超薄型设备安装移位装置液压系统设计

2014-08-15

应用能源技术 2014年10期

(哈尔滨工程大学机电工程学院，哈尔滨150001)

0 引言

随着工业的发展，现如今工业上所用的设备或工件越来越重，如桥梁段、船用柴油机等，而且操作空间越来越狭小，安装精度也要求越来越高，为了减轻劳动强度、提高生产率及提高安装精度，人们就不断对装备安装提出新的和更高的要求。创新是一切发展的源动力，超薄型设备安装移位装置的设计和应用就是为这一目标而进行的重要尝试。该系统主要解决的的问题是精度控制问题。

1 方案的确定

根据生产工艺要求，液压原理图设计如图1所示。超薄型设备安装移位装置的液压系统由液压源、控制阀件和执行机构三部分组成，液压源由液压泵1及油箱14和粗、细滤器12和13等组成，执行机构由顶升缸8-1到8-4、9-1到9-4、10-1到10-4、11-1到11-4四组油缸组成，横移缸由7-1和7-2组成，纵移缸7-3和7-4组成，控制阀件由用于控制横移的比例电磁换向阀4-1和4-2、用于控制纵移的比例电磁换向阀4-3和4-4及用于控制顶升的比例电磁换向阀5-1到5-4、以及卸荷溢流阀2、单向阀3和6-1到6-4等阀件组成。

该系统有手动和自动两种控制方式，由“手动-自动”转换开关进行转换，手动控制方式由人工按动操纵台上的相应控制按钮使各换向阀换向，来控制各油缸粗定位，实现由人工观察下操作，比较直观；自动控制方式则是通过软件按着人为设定值闭环走位，位置传感器集成于油缸内部，系统中精确控制主要比例换向阀来实现。

该系统中，顶升单元有组，分别顶升被顶升部件的四角，既可以单独操作也可以同步操作，横移和纵移单元两两为一组，配合非动力单元一同工作，同样，横移和纵移单元也可以实现单独操作和同步操作，因此实现了包括X、Y、Z方向和沿着X、Y、Z轴的旋转共六个自由度和操作，控制精度可以达到微米级。

图1 液压原理设计图

卸荷溢流阀2除了溢流功能外，还具有卸荷功能，在没有执行操作时，系统空载运转，不仅节省能源，也防止了温升。

2 液压系统

2.1 顶升操作

顶升操作，参见系统原理图，顶升操作时，以单元8为例，令电磁铁1DT和比例电磁铁10DT同时砺磁，压力油经过比例电磁阀5-1的交叉通道、液控单向阀6-1进入油缸8-1到8-4的有杆腔，回油从油缸8-1到8-4的无杆腔沿着比例电磁阀5-1的交叉通道回到油箱，完成顶升循环；下降操作时，令电磁铁1DT和比例电磁铁11DT砺磁，压力油经过比例电磁阀5-1的交平行道直接进入油缸8-1到8-4的无杆腔，回油从油缸8-1到8-4的有杆腔沿着液控单向阀6-1、比例电磁阀5-1的平行通道回到油箱，完成下降操作循环。在升降操作时，液控单向阀6-1起到对载荷的锁定作用。

同理，对9、10、11单元操作时，分别用比例电磁阀5-2、5-3、5-4和5-5来完成。

2.2 横移操作

横移操作时，以单元7-1为例，令电磁铁1DT和比例电磁铁2DT砺磁，压力油经过比例电磁阀4-1的交叉通道进入油缸7-1的有杆腔，回油从油缸7-1的无杆腔沿着比例电磁阀4-1的交叉通道回到油箱，完成一个方向的横移操作；当反方向横移操作时，令电磁铁1DT和比例电磁铁3DT砺磁，压力油经过比例电磁阀4-1的平行通道进入油缸7-1的有无腔，回油从油缸7-1的有杆腔沿着比例电磁阀4-1的平行通道回到油箱，完成另一个方向的横移操作。

同理，对7-2单元操作时，用比例电磁阀4-2来完成。

2.3 纵移操作

纵移操作时，以单元7-3为例，令电磁铁1DT和比例电磁铁2DT砺磁，压力油经过比例电磁阀4-3的交叉通道进入油缸7-1的有杆腔，回油从油缸7-1的无杆腔沿着比例电磁阀4-1的交叉通道回到油箱，完成一个方向的横移操作；当反方向横移操作时，令电磁铁1DT和比例电磁铁3DT砺磁，压力油经过比例电磁阀4-1的平行通道进入油缸7-1的有无腔，回油从油缸7-1的有杆腔沿着比例电磁阀4-3的平行通道回到油箱，完成另一个方向的横移操作。

同理，对7-2单元操作时，用比例电磁阀4-4来完成。

在上述操作过程中，当有升降或平移操作时，电磁铁1DT砺磁，卸荷溢流阀2处于溢流工作状态，当无操作时，卸荷溢流阀2处于卸荷工作状态。