密炼机的液压系统改进

袁三强

(渤海船舶职业学院 莲花校区,辽宁 葫芦岛 125000)

1 密炼机的构造

密炼机的构造如图1所示,由两个半环形密炼室组合成封闭腔的主体,顶部由压砣提供压力源,底部由卸料门支撑,组成一个完整的封闭容器,再通过密炼室内转子的搅拌作用,将生胶料加工至所需要的状态.这里的卸料门关门的动力即由液压系统提供,因为密炼室内的炼胶压力很大,需要足够的压力保证关门的力量[1-3].

图1 密炼机结构图

如图2所示,卸料门是连接到一根轴上固定的,称为卸料门轴,它依靠轴的转动来实现关门、开门两个动作.卸料门连接到轴的一端,轴的另一端与一个齿轮连接,齿轮镶嵌在双齿条旋转油缸中(见图3).所以,卸料门工作的直接驱动部件是双齿条旋转油缸.

图2 卸料门及旋转油缸俯视图

图3 双齿条旋转油缸结构图

密炼机在炼胶过程中,卸料门要想关得严,除了旋转油缸的压力外,还需要靠锁紧油缸支撑.

2 改进前的系统工作原理及特点

图4即为密炼机工作系统的液压原理图,油缸 A是锁紧油缸,油缸 B是卸料门的双齿条油缸.如图4所示,油泵提供的压力油,一部分进入两个油缸,当两缸处于静止状态时,泵输出的压力油进入两个蓄能器.

图4 改造前的液压原理图

当每一个炼胶过程结束时,卸料门打开排料,这时卸料门必须快速打开,否则密炼室内胶料的压力就可能造成系统压力瞬时过载,在某个薄弱环节就可能在巨大的压力下崩溃,造成人员和设备的双重伤害.这就需要控制卸料门的旋转油缸有足够的流量,而能够保证这一功能的部件就是蓄能器.

在液压系统中,蓄能器的应用很普遍,其功用主要是储存油液多余的压力能,并在需要时释放出来.本系统中要求在短时间内供应大量压力油液实现周期性动作的液压系统,在系统不需大量油液时,可以把液压泵输出的多余压力油液储存在蓄能器内,到需要时再由蓄能器快速释放给系统.这样就可使系统选用流量等于循环周期内平均流量的液压泵,以减小电动机功率消耗,降低系统温升.

这样的结构从原理上讲无可争议,而且在很长时间内应用状况良好,但设备在实际运行中,却容易发生意外.某次检修过程时,维修工将电源关闭,并将蓄能器下的截止阀打开,以便放掉系统中残余的压力.可当维修工拆卸管路时,压力油却意外喷出,幸好没有造成伤亡事故.但却由此发现了一处安全隐患.在安全第一的生产经营理念下,这样的安全隐患必须排除.

经过分析,这种安全隐患是因为以下原因造成的:

1.蓄能器下起卸荷作用的截止阀失灵,导致蓄能器内的压力没有完全释放掉,这是造成事故的直接原因.

2.蓄能器内的压力不能在断电后自动卸压,这是根本原因.

3.工人在断电、打开截止阀卸压后,没有仔细看压力表,这是事故的人为因素.

综合以上因素考虑后,我们没有仅仅更换截止阀,对当事人加强教育,而是决定对这个液压站的原理做改进,从最根本处解决问题.

在原系统中,截止阀是释放系统残余压力的唯一途径,一旦截止阀损坏,就会造成压力难以释放的问题,所以必须增加一道卸压的途径.我们注意到,在系统中电磁溢流阀 E的使用.此阀为常通式电磁溢流阀,这种阀的特点是,当电磁部分失电时,两位两通电磁换向阀常通,将溢流阀的控制油路接油箱,这样溢流阀就不起作用,即溢流作用失效,液压油全部回油箱.而电磁铁得电后,两位两通电磁换向阀截止,溢流阀开始工作[2,3].这样做的好处在本系统中已经得到验证:

1.当液压系统刚启动时,令电磁铁失电,溢流阀卸荷,泵处于空转状态,以便检验泵的工作是否可靠,有无卡住等异常现象;

2.当确认无误后,电磁铁得电,溢流阀工作,系统升压,整个系统开始工作;

3.整个系统失电后,此电磁溢流阀也立刻处于失效状态,以便让油泵因惯性旋转输出的油能够迅速从这里卸荷.

这里没有将原来蓄能器下的直动式溢流阀改成 E部分的电磁溢流阀,主要是从以下几方面考虑:

(1)利用原来已有的直动式溢流阀.这不是仅仅更换一个阀的问题,对于一个完整的工厂备件系统,改变新型号,废除旧型号的数量越少越好,要尽最大可能降低附加工作量,避免混乱.

(2)用换向阀直接卸荷,而不是电磁溢流阀断电卸荷,能提高灵敏度,减少响应时间.

(3)这里选用了通径较大的两位三通换向阀,同样可以提高卸荷速度,提高效率.

改造之后的试验表明,这个系统完全解决了系统卸压问题,断电后系统压力能够迅速释放,即使不开截止阀,也能够将蓄能器内的压力全部释放,维修工作的安全系数得到了足够提高.

3 密炼机改进后的工作系统优点及应用

图5 改造后的液压原理图

由此我们受到启发,应该为蓄能器加类似的结构,即当系统失电后,蓄能器下要有个系统能够令其自动卸荷.改进后的系统如图5,原有的 D部分改成 F部分的结构,核心部分在F处的两位三通电磁换向阀.当系统工作时,电磁铁得电,此时换向阀截止,来自系统的压力油与蓄能器相连,蓄能器一直处于工作状态;当系统失电后,此处的电磁铁也失电,此时弹簧复位,换向阀接通,将系统及蓄能器的压力油释放掉.再加上截止阀同时打开,就相当于有了双保险,安全系数大大提高,而且提高了效率,减少了“断电——手动打开截止阀——等待”的时间,断电后很快就可以开始维修工作,这在维修时间极为紧张的工厂中意义重大.

[1]栗晓华.GK 400N密炼机液压和润滑系统分析[J].橡胶技术与装备,2007(6):43-50.

[2]张燕,张祥.密炼机卸料门液压系统改造[J].橡胶工业,2009,56(10):620-622.

[3]彭志深,林广.GK 1.5N液压驱动式密炼机液压系统研究[J].橡塑技术与装备,2009(12):37-39.