高活塞下行的速度，使得系统可利用不多的液压泵供油流量得到极高的运行效率。液压缸活塞上升时，又通过打开液控单向阀直接将上腔大流量油液排人上位补充油箱。这个设计巧妙地解决了大速比液压缸的供排油问题。由于下压部件自重较大，主缸换向回路使用插装阀锥面来密封，没有使用滑阀，并在油源和液压缸之间使用单向阀来保证液压缸下压部件不会因内泄漏而自行滑落。设计技巧：利用活塞杆自重从上位补充油箱自动补油，利用差动提速。4总结本文例举的4个设计实例用不同的方法解决了大速比液压缸液压回路的设计问题，在实际设计中只要我们认清大速比液压缸的液压特性，分析透彻设计工况，就不难设计出更多更好的回路。