液壓翻面機(jī)的設(shè)計(jì)與研究

液壓翻面機(jī)的設(shè)計(jì)與研究

1型鋼截面、異形截面的加工在鋼制造的線條上，為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀，應(yīng)完成鋼的反向處理過程。某公司所生產(chǎn)的型鋼最大長(zhǎng)度為12m，最大質(zhì)量為1200kg，型鋼截面多為異形球面。以往在翻面時(shí)，采用的是人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，且工傷事故時(shí)有發(fā)生。為此，研制了一種新型的液壓翻面機(jī)，從根本上改變現(xiàn)有的人工翻鋼局面，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。2結(jié)構(gòu)與工作過程2.1整體安裝組成所研制的翻面機(jī)由機(jī)械部分、液壓控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)三部分組成，這三部分有機(jī)地結(jié)合在一起，形成一個(gè)整體，安裝時(shí)采用整體式安裝。機(jī)械部分主要包括內(nèi)外箱體、齒輪齒條翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)及夾緊裝置等。液壓控制系統(tǒng)部分包括液壓泵電動(dòng)機(jī)、閥組、液壓缸、馬達(dá)、油箱及連接管道等。電氣控制系統(tǒng)由PLC及相應(yīng)的程序構(gòu)成。2.2夾持器的工作原理翻面機(jī)在翻面時(shí)，由升降液壓缸將內(nèi)箱升降到適當(dāng)?shù)母叨群箧i緊，行走馬達(dá)經(jīng)齒輪一級(jí)減速，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)主動(dòng)車輪行走，使待翻鋼材進(jìn)入夾持器中；夾緊液壓缸動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)夾持活動(dòng)頭夾緊鋼材；帶齒條的雙活塞桿液壓缸動(dòng)作，通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鋼材翻轉(zhuǎn)180°，同時(shí)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)小車移動(dòng)一定距離并放下鋼材；夾緊液壓缸放松，小車退出，雙活塞桿液壓缸驅(qū)動(dòng)夾持頭轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)位，完成一次工作循環(huán)。當(dāng)完成工作后，整個(gè)內(nèi)箱可下降至工作軌道平面之下，翻轉(zhuǎn)小車可放置在適當(dāng)位置。整個(gè)工作過程可自動(dòng)連鎖完成，也可單獨(dú)手動(dòng)執(zhí)行。3工作原理、系統(tǒng)3.1液壓缸33.1下降如圖1所示，液壓泵排出的高壓油經(jīng)單向閥14.1到達(dá)各電磁換向閥。翻轉(zhuǎn)頭的上升與下降由電磁換向閥20.1控制：如果Y3得電，高壓油經(jīng)電磁換向閥20.1進(jìn)入液壓缸31.1的無桿腔推動(dòng)翻轉(zhuǎn)頭上升，而有桿腔的油經(jīng)單向節(jié)流閥25.1和電磁換向閥20.1后回油箱；如果Y2得電，高壓油經(jīng)換向閥20.1進(jìn)入液壓缸31.1有桿腔，而無桿腔的油經(jīng)單向節(jié)流閥25.1和換向閥20.1后回油箱。液壓缸31.1下降，當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，由液控單向閥24.1將液壓缸31.1鎖死。翻轉(zhuǎn)動(dòng)作由電磁換向閥21.1控制：如果Y4得電，高壓油經(jīng)換向閥21.1進(jìn)入液壓缸32.1右腔，推動(dòng)缸體向右移動(dòng)，使翻轉(zhuǎn)頭逆時(shí)針翻轉(zhuǎn)，此時(shí)左腔的油經(jīng)單向節(jié)流閥25.2和換向閥21.1后回油箱。如果Y5得電，高壓油經(jīng)閥21.1進(jìn)入液壓缸左腔，推動(dòng)缸體向左移動(dòng)，使翻轉(zhuǎn)頭順時(shí)針翻轉(zhuǎn)，此時(shí)右腔的油經(jīng)單向節(jié)流閥25.2和換向閥21.1后回油箱。當(dāng)閥21.1處于中位時(shí)，停止翻轉(zhuǎn)。夾緊與松開動(dòng)作由電磁換向閥22.1控制：如果Y6得電，高壓油經(jīng)閥22.1進(jìn)入液壓缸33.1和33.2的有桿腔，使活塞桿退回，實(shí)現(xiàn)松開動(dòng)作，無桿腔的油經(jīng)單向節(jié)流閥23.1和閥22.1后回油箱；如果Y7得電，高壓油經(jīng)閥22.1進(jìn)入液壓缸33.1和33.2的無桿腔，活塞伸出，實(shí)現(xiàn)夾緊動(dòng)作，有桿腔的油經(jīng)單向節(jié)流閥23.1和閥22.1后回油箱，當(dāng)閥22.1處于中位時(shí)，液壓缸33.1和33.2處于鎖緊狀態(tài)。翻面機(jī)的行走由電磁換向閥21.2控制：Y8或Y9得電，高壓油經(jīng)閥21.2進(jìn)入馬達(dá)34.1，而回油經(jīng)單向節(jié)流閥25.3和閥21.2回油箱，Y8與Y9分別控制翻面機(jī)的前進(jìn)和后退，當(dāng)閥21.2處于中位時(shí)，馬達(dá)34.1處于制動(dòng)狀態(tài)。插裝式單向閥26.1-4起安全保護(hù)作用。3.2主要參數(shù)的確定表1列出了液壓系統(tǒng)的額定壓力、工作壓力、工作流量及電動(dòng)機(jī)、液壓泵和溢流閥的規(guī)格型號(hào)。3.3泵、電機(jī)用量表2為型材翻面機(jī)各動(dòng)作順序、持續(xù)時(shí)間及所需流量。由表2可知，一個(gè)工作周期所需時(shí)間為7.52s，最大流量為58L/min，符合工藝要求，所選液壓泵、電動(dòng)機(jī)合理。4主機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理(1）采用了液壓傳動(dòng)與PLC控制相結(jié)合由PLC發(fā)出指令控制液壓系統(tǒng)動(dòng)作，根據(jù)不同的型材規(guī)格，其控制程序可調(diào)。采用液壓傳動(dòng)，使整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小、便于自動(dòng)控制。整個(gè)動(dòng)作可單獨(dú)手動(dòng)也可自動(dòng)控制，使操作具有靈活性。(2）采用了恒壓變量柱塞泵技術(shù)主機(jī)行走馬達(dá)采用溢流閥、單向閥組成的橋式回路，使主機(jī)行走馬達(dá)雙向都能制動(dòng)且制動(dòng)力相同。采用單向節(jié)流閥、液控單向閥技術(shù)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度可調(diào)，使升降液壓缸在換向閥中位時(shí)，不會(huì)因負(fù)載而出現(xiàn)回退現(xiàn)象。(3）泵電動(dòng)機(jī)組有安全保護(hù)設(shè)施泵出口處設(shè)有電磁調(diào)壓組件，壓力表及電接點(diǎn)壓力表雙重保護(hù)，控制系統(tǒng)工作壓力。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，電磁溢流閥得電，10s后電磁溢流閥失電，電動(dòng)機(jī)不帶載起動(dòng)，起到保護(hù)電動(dòng)機(jī)的作用。(4）中壓系統(tǒng)保證