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并聯(lián)擺線馬達液壓系統(tǒng)不同步的解決辦法

發(fā)布時間:2016-08-13 瀏覽次數(shù):3676

軸配流擺線液壓馬達為輸出軸與配流閥一體成型,鑲齒式定轉(zhuǎn)子副液壓馬達。憑借著體積小、體重輕、轉(zhuǎn)速范圍廣、轉(zhuǎn)動慣性小、可串聯(lián)、可并聯(lián)使用的諸多優(yōu)點,隨著現(xiàn)代化工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展與推進,擺線液壓馬達的應用日益普遍,被廣泛應用于工程機械、農(nóng)業(yè)機械、交通運輸、石油采礦和機器制造等諸多行業(yè)。

一并聯(lián)擺線液壓馬達液壓系統(tǒng)實例分析

套管生產(chǎn)線試壓區(qū),有對齊、翻料、沖洗、試壓、箜水等工序,其中對齊工序,對后面的工序影響很大,如對齊不到位,套管相對較長,翻料時套管不帶接箍端的外螺紋易碰上試壓移動小車,從而碰傷螺紋;如對齊不到位,沖洗時會有水噴濺到管外,影響周圍環(huán)境;如對齊不到位,箜水吹起處與帶接箍端的套管比較遠,無法將接箍內(nèi)積水吹凈,使接箍螺紋處易生銹,嚴重影響套管的質(zhì)量。為此,設計中要求擺線液壓馬達轉(zhuǎn)速為最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,且兩臺擺線液壓馬達的轉(zhuǎn)速相同。原有對齊工序的液壓系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

通過此液壓工作原理圖,我們可以看出,當電磁換向閥8換向時,擺線液壓馬達9、10旋轉(zhuǎn),帶動液壓馬達上的滾輪轉(zhuǎn)動,從而帶動滾輪上的套管完成對齊工序。然而,由于一個換向閥同時控制兩臺液壓馬達(并聯(lián)),兩臺液壓馬達的負載不同(馬達2的負載大于馬達1的負載)。在液壓系統(tǒng)中,系統(tǒng)壓力由負載決定,負載發(fā)生變化,工作壓力隨之變化。

馬達在不同恒定負載時的入口壓力變化曲線,當兩臺擺線液壓馬達并聯(lián)且負載不同時,兩臺馬達的所需入口壓力也不同,系統(tǒng)壓力取決于負載,當兩臺馬達的負載不同時,存在液壓油大部分或全部通過馬達1的情況,致使兩個液壓馬達轉(zhuǎn)速不一,甚至馬達2存在失步現(xiàn)象,從而不能完成對齊工序。

二改進方案理論分析

液壓馬達輸出的轉(zhuǎn)矩(負載轉(zhuǎn)矩)r和轉(zhuǎn)速n的計算公式為式中:ΔP為液壓馬達進口、出口的壓力差,qv為液壓馬達的流量;V為液壓馬達的排量;ηm為液壓馬達的機械效率;ηv為液壓馬達的容積效率。由式(3)看出,液壓馬達的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速與輸入的油液壓力、流量、容積效率、機械效率均成正比關系,如果其中有一項減小,則液壓馬達轉(zhuǎn)速也相應減小。因兩臺液壓馬達并聯(lián)。

其液壓油流動示意圖如圖3所示,其中馬達1的負載小于馬達2的負載,即T1<T2,要使馬達1與馬達2的轉(zhuǎn)速相同(即n1=n2),忽略效率的影響,則有P1qv1/T1=ΔP2qv2/T2。流量調(diào)節(jié)閥是一個局部阻力可以變化的節(jié)流元件。

由ISA S 39標準中的流量基本公式
 可知,通過調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥可使調(diào)節(jié)閥的出口壓力大于入口壓力,且相應地減少流量,所以可采取在兩臺馬達的3、5處或在4,6處加裝流量調(diào)節(jié)閥,以達到降低馬達1的流量和壓力差的目的。

三實施的方案
改進后的方案是在馬達1和馬達2回油口處加一個流量調(diào)節(jié)閥,使其一部分液壓油能更多地分流到液壓馬達2處。使兩個液壓馬達的轉(zhuǎn)速一致,從而完成對齊工序。改進后的液壓原理如圖5所示。

四結(jié)論
1)通過對不同負載的擺線液壓馬達并聯(lián)后的理論分析及改進措施的制定,使得擺線液壓馬達的轉(zhuǎn)速相同且都為10 r/min。使對齊工序得以正常工作,解決了由于對齊不到位而使套管螺紋碰傷的問題,可使接箍與箜水吹氣管的距離得到有效控制。
2)并聯(lián)擺線液壓馬達的回油口處加裝流量調(diào)節(jié)閥可有效控制馬達的轉(zhuǎn)速,此設計優(yōu)化了原有液壓系統(tǒng),對其它液壓執(zhí)行元件具有借鑒作用。