Гидропривод пресса

Сергей Фёдорович Гаврилов, 2021

Эта книга для конструкторов и студентов механиков. В книге подробно описан гидропривод пресса с усилием 1500 тонн. Книга содержит эскизы узлов и деталей гидропривода, близкие к рабочим чертежам и некоторые расчеты гидропривода. Приведены ссылки по которым можно скачать рабочие чертежи гидропривода и добавочную информацию, не вошедшую в книгу. Описанный гидропривод интересен тем, что может быть применен практически на любом гидропрессе без изменения чертежей основных деталей. Гидропривод запущен в работу в 1994 году, работает в три смены по семь дней в неделю и показал себя весьма надежным в работе и успешно работает по сей день. Студенту книга даст материал для дипломной работы.

Описание работы гидросхемы:

Включение пресса в работу начинается с включения центробежного насоса Н-3.

Насос Н-3 марки КМ 50-32-125/2-5 с подачей 12,5 куб.м./час. С напором 20 метров производится АО « ГМС Ливгидромаш ». Насос установлен на задней стенке основного гидробака ( траверсы пресса ), на приварной площадке. Площадка приварена на уровне 100 мм. от уровня днища гидробака, чем обеспечивается постоянное заполнение насоса маслом. Насос забирает масло в 200 мм от дна основного гидробака по трубе Ду = 80 мм через фланцевое соединение и задвижку DN 80 — 3КЛ2 PN 16. От задвижки через переходник масло подается на вход насоса. От насоса по трубе Ду = 50 мм масло подается на эксклюзивный фильтр Ф2 с постоянно подключенной байпасной линией с клапаном К-7. Эксклюзивный клапан К-7 настроенный на давление 0,2…0,3 кгс/кв.см. поддерживает перепад давления на фильтрэлементе в безопасных пределах, достаточных для фильтрации большей части потока масла. В фильтре используется фильтрэлемент Реготмас 690АМ-1-СМ.. с габаритами: L = 400.. D = 250.. d = 160.. В виду малого внутреннего давления — корпус фильтра выполнен сварным из листа. На выходе из фильтра одна ветка Ду = 50 мм подходит на вход насоса Н-1 ( во всасывающую трубу с клапаном К-6 ). Другая ветка Ду = 50 мм образует « напорную петлю » и уходит на слив в главный гидробак. Верхняя точка напорной петли должна быть выше на 250…300 мм. оси насоса Н-1. Напорная петля с радиусом 160 мм. обеспечивает небольшой напор — примерно 0,08 кгс/кв.см. на входе насоса Н-1, большее давление плохо сказывается на уплотнениях картера насоса Н-1. Подпитка на входе в насос Н-1 необходима потому, что при некотором износе насоса, он начинает плохо всасывать масло, а давление еще создает достаточное. Подпитка продляет срок эксплуатации насоса и облегчает его работу. Поток масла через напорную петлю контролирует реле потока РП марки ДР-П-М. При наличии потока масла — на пульте управления загорается контрольная лампочка. Следующим включают насос Н-2. который обеспечивает давление в системе управления гидросхемой. Давление управления поддерживается предохранительным клапаном непрямого действия К-4 на уровне 50 кгс/кв.см. и контролируется по манометру М-3. Реле давления управления РДУ при нормальном давлении управления зажигает лампочку на пульте управления. Реле потока управления РПУ, установленное на сливной линии золотника Y1…Y2., при нормальном потоке масла с насоса управления зажигает лампочку на пульте управления. Лампочки находятся рядом и загораются попеременно в разных стадиях цикла работы пресса. При разгрузке насоса Н-2 срабатывает реле потока РПУ, при рабочем режиме срабатывает реле давления РДУ. Сброс масла с клапана К-4 производится через фильтр Ф1, этим достигается очистка масла во вспомогательном гидробаке. Степень загрязнения фильтрэлемента Ф1 контролируется манометром М-4. При отключенных соленоидах Y1 и Y2 насос Н-2 разгружается — масло без давления, через золотник Y1 и Y2, свободно сливается в бак. При работающих нормально насосах Н-2 и Н-3 можно включать главный насос Н-1. Имеется блокировка пусковой кнопки эл.мотора насоса Н-1. Напряжение от пусковой кнопки на магнитный пускатель подается только в положении контроллера « Нейтраль ». Включив насос Н-1 переводим рукоять контроллера в положение « Вверх ». После включения насоса Н-1 — пускатель эл.мотора встает на самопитание и перемещение контроллера по позициям на пускатель не влияют.

Исходное положение траверсы пресса при работе находится в верхней точке рабочего хода. При длительном отключении эл.оборудования пресса, траверса пресса уходит вниз.

Подъем траверсы вверх в исходное положение ( исходное положение контролируется двумя конечными выключателями БВК ). По команде любого из них подъем траверсы пресса прекращается. Два БВК поставлены для надежности остановки траверсы в верхнем положении, для исключения аварии при заклинивании траверсы на плунжерах. Примечание: из за неравномерного износа плунжеров — в верхней части они толще. Если загнать траверсу выше, чем обычно, то бывает заклинивание траверсы в верхнем положении.

В верх:

Включаются электромагниты гидрораспределителей № Y2, Y4, Y5..

При включении Y2 на гидрораспределителе ВЕ 10 14 В110 — масло станции управления подается под нижний поршень управляемого клапана УК-1 ( клапан наполнения ).

Разгрузка насоса Н-2 через золотник Y1..Y2 прекращается.

Полость верхнего плунжера сообщается с баком. Золотник клапана УК-1 поднимается, сообщая рабочие полости главных цилиндров со сливом в главный гидробак.

При включении Y5 масло под давлением 50 кгс / кв.см. от станции управления подается в блок управления основного насоса, переключая основной насос Н-1 на работу с полной подачей 200 л / мин.

При включении Y4 золотника пилота — масло подается под правый торец золотника силового гидрораспределителя 2Р323АЛ1 64А перемещая силовой золотник влево. Масло от основного насоса Н-1 под давлением до 150 кгс / кв.см. через силовой золотник подводится сбоку к нерабочей части штоков ретурных цилиндров и по сверлению в штоках попадает в полости ретурных цилиндров, перемещая траверсу вверх. Скорость хода вверх = 94,3 мм /сек. Замеряя скорость подъема можно контролировать степень износа главного насоса Н-1. От превышения давления в системе страхуют предохранительные клапана К-1, К-2 и К-3.

Марка встраиваемых предохранительных клапанов: 32.20.2.11..

Клапана настроены на одинаковое давление = 200 кгс/кв.см. Клапана продублированы из соображений безопасности работы. Давление срабатывания клапанов настраивают на специальном стенде и после настройки регулировочные винты контрятся и пломбируются.

Реле давления РД марки ВПГ 62-11 подает сигнал на электросхему управления отключая эл.мотор насоса Н-1 при давлении 210 кгс/кв.см. Реле давления настраивается на стенде, и после настройки регулировочные винты контрятся и пломбируются.

Основной поток масла из главных цилиндров выдавливается ретурными цилиндрами в гидробак через клапан наполнения УК-1 с расходом потока до 86,1 литр/сек. или 5166 литр/мин. Gsf = 461030/2725231222…

Малая часть потока масла сливается в основной гидробак через клапан К-5..

Примечание: Клапана К-1, К-2, К-3 и реле давления РД на прессе настроить нельзя, поэтому был разработан и изготовлен стенд для настройки этих гидроэлементов.

Нейтраль ( стоп траверсы в верхнем положении ). Все эл.магниты золотников отключены. Все золотники, торцовыми пружинами, ставятся в среднее положение. Золотник Y5 — двух позиционный — пружиной переводится на разгрузку насоса Н-1.

Силовой золотник под действием торцовых пружин встает в среднее положение, разгружая насос Н-1 сливая весь поток через клапан К-5 в бак. Силовой золотник в среднем положении запирает полости как главных, так и ретурных цилиндров. Отключенный соленоид Y5 так же переводит насос Н-1 на внутреннюю разгрузку. Отключенные соленоиды Y1..Y2 освобождают золотник — торцовые пружины золотника переводят его в среднее положение, масло с насоса Н-2 через золотник свободно сливается в бак управления — разгружая насос Н-2.

Примечание: Насос Н-1 при разгрузке в режиме минимального давления —

( примерно 3 кг/кв.см.). Поток масла от насоса Н-1 сливается внутри насоса, с напорных линий качающих плунжеров, во всасывающую полость и малая часть сливается в гидробак через силовой золотник и клапан К-5. При расходе 200 литр/мин, под торцом золотника К-5, при диафрагме Ф 18 мм., создается давление 0,227 МПа. = 2,315 кгс/кв.см. Золотник К-5 давит на пружину с усилием 35,2 кгс. — что меньше монтажного усилия пружины = 80 кгс. Золотник неподвижен и полностью открыт. Насос Н-1 охолащивается

в бак с давлением около 3 кгс/кв.см. Поскольку в режиме « Нейтраль » соленоид Y5 отключен — насос Н-1 находится в режиме охолащивания — то есть рабочие плунжера насоса качают масло в картер насоса на всасывание, без давления. Производительность насоса Н-1 близка к нулю. Насос управления Н-2 охолащивается ( масло без давления сливается в гидробак через золотник Y1…Y2,) находящегося под действием торцовых пружин в среднем положении. Продолжается подпитка маслом всасывающей трубы насоса Н-1. от насоса Н-3 который постоянно включен во всех режимах работы пресса.

Траверса в верхнем исходном положении — положение траверсы контролируют конечники БВК.

Из-за пропуска масла по золотникам, траверса постепенно смещается вниз и освобождает конечные выключатели БВК. По времени схода траверсы с конечников — можно судить о степени износа силового золотника 2Р323АЛ1 64А. и клапана УК-1.

Конечники БВК подают сигнал в эл.схему о сходе траверсы. Через несколько секунд

( по настройке реле времени ) эл.схема включает золотники на « подъем вверх »

до срабатывания БВК. Конечники БВК сработали — золотники отключаются до момента следующего схода траверсы с конечников БВК. Так траверса устойчиво держится в верхнем положении. Выдержка времени при включении траверсы на подъем необходима для исключения быстрого дерганья траверсы вверх — вниз, что вредно для пресса.

Ход вниз.

Ход вниз под действием веса траверсы. Быстрый подвод пуансона к заготовке.

Включаются электромагниты гидрораспределителей № Y2, Y3..

При включении Y2 масло под давлением подается под нижний поршень управляемого клапана УК-1 ( клапан наполнения ). Золотник клапана поднимается, сообщая рабочие полости главных цилиндров с главным гидробаком. Траверса пресса, под действием собственного веса, идет вниз увеличивая рабочий объем главных цилиндров. Через открытый клапан наполнения УК-1 масло из гидробака засасывается в главные цилиндры с расходом потока примерно 136,96 литр/сек..

Насос Н-1 в режиме минимальной производительности ( подачи ) продолжает охолащиваться.

При включении Y3 масло под давлением по каналу « А »подается под левый торец силового гидрораспределителя 2Р323АЛ1 64А, перемещая его золотник вправо. Поток масла от основного насоса Н-1 подается в рабочие полости главных цилиндров и тут же сливается в гидробак через открытый клапан УК-1..

Масло из полостей ретурных цилиндров сливается в гидробак через клапан К-5 и дроссель — это эксклюзивный регулятор расхода.

Клапан К-5 служит для равномерного ( без разгона ) спуска траверсы вниз со скоростью не более 100… 150 мм / сек. Конструкция клапана К-5 эксклюзивная, в виду отсутствия покупных клапанов с необходимыми характеристиками. Клапан К-3 защищает полости ретурных цилиндров от аварийной мультипликации. В этом режиме пуансон подводят к заготовке, требующей правки.

Обжим.

Ход вниз под действием давления насоса Н-1. Рабочий ход силовой правки.

Включаются электромагниты гидрораспределителей № Y1, Y3, Y5..

При включении Y1 масло под давлением подается на верхний плунжер управляемого клапана УК-1 ( клапан наполнения ). Золотник клапана опускается, отсекая рабочие полости главных цилиндров от сообщения с гидробаком. При этом полость под нижним поршнем включена на слив в бак через золотник Y1, Y2. Насос Н-2 прекращает разгрузку через золотник Y1, Y2.

При включении Y5 масло станции управления подается в эксклюзивную головку блока управления производительностью насоса Н-1, включая насос Н-1 на полную производительность равную 200 литр/мин.

При включении Y3 масло станции управления подается под левый торец силового гидрораспределителя по каналу А. Силовой золотник 2Р323АЛ1 64А, перемещается вправо. Поток масла от основного насоса Н-1 подается в рабочие полости главных цилиндров. Клапан УК-1 закрыт. Траверса с рабочим усилием пошла вниз со скоростью 3,65 мм / сек. Из ретурных цилиндров масло через силовой золотник и клапан К-5 сливается в главный гидробак.

Давление основного насоса Н-1 определяется сопротивлением обрабатываемой заготовки.

Визуально перемещение пуансона видно по отлетающей, при деформации заготовки, окалине от поверхности заготовки. Так же на траверсе установлен указатель, а на ретурном цилиндре линейка по которой можно судить о величине перемещения.

Из ретурных цилиндров масло выдавливается через клапан К-5 и дроссель в гидробак с расходом примерно 7,8 л/мин. При таком малом расходе клапан К-5 и дроссель влияние на поток не оказывают.

Особенности гидросхемы: По паспорту насоса Н-1 запрещено запускать его без заполнения картера маслом.

При запуске пресса после простоя: Предварительно включается насос Н-3 ( маслозабор которого находится ниже уровня масла и всегда заполнен маслом ), при работе насос Н-3 заполняет корпус насоса Н-1 — картер — и его всасывающую трубу маслом. Затем включается насос Н-2 ( всасывающая труба которого находится ниже уровня масла и всегда заполнена маслом ). Масло подаваемое насосом Н-2 без давления сливается через отключенный золотник Y1-Y2.

Эксклюзивный клапан К-6 представляет из себя закаленный шлифованный диск диаметром = 120 толщиной 12 мм лежащей на шлифованном основании с отв. Ф 90. Клапан К-6 служит для удержания масла в трубе всасывания насоса Н-1.

Гидробак оборудован циркуляционной системой очистки масла состоящей из центробежного насоса Н-3 и маслофильтра с большой пропускной способностью.

Изначально гидростанция пресса не была оборудована охлаждением масла, и большой необходимости в этом не возникает. Гидростанция ранее не была оборудована системой очистки воздуха, ее нет и сейчас — практика показывает, что ее надо сделать поскольку в воздухе цеха витает мелкая пыль оксида железа ( окалина ) с абразивными свойствами.

Движениями траверсы пресса управляют контроллером типа контроллера мостового крана. Сигнальные лампочки показывают наличие потока масла и рабочее давление.

………