YB32-500型液压机液压系统改造

2018-02-09刘晓晖

设备管理与维修 2018年2期

刘晓晖

（宁夏天地奔牛实业集团有限公司，宁夏石嘴山 753001）

0 引言

1991年，宁夏天地奔牛实业集团有限公司由徐州锻压设备制造厂引进1台YB32-500型四柱式万能液压机，以2台30 kW和1台1.5 kW电机泵组驱动，用于备料过程中的金属压力加工工艺。该设备采用按周期连续运行工作制，系统采用普通阀控制，目前内泄严重，高压行程速度不够，上压慢，保压时压力下降太快，无法进行正常使用。考虑到主缸、顶出缸以及充液阀等执行、控制元件性能良好，予以保留，利用插装阀控制技术，对原有液压系统进行了设计改造。

1 改造可行性分析

1.1 二通插装阀使用要点

二通插装阀有通断两种状态，可以进行逻辑运算，属于逻辑阀，具有通流能力大、控制自动化程度高、响应特性好等优点。本液压系统设计中主要选用华德L系列方向和压力控制功能的二通插装阀，如LFA32WEA-6XCA10型二通插装阀。该阀具有方向控制功能，其核心元件是插装元件，是一种液控型、单控制口装于油路主级中的液阻单元。通过将一个或多个插装单元进行不同组合，并配以相应的先导控制级，可以组成方向、压力、流量等控制单元。二通盖板式插装阀是插装阀的主流产品，其插件、插装孔、盖板组件等基本构件标准化、通用化、模块化程度高，插装元件互换性好，便于更换维修。二通插装阀被直接装入集成块内腔，省去了管件，实现了无管集成，可减少因泄漏、振动、噪声和配管引起的故障，提高了系统可靠性。

1.2 二通插装阀集成系统的优势

较原系统中大量采用滑阀相比，二通插装阀采用微型结构的先导控制，在同一主级上复合压力、流量和方向诸多功能，有极佳的可控性。由于是阀座式结构，内泄漏小，没有卡阻现象，有良好的响应性，能实现高速转换，通流能力大，特别适合小压力损失下的高压、大流量场合，新系统选用的二通插装阀作为控制元件，有效利用了其通流能力大、动态响应快、密封性能好、功率损失小等优点，很好的满足了液压机的多工况工作要求。

1.3 二通插装阀动态响应性测试

采用ISO VG56液压油，油温控制在50℃（黏度为35 mm2/s），主压力10 MPa，先导压力15 MPa，流量调整阀设定压力225 L/min；被试阀入口a处采用英寸×30 cm钢管，被试阀入口b处采用英寸×16 cm钢管，先导管路c处采用英寸×16 cm钢管，先导管路d处采用英寸×100 cm橡胶管，进行二通插装阀的动态特性测试（图1，图2）。

图1 测试回路

图2 二通插装阀动态特性测试曲线

2 改造方案

（1）保留原系统执行元件和充液阀。考虑到主缸、顶出缸以及充液阀性能良好，为降低改造成本，新系统设计中予以保留。

（2）采用二通插装阀作为主要控制单元设计和集成液压系统。二通插装阀内阻小、响应快、泄漏少、多机能，功率匹配合理，特别适用于液压机的高压大流量工况需要。

（3）节能环保设计。采用集成泵组，选用2台63YCY14-1B的压力补偿变量轴向柱塞泵供油，用2台22 kW电机驱动工作，按日均工作15.5 h，年工作300 d，工业电价按0.5元人民币（/kW·h）计算，每年可节省电费4万余元人民币。

（4）优化泵站设计。加装液位控制器，在油箱液位到达低点时报警，提醒操作保养人员加注油液；引入外部冷却系统，防止热量过高导致的油液老化变质，改善泵站技术状态。

3 改造后的液压系统及工作原理

以半自动定压成型工艺动作说明液压原理（图3），电磁铁动作顺序见表1。按下SB7、SB8按钮，电机启动，系统空负载运行，按下下行按钮，电磁铁YV1、YV2、YV6通电，压力补偿变量轴向柱塞泵输出的油液，经阀 1，2，3，5，7，9，11，25 进入主缸上腔，在活塞自重和压力油的作用下，滑块快速下行。插装阀1，2起单向阀作用，防止油液倒流，插装阀3用于油泵卸荷，插装阀5，7做压力阀，分别控制顶出缸下腔和上腔压力，插装阀9，11分别用于控制主缸下腔和上腔工作压力。当碰到行程开关SQ2时，YV6断电YV7通电，滑块在泵37，38供入主缸上腔的压力油推动下慢速下行并压制，此时，溢流阀16在主缸下腔产生背压，使滑块慢速下行。当主缸上腔压力达到电接点压力表BP3的调定压力时，电接点压力表发讯，使YV1，YV2断电，主缸上腔开始保压，油泵卸荷，同时保压延时继电器KT1开始计时（调节范围为（0～20）min），保压完毕。KT1 发讯，YV1，YV3，YV7 通电，打开充液阀39的小阀芯卸荷，继而使主阀完全打开，待主缸上腔压力卸至电接点压力表BP3的下限发讯或由时间继电器KT2发讯，YV7断电，37，38供油经插装方向阀8进入主缸下腔，上腔快速排液，滑块快速回程。当滑块碰到上限开关SQ1时，电磁换向阀的电磁铁YV1和YV3断电，回程停止。按下“顶出”按钮SB10，YV1，YV5通电，泵供油经4进入顶出缸下腔，下缸顶出，插装方向阀4用于控制顶出缸下腔进油方向，溢流阀14作为顶出缸上腔的安全阀使用。按下“退回”按钮SB11，YV1，YV4通电，泵供油经插装方向阀6进入顶出缸上腔，下缸退回。至此，一个工作循环结束。