3、4號(hào)焦?fàn)t裝煤車煤槽活動(dòng)壁液壓缸同步性研究陳立京煤化工廠二煉焦車間,目錄0引言1裝煤裝置的工作原理2原因分析3研究與措施4結(jié)束語,攀鋼3、4號(hào)焦?fàn)t為2x62孔JND55-07型復(fù)熱式搗固焦?fàn)t，其裝煤車為右型搗固裝煤車。自2009年投產(chǎn)以來，該裝煤車的裝煤裝置部分故障頻繁，嚴(yán)重影響了焦?fàn)t的正常生產(chǎn)。煤槽活動(dòng)壁液壓缸不同步是其一個(gè)典型的故障，對(duì)煤槽活動(dòng)壁以及兩側(cè)桁架造成一定程度的損害。為此，本文對(duì)裝煤車煤槽活動(dòng)壁十液壓缸不同步原因進(jìn)行了分析，并提出一滿足工作要求的新液壓同步回路。,0引言,1裝煤裝置的工作原理,裝煤裝置由煤槽內(nèi)壁和外壁、煤槽前擋板和后擋板、后擋板鎖閉和后擋板卷揚(yáng)、煤槽底板傳動(dòng)等裝置組成。煤槽內(nèi)壁和外壁都由活節(jié)螺栓與煤槽兩側(cè)桁架固定支柱相連，煤槽壁有十組液壓缸通過正弦杠桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，搗固煤餅時(shí)，正弦機(jī)構(gòu)處于水平位置，具有自鎖作用。煤餅搗固后，油缸下腔進(jìn)油，油缸活塞向上伸出280mm，正弦機(jī)構(gòu)將活動(dòng)壁向后拖移40mm，煤餅脫離煤槽，由拖煤底板送入碳化室，裝煤完成后，油缸上腔進(jìn)油，油缸活塞收縮，正弦機(jī)構(gòu)將活動(dòng)壁拖到原位。裝煤車工作過程中，就必須要求煤槽活動(dòng)壁的十組液壓缸在各位置上保持同步，使用過程中卻發(fā)現(xiàn)十組油缸動(dòng)作并非同步該液壓系統(tǒng)并沒有達(dá)到工作要求。,2原因分析裝煤車煤槽活動(dòng)壁的同步回路是采用單向節(jié)流閥的同步回路，如圖1所示（圖中只畫出3個(gè)液壓缸），工作壓力P=7MPa，系統(tǒng)工作流量q=70/201L/min。,圖1原同步回路,2.1十個(gè)單向節(jié)流閥很難調(diào)整到同流量煤車煤槽活動(dòng)壁液壓同步系統(tǒng)采用了節(jié)流調(diào)速同步系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，調(diào)整方便，但單向節(jié)流閥的精度相當(dāng)?shù)?，很難將十個(gè)單向節(jié)流閥調(diào)整到同流量，只能通過觀察液壓缸的動(dòng)作情況，粗略的調(diào)整開口量。而且在一段時(shí)間的運(yùn)行之后，由于流體對(duì)閥芯的磨損程度不同，造成原先調(diào)整的單向節(jié)流閥的節(jié)流口斷面發(fā)生變化，其流量也發(fā)生相應(yīng)變化，導(dǎo)致液壓缸不同步。尤其在大流量的系統(tǒng)中，節(jié)流閥的細(xì)微變化就會(huì)引起系統(tǒng)流量的大幅度變化。僅靠調(diào)整流量閥的開口量來實(shí)現(xiàn)液壓缸的同步工作，工作難度相當(dāng)大，而且同步精度很低。,2.2受單向節(jié)流閥性能特點(diǎn)的影響節(jié)流閥的流量特性方程：Qv=KAPm式中K由節(jié)流口形狀、流體特征、流體性質(zhì)等因素確定的系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)得出。A節(jié)流口的通流面積P節(jié)流口前后的壓差MPam節(jié)流口形狀決定的指數(shù)，0.5m1，,圖2單向節(jié)流閥,由公式可知，節(jié)流閥的穩(wěn)定性與節(jié)流口形狀、節(jié)流口壓差等因素有關(guān),穩(wěn)定性差。其他條件一定的情況下，當(dāng)各液壓缸的負(fù)載不同時(shí)，節(jié)流口的前后壓差就發(fā)生變化。由液壓流體力學(xué)的中油液流經(jīng)閥口時(shí)的流量公式式中Cq流量系數(shù)；At節(jié)流閥開口面積mm2；油液密度kg/mm2；P節(jié)流閥的壓力差MPa;上式中，當(dāng)At調(diào)定后，At、Cq、是不變的，壓力差P的變化導(dǎo)致通過各個(gè)節(jié)流閥的流量發(fā)生相應(yīng)的變化，從而引起液壓缸不同步。,2.3系統(tǒng)的泄漏系統(tǒng)泄漏主要是液壓缸的內(nèi)泄漏，為了定性分析，其泄漏的形式可假設(shè)為通過偏心環(huán)狀間隙的流量，其流量公式為式中d液壓缸活塞直徑mm；h缸內(nèi)徑與活塞的聞隙量mm；液壓油的動(dòng)力粘度Pas；L活塞與缸體配合長(zhǎng)度mm；P1缸兩腔壓力差MPa；相對(duì)偏心率e偏心量mm；從式中可以看出，不僅負(fù)載不同導(dǎo)致各缸壓力差P1的不同，而且d、h和e對(duì)各缸也有微差，油溫的變化也會(huì)引起的變化，這些都會(huì)引起各缸泄漏量Q的不同，因此，若液壓缸的密封條件變差，其泄漏量就會(huì)變大且不相同,會(huì)使其同步精度進(jìn)一步下降。,2.4管路布置不合理對(duì)于有15m多長(zhǎng)的煤槽活動(dòng)壁來說，均勻的安裝10個(gè)液壓缸，兩端部的液壓缸距離中部的主管道距離有7米多。在同樣的條件下，管道越長(zhǎng)，損失的能量就越大，即沿程損失。當(dāng)這種壓力損失與負(fù)載偏置疊加在一起，就將在管道內(nèi)產(chǎn)生較大的壓差，這種壓差也會(huì)導(dǎo)致單向節(jié)流閥的流量發(fā)生變化，所以產(chǎn)生中間距主管道近的液壓缸較兩端的液壓缸先動(dòng)作的情況。,從理論上講，只要十個(gè)油缸的活塞有效面積相同，輸入流量也相同，它們之間應(yīng)該做出同步運(yùn)動(dòng)。但是，煤槽活動(dòng)壁液壓同步回路除受以上因素的影響外，還因?yàn)樨?fù)載的不均、摩擦阻力的不等、桿機(jī)構(gòu)的制造、安裝誤差等都不可避免地會(huì)使液壓缸間的運(yùn)動(dòng)不同步，易造成液壓缸運(yùn)動(dòng)阻滯、速度不平穩(wěn)和液壓缸、被傳動(dòng)件偏載加劇等現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致液壓缸或被傳動(dòng)件過早地毀壞。綜上說明采用單向節(jié)流閥的同步回路不能滿足煤槽活動(dòng)壁的使用要求。,3研究與措施液壓同步馬達(dá)又叫液壓分流馬達(dá)。液壓同步馬達(dá)是由加工精度較高、規(guī)格相同、性能參數(shù)基本相近的若干個(gè)液壓馬達(dá)組成。相近的性能參數(shù)和較高的加工精度，使得通過每一個(gè)液壓馬達(dá)的流量基本保持一致，由于液壓缸的規(guī)格相同、性能參數(shù)相近、進(jìn)排油量一致，從而實(shí)現(xiàn)速度同步。我們經(jīng)常見到和使用的液壓分流馬達(dá)一般有兩種結(jié)構(gòu)類型：齒輪式和徑向柱塞式。這兩種結(jié)構(gòu)形式都是屬于高速類元件，在低速時(shí)容易產(chǎn)生爬行和內(nèi)泄漏，排量精度都是在一定的轉(zhuǎn)速以上才能得到保證，因此它適用于大流量的系統(tǒng)中。一般來講，徑向柱塞式可以做得同步精度更高一些。,圖4新同步回路,如圖4所示，一個(gè)十聯(lián)的液壓同步馬達(dá)控制的新液壓回路。溢流閥1相當(dāng)于安全閥：是防止在液壓缸出口由于壓力放大現(xiàn)象而產(chǎn)生過高壓力，由于此閥的設(shè)置，即使回路中有一只液壓缸已經(jīng)提前完成了整個(gè)行程，其它液壓缸仍然可以繼續(xù)上升，直至所有液壓缸完成工作行程；單向閥2的作用：是保證同步馬達(dá)的每腔分配室都能維持一定的壓力，保證系統(tǒng)最小壓力是非常重要的，當(dāng)其中一只液壓缸運(yùn)動(dòng)速度較快時(shí)，同步馬達(dá)仍然在為其它速度稍慢的液壓缸運(yùn)行提供動(dòng)力，這時(shí)，系統(tǒng)的最小壓力就能保證速度稍快的液壓缸不會(huì)發(fā)生吸空現(xiàn)象；單向節(jié)流閥3的作用也非常重要，除了可以調(diào)節(jié)液壓缸上升速度外，下降時(shí)也可以產(chǎn)生一定的背壓。當(dāng)液壓缸下降時(shí)，同步馬達(dá)的任務(wù)是收集液壓缸的回油并保證流量的一致，這時(shí)閥3的作用是防止同步馬達(dá)按照最快液壓缸的速度運(yùn)行而導(dǎo)致其它稍慢的液壓缸沒有及時(shí)跟上，當(dāng)然當(dāng)所有液壓缸都以相同的速度運(yùn)行時(shí)，同步馬達(dá)僅僅起到一個(gè)收集器的作用。當(dāng)液壓缸回程存在負(fù)載時(shí)，閥3的作用就顯得更為重要。,同步馬達(dá)的加工精度固然很高，但不可能完全一樣，每一個(gè)液壓馬達(dá)的排量肯定也不完全一樣，最終導(dǎo)致油路上的總流量不一樣。流量大的，總是流量大，即產(chǎn)生同步精度的累計(jì)誤差。尤其是液壓執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)是在行程范圍之內(nèi)，這種累計(jì)誤差就更大。由圖4可以看出，在液壓同步馬達(dá)內(nèi)部的每一流油路上，均有一個(gè)溢流閥1和一個(gè)單向閥2組成的閥組，這個(gè)閥組就是消除位置不同步誤差所設(shè)置的。如果出現(xiàn)一個(gè)液壓缸較快的到達(dá)終點(diǎn)，那么先到終點(diǎn)液壓缸的馬達(dá)，被與其它馬達(dá)相同的一根軸帶動(dòng)，繼續(xù)供油，從而壓力上升直至溢流閥1發(fā)生溢流，實(shí)現(xiàn)同步功能。同時(shí)單向閥2也可以向同步油路補(bǔ)油，這樣多了溢流閥1溢流，少了單向閥2補(bǔ)油，就能實(shí)現(xiàn)液壓缸的同步要求。由此可以看出，采用溢流閥和單向閥的同步馬達(dá)控制回路可以消除每一步同步誤差，這樣當(dāng)所有液壓缸都完成自己的行程，就可以消除同步馬達(dá)的累計(jì)誤差。,此外，液壓管路的合理布置和液壓缸的密封也極為重要。所以，我們盡可能地將遠(yuǎn)近距離、彎管形式、管道的通徑等管道配置成一樣，所有液壓缸的密封件也最好