液压节能装置范文

液压节能装置范文（精选7篇）

液压节能装置 第1篇

1 结构组成与工作原理

抽油机液压节能装置由机械液压总成和电控总成两部分组成，机械液压总成包括液压缸、液压蓄能器、液压集成块、液压缸支架和上下铰接机构，可安装在抽油机的前段或后端。

电控总成由DSP微处理芯片、数据采集电路和控制电路组成。DSP微处理芯片负责运算和实施节能策略、采集抽油机曲柄位置信号、电动机电流电压、电动机功率和蓄能器压力信号，通过分析这些信号后，作出液压缸回收或释放的决策，见图1。

液压节能装置通过液压缸活塞杆的上铰座与抽油机游梁进行连接，安装在抽油机前端时，抽油机游梁下行时，推动液压缸活塞杆向下运动，液压缸内部的油液进入液压蓄能器，机械能转变为液压能，实现能量储存;抽油机游梁上行时，液压蓄能器内的油液流向液压缸，推动液压缸活塞向上运动，液压能转变为机械能，实现能量释放，辅助推动抽油机的游梁上行;安装在抽油机的后端时，液压缸活塞杆运行方向与液压节能装置安装在抽油机前端时相反。

2 节能原理

假定液压节能装置安装在抽油井的前端，只有抽油机下行时出现负功能量，且产生发电能量能够全部反馈到电网，并能被电网另一耗电设备使用[3]，则未安装液压节能装置时：

式中：

E电——电动机消耗能量，kW;

E电上——上冲程电动机消耗能量，kW;

E电下——下冲程电机消耗能量，kW;

E负——抽油机下行时产生的机械负功能量，kW;

η电传输——电网传输效率，%;

η——抽油井地面效率，η=η电机η皮带η减速器η曲柄η连杆。

安装液压节能装置后：

式中：

E液电——安装液压节能装置后的电机消耗能量;

η液=ηhηm——液压回收和释放能量的效率。

以12型抽油机产液量10 t/d的油井为例，地面效率为η=η电机η皮带η减速器η曲柄η连杆=0.5，设电网传输效率为η电传输=0.95，则η负功=η电传输η=0.48;而液压平衡节能装置再生利用负功机械能量的效率η液=ηhηm=0.56。

从以上分析可看出，原抽油机是将负功机械能量转换成发电能量再被其他抽油机利用，而液压平衡装置则是通过抽油机自身再生利用其在运行中所产生的负功机械能量，负功利用效率后者高于前者。

3 应用效果

目前在新疆油田的10型、12型、14型的常规游梁式抽油机上安装了液压节能装置50套，目前运行了2年，该装置运行平稳可靠。在保证油井同等技术参数、产液量不变的情况下，测试了其中10口抽油井，测试结果见表1。

从表1中可看出，安装抽油机液压节能装置后，有功功率和无功功率明显降低，平均有功节电率为22.04%，无功节能率为39.54%，综合节电率为15.43%，大幅度地降低了采油能耗，节约了开采成本。

4 经济效益

4.1 节约电费

以10型抽油机电动机30 k W为例，年用电量为7.13×104kWh，安装液压节能装置后，年节约电量为1.1×104kWh;电费按0.68元/kWh计算，年节约电费为0.75万元。

4.2 节约抽油机维护费用

安装后，减少了抽油机震荡使抽油机运行更平稳，抽油机故障率明显降低，平均故障率比未安装液压节能装置时减少了70%，按年维护抽油机人工、材料费用1万元计算，可节约维护费用0.7万元。

5 结语

1)液压节能装置在消除发电态负功对抽油机不良影响的同时，将负功余能再生使用，降低了抽油机提升过程的有功功率消耗，减少了抽油机的电动机扭矩波动，改善了抽油机机械结构受负功余能产生机械冲击，提高了抽油机使用寿命。

2)液压节能装置可以减小抽油机电动机的最大峰值功率，适当地降低电动机功率的配置参数，从而减少当前游梁式抽油机普遍存在的“大马拉小车”状况，降低抽油机的购置成本。

3)液压节能装置是与原抽油机并联连接的节能装置，在液压节能装置需要维护维修和出现故障时不影响原抽油机的正常使用，从而保证抽油机的长期正常运行，不会因液压节能装置的维护维修而影响油井产量，适合常规游梁式抽油机的节能改造。

参考文献

[1]姜继海,谷峰,秦二卫,等.液压能回收的扭矩平衡油梁式抽油机[J].能量流动与控制,2009,33(2):4-6.

[2]催平正.新型液压节能抽油机的控制系统设计[J].机床与液压,2005(5):143-144.

二级液压顶升装置 第2篇

上述图片为二级液压顶升装置结构的总装图, 由以下各部分组装而成:1) 行走机座;2) 压缩弹簧;3) 双头螺栓;4) 一级顶升支座;5) 一级液压缸;6) 二级顶升支座;7) 二级液压缸;8) 弧板;9) 驱动装置;10) 异步电机;11) 主轴;12) 主动行走轮;13) 从动行走轮。

2 液压缸的选型

1) 液压缸缸径D计算公式。根据负载 (F) 和工作压力 (P系统) 大小确定D, 计算公式如下:。式中:PI为缸工作腔的工作压力, Fmax为最大作用负载。2) 活塞杆外径d计算公式。在受压力作用时, PI>7MPa时, d=0.7D。

3) 液压缸D/d计算、选型过程。a.系统最大作用负载为:Fmax=80000kgf (实际工况下的最大值为60000kgf, 安全系数取K=1.33) 。b.液压缸工作腔的工作压力最大值为:PI=25MPa=250kgf/cm2。

对于一级液压缸缸径D1:

取值D1=20cm=200mm, d1=0.7D1=0.7×200=140mm。

对于二级液压缸缸径D2:

取值D2=14cm=140mm, d2=0.7D2=0.7×140=98mm。

依据《机械设计实用手册》第6篇液压传动与气压传动中第1章液压传动中的液压缸参数系列表, 液压缸最终选择参数确定为:一级液压缸内径D1=200mm, 活塞杆外径d1=140mm;二级液压缸内径D2=140mm, 活塞杆外径d2=98mm。

4) 液压缸连接形式。液压缸采用法兰式连接, 其优点如下:结构简单、成本低;容易加工、便于装拆;强度较大, 能承受高压。

3 二级液压顶升装置结构及工作原理

该装置的主体框架由以下三大部分组成:行走机座、一级顶升支座、二级顶升支座。

1) 行走机座。行走机座长2140mm宽790mm高391mm。行走机座两端均设置了两道隔板, 隔板上开了φ60的孔, 用来装主轴, 行走轮套装在相应的主轴上, 在带齿圈的主动行走轮的一侧, 将配套的驱动装置与行走轮组装好后, 将驱动装置上的连接螺栓孔拓印在行走支座侧板的相应位置, 再钻孔、攻丝, 用配套的沉头螺栓将驱动装置固定在行走机座上, 再将配套的异步电机 (ZDY1-22-4/0.75Kw) 与驱动装置组装好。行走支座的中间是一个空腔, 空腔距底面66mm处的四周设置厚托板, 其上设有八个螺栓孔, 托板与机座的侧立板间均设置加强筋板, 以增加其强度。

2) 一级顶升支座。一级顶升支座长1270mm宽650mm高391mm, 该支座像一个长箱体。一级顶升支座的底板上与行走机座厚托板上配套设置有八个螺栓孔。一级顶升支座从行走支座的下方套入该空腔中, 用八个M20的双头螺杆将其与行走机座连接在一起。螺杆上套装着配套的压缩弹簧, 压缩弹簧的下部与行走机座的厚托板接触, 上部与配套的连接支撑垫接触。该支座上平面设有与液压缸上部配套的孔, 孔周围均布有螺栓孔, 两个一级液压缸从上方装入该支座内, 液压缸法兰与支座上平面通过螺栓连接固定, 液压缸的下部可穿过支座底平面的孔。支座中间为一空腔, 供二级顶升支座套入使用。

3) 二级顶升支座。二级顶升支座长1000mm宽470mm高400mm, 该支座截面呈T型结构。支座中间设有一厚隔板, 隔板上开有一个与二级液压缸上部相配套的孔, 沿孔周围均布有螺栓孔。支座的上平面的中央开有一方孔, 二级液压缸从支座上平面自上而下装入该支座内, 液压缸法兰与厚隔板用螺栓连接固定。支座两端的下平面设有孔, 该孔与两个一级液压缸的活塞杆相配套。二级支座套装在一级支座相应位置后, 一级液压缸的活塞头通过预留孔伸入二级支座两端。二级液压缸的活塞杆伸出部分的螺纹部分配有相应的圆螺母, 圆弧板的正中间焊有一圆环, 圆环套装在圆螺母上。根据塔筒直径的不同, 配套更换与塔筒一一对应的圆弧板。

4 工作原理

在实际生产中塔架筒节通过组对工装逐一组对焊接, 焊接完工后, 液压顶升装置通过其行走机座运行至合适的位置后, 一级、二级液压缸活塞杆伸出, 二级液压缸活塞上部的圆弧板逐渐接触工件, 慢慢将工件的两端顶起, 液压缸此时承重下落并压缩弹簧, 液压缸支座支撑于地面而使行走机座和行走轮不受力, 此时将组对工装从工件下部取出并换上行走滚轮架, 使行走滚轮架承担工件的重量;此时降下液压缸活塞杆, 通过压缩弹簧将液压缸和相应支座撑起使其能够离地随行走机座自由移动, 使液压顶升装置离开工件。该装置解决了原有工装存在的转运困难、调整位置费时费力的缺点, 提高了工作效率。该液压顶升装置具有安全、便捷、高效的特点。因此说该装置是一种实用、新型的液压顶升装置。

摘要：本机构是一种液压顶升装置, 包含行走机座、一级顶升支座、两个一级液压缸、二级顶升支座、一个二级液压缸、双头螺栓、压缩弹簧、行走轮和配套异步电机等。液压缸选用法兰连接形式, 通过连接螺栓将液压缸固定在相应的隔板上, 一级顶升支座底板通过双头螺栓与行走机座套装在一起, 双头螺栓上套装有压缩弹簧。二级顶升支座两端套装在两个一级液压缸上部。液压缸在自由状态下时, 通过压缩弹簧将液压缸和支座撑起, 使其离地随行走机座自由移动;液压缸在工作状态下承重时下落并压缩弹簧, 一级顶升支座支撑于地面, 行走轮和行走机座不受力。该结构使用方便, 具有安全、省力的特点。

关键词：液压顶升,安全,省力

参考文献

[1]机械设计实用手册编委会.机械设计实用手册[M].北京:机械工业出版社, 2009.

液压节能装置 第3篇

在液压制动装置的设计过程中,液压阻力系数起到了非常重要的作用,其不仅包含了液压制动装置内液体流动的各种损失,而且还包括了对理论分析不完善部分的修正,是一个理论与实际之间的符合系数。在液压制动装置的设计中,合理、正确地选择液压阻力系数是设计成功与否的关键。

1 液压制动装置的选取和工作原理

大多数火炮液压制动装置的结构都比较复杂,不利于对液压阻力系数的分析。某57G炮闩缓冲器相对其他液压制动装置在各方面都要简单许多,是一个比较理想的液压制动装置,本文选择了它作为研究对象,其结构如图1所示。

由图1可以看出,液压缓冲器由带紧塞器的缓冲器筒、带活塞杆头的活塞杆、液压调节器、调节筒和弹簧等组成。活塞杆中部是活塞,它套在调节筒内,后部中空,在活塞处有4个斜孔,前端固定活塞杆头,用来直接承受炮闩支架的冲击。活塞后面的弹簧用来使活塞杆恢复到前方位置。调节筒装在缓冲器筒内,在圆周上有3个互成120°的前宽后窄的通孔,与活塞配合形成流液孔,以产生液压阻力,节制炮闩的运动。液体调节器装在调节器本体内,调节器本体前方用螺纹连接着中间的定向筒,作为活塞杆的后导向。

当炮闩后坐时,炮闩撞击液压缓冲器的活塞杆头,使活塞杆后退,活塞杆即挤压其后方的液体,使液体沿调节筒通孔高速流向活塞杆的前方。由于活塞杆对其后方液体的挤压,在缓冲器筒内产生了很高的液体液压阻力,该压力对活塞的作用即形成了阻力,使得炮闩的运动在较短的行程上停止。

2 验证液压阻力系数对液压制动装置的影响

液压阻力系数实际上是一个包含了理论模型未考虑的各种因素综合影响的修正系数,是一个理论与实际的符合系数。液压阻力系数不但与制动装置的结构有关,而且还与液体流动的速度有关。在这里主要对某57G炮闩缓冲器的标准液压阻力系数与另外两个非标准液压阻力系数进行比较,来了解液压阻力系数对某57G炮闩缓冲器的液压阻力与后坐速度之间关系的影响。

液压阻力系数Kp=2.5为某57G炮闩缓冲器在某射角时的标准值,而在液压阻力系数区间范围内选取另外两个数值时,应该选择一个适当大于标准值,一个小于标准值,所以本文中选择的系数为Kp 1=1.8,Kp 2=5。在炮闩的缓冲行程上,炮闩与缓冲器开始运动时共同的初始速度为v0=6.93 m/s。缓冲器液压阻力为:

其中:FΦf j为平均阻力;L为最大缓冲行程;为后坐行程;D为系数,ρ为缓冲器中的液体密度,A为缓冲器活塞的工作面积,KPi为液压阻力系数,mh为液压缓冲器与炮闩运动部分的总质量,a0为缓冲器流液孔的初始面积。

缓冲器后坐运动方程为:

式(2)可写成微分方程的标准形式:

求解上述常微分方程的数值解可用四阶RungeKutta方法,本文采用MATLAB对四阶Runge-Kutta法编程,将液压阻力系数Kp1=1.8、Kp=2.5、Kp2=5分别代入程序中,可得缓冲器的液压阻力随后坐速度的变化曲线图,分别见图2、图3和图4。

3 结论

从图2、图3和图4中可以看出:只有在液压阻力系数为Kp=2.5时,液压阻力与后坐速度才能同时达到零,当液压阻力系数为Kp 1=1.8、Kp 2=5时,液压阻力已经为零,可后坐速度还没有降为零,此时就会发生刚性冲击,缓冲器没有起到缓冲作用。由此可以看出,在设计液压制动装置时,只有选择了合理的液压阻力系数,才能使液压制动装置起到更好的作用。

参考文献

[1]高跃飞.火炮反后坐装置设计[M].北京:国防工业出版社,2010.

[2]张威.MATLAB基础与编程入门[M].陕西:西安电子科技大学出版社,2008.

液压自卸装置的安全使用 第4篇

(1) 行车前除检查发动机和底盘部分外, 还应检查液压油量和油质是否符合要求, 自卸机构各连接件是否有裂纹或变形等缺陷, 如有, 应及时修复或更换。

(2) 在确认车厢已放平、液压自卸油缸阀门已关好及卡好保险卡后, 方可起步, 以防行车途中阀门因震动松开而使液压油缸自动举升。

(3) 应选择良好的路面行驶, 不得高速或超速行驶, 以防损坏车辆的传动系、行走系及液压自卸机构;在通过障碍物时, 还应注意防止车桥底部与之碰撞。

(4) 尽可能选择平坦地段卸载, 若必须在凹凸不平的地段或横向坡道上卸载时, 应设法将低侧轮胎垫起, 尽量使两侧车轮保持水平, 以防货物中心的偏移使一侧轮胎和钢板弹簧超载损坏。

(5) 卸载时, 应停稳车, 挂空挡, 拉紧手制动或踏下脚制动器, 扳动液压操纵手柄, 缓缓加大油门;当车厢举升角为最大时, 应立即将操纵手柄扳回“中立”位置, 以免液压系统过载而胀裂油管、冲破油封。

(6) 在坡道上向坡下卸载时, 应先下车察看, 车辆不得离陡坡太近, 以防卸载时后轮下陷或车辆溜坡。

(7) 在倾卸整块重物 (如水泥预制板) 时, 由于受液压自卸系统反向缓冲装置的作用, 易出现将多节油缸向上反拉现象。为避免这种反拉现象, 当车厢举升到适当位置时, 应减小油门, 降低举升速度;当整块重物即将滑出车厢时, 应立即将液压操纵手柄推入“中立”位置, 停止举升, 使重物自行滑下, 以确保安全。

(8) 卸载中, 若因货物堆积, 车厢举升困难或货物不能卸净时, 可将液压操纵手柄推入“中立”位置, 再向前移动车辆即可。但要注意车辆不得在“提升”位置时前驶, 以防产生反拉作用而损坏油缸;同时在前移车辆时, 还应注意树枝、电线等低空障碍物。

(9) 不得在行驶中升、降车厢, 以防车厢震动摇摆而损坏机件。

(10) 不得超载作业, 以防增加车辆传动系及液压系统的负荷, 造成车辆早期损坏。

(11) 当需要举起车厢对机车及液压系统进行检修时, 应切实支撑好安全撑杆, 以防油管爆裂或油缸突然失效, 使车厢突然落下, 导致机械及人身安全事故。

(12) 液压系统应使用规定牌号的液压油, 不得以车用机油或废旧机油、齿轮油代替。冬季使用前应预热, 但不得以明火直接加热。

新型胶带机液压自动张紧装置 第5篇

随着井下长距离胶带机的广泛使用,胶带的伸长量亦急剧增加,常规的回柱绞车张紧装置受到张紧距离和张紧力的限制而难以适应500m以上胶带的张紧要求。此外,长距离胶带机的使用要求采用张紧力可调的张紧装置,启动阶段增大张紧力防止胶带打滑、等速阶段降低张紧力以维持胶带机的正常运行,但传统的回柱绞车张紧装置不具备这种功能。为此,中国矿业大学研制出了YZL-100型胶带机液压自动张紧装置,在兖州矿业(集团)公司兴隆庄煤矿的使用中体现出优越的实用性能。

该装置主要由1个液压站、1台液压张紧绞车、1个电控柜、1个压力控制器和1个张力监控装置组成。在“自动”状态下,点动电控柜开关,给电控柜的可编程控制器供电,令其工作;液压站工作,打开液压张紧绞车制动器,液压张紧绞车张紧胶带至胶带启动时的张力;张紧完成后,可编程控制器向控制台发出开机信号,胶带机运转,可编程控制器接通液控系统的电磁换向阀线圈,电磁换向阀换向,胶带张紧力下降到匀速运转时的张力;胶带机正常运转后,可编程控制器自动停止液压站的工作,并自动制动液压绞车,保持胶带张力。胶带机正常运转时,如果张力降低到匀速运转所需张力的95%时,压力控制器发出信号,通过可编程控制器再次启动液压系统,调整胶带张力,动作完成后,液压站自动停止工作并制动液压绞车。胶带机停止运转后,点动电控柜开关,可编程控制器停止工作,此时胶带保持正常运行时的张力不变。需要松胶带时,将电控柜转换开关换到“手动”位置,可通过操作液压站内的手动换向阀控制绞车的转向,完成胶带的松弛。

液压钻机流量测试装置的研制 第6篇

笔者介绍一套整流流量测试装置, 通过液压整流的原理, 满足钻机试验室流量测试工作的需要, 适用于钻机试验室的常规测试。

1 钻机旋转工作原理

钻机旋转系统主要由泵站、操纵台、动力头组成。泵站是钻机的动力源, 将电能转化为液压能, 通过油泵从油箱吸油并输出压力油;操纵台通过换向阀控制分配压力油至执行元件液压马达, 液压马达将液压能转化成机械能。钻机设计时, 大多选用双向旋转液压马达, 通过操作台换向阀控制工作介质的流动方向, 实现马达的正反向旋转, 满足实际工作需要。钻机旋转系统液压原理简化图如图1所示。

2 钻机的流量测试原理

测试时, 在液压马达进口和出口各连接1个流量计, 分别测试液压马达进口流量和回油流量。由于流量计测试具有方向性, 因此要求工作介质流通方向必须与流量计标示的方向保持一致。测试双向旋转液压马达的工作流量时, 通常可采用如图2所示的连接方式。

1—油泵;2—换向阀;3—双向旋转液压马达;4—溢流阀。

1~8—截止阀;9~12—流量计及其测试流向。

当管路Ⅰ处于液压马达进口 (高压) 端, 管路Ⅱ处于液压马达出口 (低压) 端时, 开启截止阀3, 4, 5, 6, 流量计10, 11处于工作状态, 分别测试马达进口流量和出口流量;关闭截止阀1, 2, 7, 8, 避免工作介质逆向冲击流量计9, 12。当液压马达反方向旋转, 管路Ⅱ处于马达进口端时, 管路Ⅰ处于马达出口端, 关闭截止阀3, 4, 5, 6, 流量计10, 11处于非工作状态;开启截止阀1, 2, 7, 8, 通过流量计12, 9分别测试马达进口流量和出口流量。

在实际测试过程中, 按以上测试原理直接加工制造的测试装置主要有以下缺点:使用的流量计和控制阀较多, 测试装置结构复杂、零散、笨重;测试过程中, 试验人员操作繁琐, 工作效率低下;钻机换向阀的误动作可能导致工作介质逆向流过流量计, 影响流量计测试精度。

3 流量测试装置

3.1 流量测试装置的设计要求

1) 结构紧凑、操作简捷, 方便与被试钻机的连接, 适应试验室测试的需要;

2) 适应流量计测试流向要求, 避免逆向冲击, 满足钻机双向旋转流量测试;

3) 测试数据直观, 便于钻机液压系统的性能分析和故障诊断。

3.2 流量测试装置原理

流量测试装置由整流器、协调换向阀 (为了与钻机换向阀区分, 此换向阀称作“协调换向阀”) 、流量计、温度计和压力表组成, 见图3。测试装置连接于钻机换向阀与液压马达之间。整流器整定工作介质的流动方向, 协调换向阀改变液压马达旋转方向。

1—出口压力表;2—进口压力表;3—出口温度计;4—进口温度计;5—单向阀;6—进口流量计;7—出口流量计;8—协调换向阀。

3.3 流量测试装置结构组成

1) 整流器。整流器由4个单向阀组成, 为了使流量测试装置结构紧凑, 采用桥式连接方式。a点处于高压端, c点处于低压端时, 工作介质流动方向:a—d—6—8—钻机液压马达—8—7—b—c;钻机换向阀换向工作, c点处于高压端, a点处于低压端, 工作介质流动方向:c—d—6—8—钻机液压马达—8—7—b—a。钻机工作介质始终与流量计标示的测试方向一致, 满足流量计测试要求, 进口流量计测试值为马达输入流量, 出口流量计测试值为马达出口流量。

2) 流量计。进口流量计测试马达进口流量, 处于高压端, 选择适应液压系统钻机工作压力的高压流量计;出口流量计测试马达出口流量, 处于低压端, 选择适应钻机液压系统背压的低压流量计。

3) 换向阀。钻机工作介质经整流器整流后, 保持单一的流动方向, 不能改变马达旋转方向。协调换向阀的作用是改变整流后的工作介质流动方向, 实现马达的双向旋转。钻机正常工作时, 协调换向阀与钻机换向阀协调动作, 使马达旋转方向与钻机换向阀指令方向一致。协调换向阀选择三位四通M型换向阀。

4) 压力表和温度计。进口压力表处于高压端, 选择满足钻机液压系统工作压力测试要求的压力表;出口压力表处于低压端, 选择满足钻机液压系统背压测试要求的压力表;进口温度计和出口温度计量程为0~100℃。

4 测试计算及故障诊断

4.1 计算公式

1) 根据进口流量与出口流量差计算液压马达外泄漏量:

式中:ΔQ2为马达外泄漏量, m L/min;Qj为进口流量测试值, m L/min;Qc为出口流量测试值, m L/min。

2) 根据马达输出转矩及进口压力与出口压力差计算液压马达实际排量:

式中:qM为马达实际排量, m L/r;TM为马达输出转矩, N·m;Δp为进口压力与出口压力差, MPa;ηm为马达机械效率。

3) 根据马达实际排量及输出转速计算液压马达工作有效流量:

式中:QM为马达有效流量, m L/min;nM为马达输出转速, r/min。

4) 根据马达有效流量计算液压马达的容积效率ηV及内泄漏量ΔQ1:

4.2 故障诊断

钻机输出参数达不到设计要求时, 排除机械故障后, 需对钻机液压系统进行故障诊断。

通过流量测试装置进口流量计测试马达输入流量, 如马达实际输入流量低于设计输入流量, 首先考虑钻机泵站和操纵台故障。故障原因一般为油泵容积效率过低和换向阀内泄漏过大, 溢流阀调节失当或机械故障, 以及油路堵塞等。

如马达实际输入流量达到设计要求, 需首先考虑液压马达故障。液压马达的外泄漏和内泄漏过大, 即容积效率过低, 将导致液压马达输出转速过低;液压马达的实际排量低于理论值或机械效率过低, 在同等工作压力下, 液压马达的输出转矩将低于设计值。

5 流量测试值的修正计算

5.1 进口流量修正计算

工作介质的可压缩性, 体积随着压力的增高而减小。进口流量计处于高压端, 随着钻机液压系统工作压力的变化, 将产生流量测试值误差。需要对进口流量测试值进行修正计算[1]:

式中:Qj0为标准压力状态下进口流量值, m L/min;Δpo为标准压力与进油口压力差, MPa;K为体积弹性模量, K=1/β, 液压油取 (1.4~2.0) ×103MPa;β为工作介质体积压缩性系数。

5.2 出口流量修正计算

钻机液压马达将液压能转换成机械能, 由于能量损失导致出口温度升高。考虑到工作介质在热胀冷缩效应作用之下, 体积增大, 需要对出口流量测试值进行修正计算[2]:

式中:Qc0为标准温度状态下出口流量值, m L/min;ΔT为标准温度与回油口温差, K;α为工作介质热膨胀系数, 液压油取 (6.3~7.8) ×10-3K-1。

严格说来, 物质的热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是一个常量, 故式 (7) 不适用于精密测量时的修正计算。

6 结语

1) 采用流量测试装置测试钻机工作介质流量, 是对钻机液压系统中间工作状态进行监测的有效手段, 辅助并提高测试人员对钻机液压系统进行检测分析和故障诊断的准确性。

2) 采用整流器整定钻机工作介质流向, 改善流量计测试环境, 避免工作介质对流量计的逆向冲击;整流器与换向阀组合, 简化测试人员操作流程, 提高了工作效率。

3) 对液压马达进出口工作介质的温度和压力测量, 以及对流量测试值的修正计算, 提高了测试和分析的精确度。

摘要：介绍了液压钻机的一种流量测试装置, 分析了该装置的结构原理及整流器和换向阀在装置中的应用。给出与流量测试相关的故障诊断方法, 以及钻机流量测试值的修正计算公式。

关键词：液压钻机,流量测试装置,整流器,修正计算

参考文献

[1]许贤良, 王传礼.液压传动[M].北京:国防工业出版社, 2006.

液压盾构机管片拼装装置设计 第7篇

1管片拼装机的设计要求

管片拼装机需要把管片安全、迅速、精确地安装到位。首先需要管片拼装机具备六自由度, 即要求三个粗调自由度轴向平移、径向的提升、旋转;三个微调自由度横摇、俯仰、偏转, 由于微调控制同一个平台, 就有互相干涉牵制的问题, 直接影响定位的精度和管片的运动自由度。抓紧锁紧装置要求结构简单方便抓取, 做到迅速准确。本次设计管片拼装机的尺寸如表1。

2管片拼装机三维结构建模设计

2.1管片拼装机的原理和组成

管片拼装机包括平移系统、回转系统、提升系统、微调系统和抓取系统, 满足六个自由度的运动和抓取。主要部件有行走梁、回转盘体、提升横梁、液压缸及管片夹取装置等, 如图1。

1.偏转液压缸;2.横摇液压缸;3.提升横梁移动盘体;4.液压马达;5.行走梁;6.移动盘体;7.旋转盘体;8.抓取头;9.俯仰液压缸;10.提升导向杆;11.提升导向杆;12.平移液压缸

2.2平移系统

如图2, 平移系统包括两个平移双作用油缸、两组滚轮、L型固定块、行走梁及导轨。行走梁导轨起到导向和支撑整个管片拼装机的重量, 行走梁的刚性如果不足, 管片就无法做到准确定位。双作用缸运动要求同步, 保证平移架的移动位置精度。

2.3回转系统

如图3, 回转系统包括平移架、液压马达、传动轴、齿轮、单排四点接触球式回转轴承、回转盘等。两个液压马达对称安装在平移架上, 其中一个液压马达带有高性能旋转编码器, 精确控制回转角度。

1.行走梁;2.滚轮;3.平移架;4.L型固定块;5.弯曲横梁;6.平移油缸

1.回转盘;2.单排四点接触球式轴承;3.小齿轮;4.液压马达;5.吊耳

2.4提升系统

如图4, 提升系统包括回转盘、提升导杆、提升双作用缸、提升横梁。提升横梁通过导杆和导杆套的导向, 加上双作用提升液压缸提升液动力使得管片可以提升和上推, 提升双作用缸要做到同步, 保证活塞杆弯矩, 以防造成卡死或者折断。

1.回转盘;2.双作用提升液压缸;3.提升杆;4.提升横梁

2.5微调系统

微调系统主要有横摇、俯仰、偏转三个动作, 如图5、图6、图7。

横摇主要有两组横摇液压缸、微调平台、深沟球轴承、微调轴、中心关节球轴承等组成, 如图5;两组微调液压缸通过如图8的关节球, 一端铰接在提升横梁上, 一端铰接在微调平台上, 微调平台通过轴承装配在微调轴上, 微调轴通过中心球轴承和提升横梁装配一起。推动横摇液压缸时就能以中心关节球轴承为中心, 带动微调平台和微调轴转动。

如图5, 微调俯仰机构包括俯仰液压缸、微调平台、深沟球轴承、微调轴、中心关节球轴承等, 推动俯仰液压缸时就能以中心关节球轴承为中心带动微调平台和微调轴转动。如图7, 微调偏转机构包括偏转液压缸、L型偏转块、辅助偏转块、微调轴、中心关节球轴承等, 偏转液压缸通过关节球一端铰接在L型偏转块, 一端铰接在辅助偏转块上, L型偏转块通过螺栓锁紧在提升横梁上, 辅助偏转块通过键连接和微调轴连接, 推动偏转液压缸, 形成微调轴的转动, 通过偏转轴带动管片偏转。

微调需要具备三个自由度, 因此微调轴与提升横梁的连接采用中心球关节轴承 (满足三个转动自由度) , 但是承载能力受到限制。同时存在液压缸的干涉问题, 液压缸只能沿一个方向推动, 弯曲力矩会导致活塞卡死或者液压杆的折断。当进行横摇时, 会造成俯仰液压缸和偏转液压缸的弯曲, 本次设计微调的液压缸都采用了关节球铰接的方式来解决。为了降低偏转运动对横摇和俯仰动作的影响, 微调平台和微调轴采用了深沟球轴承。横摇采用了两个液压缸可以使得微调系统更稳定。

1.L型偏转块;2.偏转液压缸

1.提升横梁;2.微调平台;3.俯仰液压缸;4.微调轴;5.偏转辅助块;6.横摇液压缸

2.6抓取锁紧系统

如图9, 抓取锁紧系统包括锁紧液压缸、微调轴、抓取头等。抓取锁紧头和微调轴采用花键传动, 保证微调偏转时把转动传给管片, 如图10。

1.提升横梁;2.中心关节求轴承;3.抓取锁紧液压缸;4.微调轴;5.深沟球轴承;6.抓取锁紧头

1.微调轴;2.抓取锁紧头

3结语

本文采用Pro/E软件对管片拼装机进行建模仿真, 设计出符合六自由度的管片拼装机。通过建模仿真对管片拼装机每个运动进行了分析, 考虑是否存在运动的干涉问题, 对于相对比较复杂的微调机构, 在经过多次的修改假设后也得以解决。研究基于六自由度的完成还设计了管片的抓取锁紧设置, 采用自动抓取锁紧, 简易、方便, 减少了员工装夹的时间。

参考文献

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