刘军营 李素玲
(山东工程学院, 淄博 255012)
[ 摘要 ] 介绍一种用于制造不等截面板式弹簧的压延机液压系统的设计思路、组成和工
作过程。 该系统简单、节能、可靠, 为设计高压大流量液压系统提供一些借鉴。
关健词: 压延机 液压系统 分析
汽车工业已被确定为我国的支柱产业, 在今后的十年内, 将有显著的发展。 汽车板式弹簧是汽车悬挂部分的重要组成 部分之一, 对汽车行驶的平稳性有决定性的作用。变截面板簧
压延机是生产板簧的关键工序设备, 该机由机械、电气、液压 三大部分组成, 除压延机主传动外, 其余动作全靠液压系统完 成。
执行件工作周期循环如图 4 所示。 该图是板坯三道次压延时 的 循 环 状 态 下 各 液 压 执 行 件 的 工 作 状 态。 油 泵 起 动 后, 因 5D T、6D T 不得电, 夹紧缸退回, 张开钳口, 等待上料, 平衡缸 顶起, 张开压延辊辊缝, 等待坯料送进。 为保证夹紧缸和平衡 缸工作时稳定、可靠, 不受液压系统压力波动的影响, 在进油 油路中各串接减压阀和单向阀, 夹紧缸还可以通过减压阀调 整夹紧力的大小。
1 轧制工艺及系统动作
板簧结构形式有两种: 等截面与变截面结构, 如图 1 所 示。 变截面结构是一种等应力结构, 应用广, 它是通过将等截 面板坯加热到规定温度后, 在压延辊间压延而成。一片板簧整 个压延过程工艺框图如图 2 所示。
图 1 等截面与变截面结构
图 3 液压系统原理简图
图 2 压延过程式艺框图
整个工艺过程分全自动与半自动两种, 半自动工艺中除 上料、卸料是由人工完成外, 其余全部靠电气系统检测、控制, 由液压系统直接完成。根据变薄量的大小, 可分单道次压延和 多道次 (一般 2～ 3 道次) 压延。
2 液压系统工作原理
液压系统工作原理简图如图 3 所示。 主要执行件有七只 油缸和一个液压马达。 最大的两只油缸需求的流量达 200L ƒ m in , 工作压力 25M P a。液压马达的额定流量为 40L ƒm in。各
图 4 各执行件工作周期循环状态表
拉料缸和顶辊缸的工作流量较大 ( 200L ƒm in ) , 但不同时
工作, 为防止工作时因流量过大引起整个系统压力下降, 在主 油路上加单向阀, 将主油路分成两大部分, 每一部分各设一蓄 能器, 稳定压力, 补充流量。2D T 得电, 拉料缸送进, 这时无负
3 来稿日期: 1997- 04- 28
《机械设计与制造》A ug. 1998 № 4 — 19 —
载, 采用差动回路, 以提高效率、当 1D T 得电时, 拉料缸拉料,
当坯料截面不同时, 拉料力也不同, 因此在进油油路上设减压 阀调整, 通过调整压力而改变拉料力, 拉料速度应与压延辊的 线速度匹配, 而压延辊速度随压延辊磨损逐渐减小, 故在回油
整个系统的控制采用 PL C (可编程控制器) 集中控制, 精 度要求高的压延辊压下量和拉料缸的拉料位置采用编码器检 测, 压延辊压下量的控制精度在±5Λm 以内。
路上设一调速阀, 保证拉料速度与压延辊线速度一致。 液压马达通过螺旋机构控制压延辊压下与抬起, 为保证
压下量的准确, 油路应能实现快停、调速。因此, 油路上串接减 压阀和调速阀, 调整扭矩和转速, 用三位四通阀中位实现快 停。
4 构成特点
(1) 适用。 该系统已用于四台变截面轮机上, 最早的一台
已运行一年, 各顶参数均达到设备整体使用要求。
(2) 节能。该系统的总流量超过 500L ƒm in , 由于合理的系 统构成, 使系统的供油能力仅为总流量的一半, 就能满足使用 要求。
(3) 紧凑。 占地面积小。
( 4) 控制高度集中, 可根据工艺参数灵活设置工艺程序,
3 泵站的组成与控制
整个泵站由泵组、油箱、阀块组和管路附件组成, 泵组采 用双泵供油, 整个液压系统工作压力最高为 25M P a, 流量在 200L ƒm in 以上, 属高压大流量系统, 系统中卸荷溢流阀实行 时间控制, 当系统中各电磁铁 30s 无动作时, 系统立即卸荷, 以减小能量损失。
油箱采用上置式, 位于泵组上方, 以减少泵站面积。 阀块由两块集成油路块组成, 全部阀件均采用迭加结构, 以使结构紧凑和调整方便。 科技简讯 自动化程度高。
参考文献
1 李素玲, 刘军营. 汽车变截面板簧轧机的成型原理及方法。 山东冶
金, 1996. 12 2 章宏甲主编. 金属切削机床液压传动. 江苏科技出版社, 1980. 12
3 赫贵成主编. 液压传动与气动. 冶金工业出版社, 1981. 9
钭齿轮分度圆螺旋角的测定
由上式可解得:
(z 1 + z 2 )m n 2
n (5) ]\\ + 2- tg Α[ 2a′co sΑ′
上式中的 z 1、及 Αz 2、m n、a′n 都能精确给出或测定, 只是
我在改装 200 吨公路牵引车时, 曾遇到测定斜齿轮分度 圆螺旋角的难题。为了改装的需要, 牵引车变速箱的输入齿轮 需重新绘图制造。 用本厂现有量具来测定其螺旋角未能达到
需要的精度。所以只得考虑将主, 从动齿轮一起更换。但从动 齿轮尺寸较大, 结构复杂、制造成本高, 而且拆装很费事。最后 考虑螺旋角和齿轮其它参数密切相关, 因而想把它变成其它 便于测量的参数的函数, 那样便可测定其它参数来算出分度 圆螺旋角。 经过分析和探索, 这种设想终于获得成功, 从而解 决了螺旋角测定的难题。 鉴于测定斜齿轮螺旋角的情况较为 常见, 故将计算公式及其推导过程介绍于下。
根据变位斜齿轮的几何关系可得:
Β= co s
- 1
′。 下面我们来推导 Α′。 根Αt 为未知t 的计算式
据变位斜齿轮公法线长度计算公式可得:
2X nm n sin Αn = W - m n co sΑn [ Π(k - 015) + zinv Αt ]
(6)
式中: X n —— 法向变位系数; W —— 变位后的公法线长度; k —— 跨测齿数; z —— 齿轮齿数。
对于主、从动齿数, 由上式分别可得:
2X n1 = W 1 - m n co sΑn [ Π(k 1 - 015) + z 1 invΑt ]ƒm n sin Αn
(7) (8) ( ) 9
a ′co sΑt = co st
a ′ Α 1 + z 2 z a = m ·
z co sΒ
co sΑt =
n
(1) 2 ( ) (3)
2m n sinΑX n2= W 2- m n co sΑn [ Π(k 2- 015) + z 2 invΑt ]ƒn
另根据法向总变位系数的计算公式可得:
( ) ( invΑ′) ]ƒ2 X n4 = X n1 + X n2 = z 1 + z 2 t - invΑt tgΑn
co sΒ co s2 Β+ tg2 Αn
将 (7) 式及 (8) 式代入上式可得:
{2m n sinΑW 1 + W 2- m n co sΑn [ Π(k 1+ k 2- 1) + (z 1+ z 2) invΑt } ƒn
( invΑ= (z 1+ z 2 ) ƒ′t- invΑ) ]ƒ2 tgΑn 由上式可解得:
(10)
其中: Α— 分度圆端面啮合角; Α—— 标准啮合中心距; t —
a′—— 无齿隙啮合时实测中心距; Α— 端面齿形角; z1z2 —— 主、从动齿轮齿数; t —
Β—— 分度圆螺旋角; m n —— 法向模数; Α— 法向齿形角。 n —
将 (2) 式及 (3) 式代入 (1) 式并整理可得
′(m n co sΑ(z 1+ z 2 ) (11) invΑt= (W 1+ W 2) ƒn ) - Π(k 1+ k 2 - 1) ]ƒ上述中,W 1、W 2、Αn、k 1、k 2、z 1、z 2 及 m n 各参数都可精确给 出或测定, 因而可算出 Α′。将其代入 (5) 式则可求得 t 的精确值Β 的精确解答。
(4)
+ z 2 )m n (z 1
co s2 Β+ tg2 Α=n
2a ′co sΑ′t
赵菊初 供稿
3 来稿日期: 1998205211
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