浅谈2500吨压力机液压系统设计

魏来

摘 要： 主要介绍碳素厂2500吨油压机液压系统的组成、工作原理及设计特点等内容。该液压系统的研制成功，对我国碳素行业水压机、油压机的改造和推广有着重要的实际意义。

关键词：液压系统;回路;充液阀;插装阀;换向阀

1、 2500吨压力机简介

碳素产品的应用遍布各行各业，尤其对水利、电力、冶金、航空航天等部门有着举足轻重的作用，但我国碳素厂家却存在产品进一步增长受设备落后制约的现象。吉林碳素为建国初期前苏联援建项目，由于原水压机工艺落后、设备陈旧、使用年限过长，表现出生产能力低、生产质量不稳定、设备和材料的消耗大、劳动强度高等缺点，因此采用新型油压机液压系统取代水压机系统成为必然。

2500吨油压机液压系统为碳素厂碳棒挤压成形生产主机系统，在整个生产流程中属核心设备。压机的生产能力、工作稳定性及设备运行可靠性对全部生产起到关键作用。该系统具有压力高、系统流量大、控制精度高等特点。

本次设计的2500吨压力机主要包括：主机系统，同步剪切系统，的主机液压系统原理及其执行元件的动作顺序。

2、制定系统方案

明确了设计任务和对资料的研究、理解后，针对2500吨压力机的几大液压系统控制回路等做出如下设计方案：

（1） 主缸阀组控制回路

主缸工进需要有快进反行减压，主缸前进进油比例调速，压力传感。其换向用两通插装阀控制，油缸前进速度用比例调速发实现。

（2）卡箍挡板阀组控制回路

卡箍缸前进反行。用普通三位四通电磁换向阀控制。挡板缸和旋板缸需要保压锁紧，节流。分别用三位四通换向阀，节流阀和液控单向阀来控制。

（3）切刀阀组控制回路

需切刀缸同步前进，同步返回，而且可以随意调节油缸运动速度。所以换向需大流量的两通插装阀换向，其速度用单项节流阀控制。

（4）同步剪切阀组

小车缸需前进和反行。用普通三位四通电磁阀控制换向。翻版缸的前进与反行，需调节油缸动作速度。需用普通三位四通换向阀及双单向节流阀控制。大车缸需保压和节流功能。所以换向用三位四通换向阀及双单向节流阀和液控单向来控制。

（5）液压元件的选择

因液压系统需大流量和高压力液压泵及能迅速靈敏的调节液压系统压力。所以需选用一个大流量液压泵和一台低流量高压力液压泵。压力部分需选用两通插装阀。

对2500吨压力机液压系统的性能作出了分析，完成了其液压系统进的初步设计，并阐述了其工作原理。接下来的工作是结合本系统原理图进行设计计算并选取元件。

3、设计计算及元件选择

3.1 2500吨油压机的组成及系统设计的基本参数：

油压机液压系统设置进油调压回路，主压机液压控制回路，附机控制液压回路（挡板液压控制回路、卡箍液压控制回路、运输进给大小车液压控制回路、翻版液压控制回路），液压油自循环冷却过滤系统。

3.2  2500吨油压机液压系统工作原理

3.2.1进油调压回路

进油调压回路主要由：轴向驻塞液压泵，两通插装阀，盖板，电磁球阀，压力表组成。

（1）此液压系统进油调压回路中，需要两组液压泵，一组是高压小流量另一组是低压大流量，轴向驻塞泵。在此液压系统中，高压低流量泵主要是在主缸预压和挤压成形时工作，高压泵选用的型号是：25CY-Y180L-4，这种泵理论流量每分钟25升，最高压力31.5兆帕，由于系统工作需要，需把流量提高，所以选用Y200L-4 B35 30kw 的1450转电机。

另一组低压大流量柱塞泵，其系统需要的调定值是10兆帕，为整个系统提供能量的，因为主缸活塞直径在60cm，行程190cm，要求主油缸每秒行程不低于1.1cm，所以需选用液压泵型号250YCY14-1B，驱使液压泵工作的电机需：YB280M-6 B3 55KW的功率.

（2）调压回路中的，系统调压部分主要有以下部分组成。

系统压力控制部分：主要由：带阻尼孔的Z2D-Hd32Z-5型两通插装件，此阀的面积比为1：1.07，其通径为32通径，其锥阀式结构，可用于工作流向A-B的压力控制。

控制盖板用F22A-H32F型，其盖板带有调压手柄，和电磁球座阀：M-3SEW6C-3X/420MG24N9K4，其在系统中起调压卸荷作用。可从0调到35兆帕，还有先导控制阀及0-40兆帕的压力表，组成的调压部分，

选用Z1A-He32Z-5型的基本两通插件，选用F01A-H32F的控制盖板。这两个部件在系统中，主要起单向阀作用，防止系统中的油液倒流。

此液压系统中选用的Z1A-He32Z-5型的基本两通插件，其面积比是1：1.2，此阀的通经选用的是32通径的，其结构和用途是锥阀式结构，一般用于工作流向A-B的方向控制，其插装件主要由阀芯，阀套，弹簧，密封件组成，可以是锥阀结构，也可以是滑阀结构，它主要功用是控制主油路中油流方向，压力和流量等。

选用F01A-H32F的控制盖板，其作用是控制方向的盖板。

3.2.2主压机控制回路

主压机控制回路是，整个液压系统的主要工作部分，此工作部分是控制主缸工进的主要液压控制系统，由于主缸部分需要流量大，所以此控制部分主要选用由：六个Z1A-He32Z-5型两通插装阀和六个F02A-H32F的控制盖板，和六个控制插装阀开起关闭的先导控制阀，及一个给控制盖板提供控制油的NXQA-6.3/31.5-L-A储能器，等主要元件组成。

3.2.3附机控制回路基本原理

（1）卡箍当板，此部分主要包括三个部分。

1 挡板缸控制回路：在系统中主要起挡板油缸的上升和下降功能。控制提升缸的阀组，由型号为4WEH16J-6X/6AG24电液换向阀（22，02）及Z2FS16-3X/5（23，02）的单向节流阀和Z2S16-2-5X（24，02）液控单向阀组成，三个阀组成的挡板升降控制回路。电液换向阀是16通径的，每分钟的最大流量为300L/min，此阀特点是：通油量大换向平稳，此回路还配有双单向的回油节流阀，可以相应改变流量，同时也改变了油缸的运动速度，可根据工作需要改变油缸工进速度。回路中还有一个液控单向阀，此阀主要在此回路中起液压锁的作用，就是在液压缸垂直升起时，电液换向阀回到原始位置时，液压缸仍能继续停留升起的位置，主要起锁的作用。

2 挡板旋紧：其液压工作回路原理，与挡板升降工作原理一样，阀的型号，和工作机能也相同。

3卡箍挡板阀组液压控制回路部分：这部分主要用到两个型号为4WE10E20/G24，的电磁换向阀来控制两只活塞直径为20CM，活塞杆行程为15CM的液压缸，其每秒钟的工进速度不低于2CM，所以就选用阀的通经为10mm，每分钟最大流量120L的.

（2）同步剪切系统，主要由四部分

1 剪刀缸阀组 是由四个两通插装阀组成的，其功能相当于三位四通常用电磁换向阀功能。其阀组控制剪切缸，是切除碳棒，挤压成型后的多余部分，其工作要求两缸基本同步，所以在液压缸的有杆和无杆腔个加一个节流阀，以调整其油缸运动速度。

2 小车缸控制回路，此回路是控制当碳棒经过切刀缸加工完后，进入小车也就是托盘，其控制回路简单只有一组4WE10J31/CG24NZ5L的三位四通电磁换向阀控制，还有一个2FRM10-21/25L的单向调速阀控制其退回速度及一个4WE10B31/CG24NZ5L的两位四通的电磁换向阀，来控制其油缸快回的。

参考文献

[1] 章宏甲 黄译 主编 《液压传动》机械工业出版社 2007.1

[2] 张磊 主编 《实用液压技术》第二版 机械工业出版社 2002.7