中板轧机HGC伺服液压缸的构造设计
现代的热轧生产线中配置了很多不同的液压系统,液压油缸作为液压系统的执行机构也被大量使用。依据热轧生产线设备配置不同所用液压油缸的数量、种类和型式而有所差异,依据油缸所使用的部位不同来分就有几十种之多。其中就有很多液压伺服系统中使用的液压缸,一般称为伺服液压缸。由于设备构造参数以及掌握要求的不同,对伺服液压缸的要求也不一样,不同系统伺服液压缸的组成、构造、规格、材料都不尽一样,所以根本上都是非标设计。伺服液压系统是液压技术的高精尖领域,其伺服液压缸与一般液压缸的设计及参数要求有很多不同之处,它是为掌握设计的,更看重动态性能。在伺服系统中它会直接影响了系统的动态响应,掌握精度,稳定性等等。
具体来讲,伺服油缸与传统油缸以下不同:在功用方面:
传动液压缸作为动执行元件,用于驱开工作负载,实现工作循环运动,满足常规运动速度及平稳性要求;伺服液压缸作为掌握执行元件用于高频下驱动负工作负载,实现高精度、高响应伺服掌握。
在强度及构造方面:
强度传动液压缸满足工作压力和冲击压力下工作要求;
伺服液压缸满足工作压力和高频冲击压力下工作要求,因此其厚度尺寸往往是超过正常的强度设计计算值,偏于安全,即比一般液压缸的壁厚要失。
刚度传动液压缸一般无特别要求;
伺服液压缸要求高刚度,即活塞杆的瘦长比要很小,否则执行元件的唱有频率念下降得承出下降很多,,缸的底座不仅能够满足支承缸的受力要求,
稳定性传动液压缸满足压杆稳妥定性要求;
伺服液压缸满足压杆高稳定性要求。
导向传动液压缸要求有良好的导问性能,满足重载或偏载要求;伺服液压缸要求有良好的导向性能,满足高频下的重载、偏载要求。5.连接间隙传动液压缸连接部位协作良好无较大间隙;
伺服液压缸连接部位协作优良,不允许存在游隙。
缓冲传动液压缸高速运动时应能满足在行程终点时缓冲;伺服液压缸不碰缸底不需要考虑缓冲装置。
安装传动液压缸只需考虑缸体与机座、活塞杆与工作机构的连接;伺服液压缸除了考虑缸体与机座、活塞杆与工作机构的连接,还要考虑传感器及伺服掌握阀组的安装。
密封伺服液压缸设计中要考虑磨擦力,要选取用低磨擦系数的密封件,而且运动面要比一般的更加周密。
伺服液压缸是电液伺服系统中的液压执行元件,通过它将液压能转换成机械能。由于伺服液压缸是工作在电液伺服系统闭环回路中的一个关键环节,其性能指标直接影响系统的精度和动、静态品质。下面通过对某伺服液压缸的设计,介绍在伺服液压缸设计中需要进展的主要计算。
一.伺服液压缸的构造组成
热轧HGC伺服液压缸大都承受双作用活塞缸,根本组成有缸体〔缸筒、缸
底〕、缸盖、活塞和活塞杆、密封装置等局部。HGC伺服液压缸行程短,直径大,为提高工艺性及其精度,一般缸筒和缸底做成一体,活塞和活塞杆也做成为一体。依据需要还要设有放气功能、防转装置等,放置位移传感器、伺服阀组等。图1
为HGC伺服液压缸典型构造。
热轧HGC伺服液压缸也有使用柱塞式液压缸的,但需要增加回程缸或者其他回程装置,现代轧机已较少承受。
图1HGC伺服缸典型构造
二.参数确实定某中板轧机参数:轧制压力:7000Kg最大压下量:50mm
压下方式:电动APC+液压HGC工作压力:250Kg/cm2
1.
油缸直径的选择
按最大轧制力计算油缸直径,除了要满足轧制力外,还要考虑过平衡力、各种摩擦阻力、液压缸活塞杆侧产生的力,还要考虑运动部件的惯性力等等
式中:D--缸筒内径,cm;
P—轧制时的负载油压,Kg/cm2;
L
m—折算到单个油缸上〔包括油缸〕全部移动局部的质量,Kg/cm2,
m=G/g
G--折算到单个油缸上〔包括油缸〕全部移动局部的重量,Kg;g—重力加速度,g=9.81m/s2;
B--油缸的粘性阻尼系数,公斤。秒/厘米;
F
F--单个油缸所承受的最大轧制力,Kg;
F--折算到单个油缸上可动局部的摩擦力,Kg;
f
F--轧机每侧上支承辊组过平衡力,Kg;
0
F—轧机每侧工作辊正弯辊力,Kg;
w
P—单个压下油缸活塞杆腔液压油的反推力,Kg;a—调整加速度,m/s2;
a=2πfV
0.7p
f—系统频宽,Hz;
0.7
V———调整速度,cm/s;
p
在设计之初有些参数不确定,所以一般先按最大轧制力初选压下油缸直径,或依据阅历估算然后进展验算。
计算可得
D=140cm
依据以往阅历及液压缸构造,取活塞直径D=145cm,活塞杆直径d=135cm。
1.
行程的选择
中板轧机HGC伺服缸承受短行程,有利于获得最大的刚度,提高位置精度和油缸固有频率,有利于提高掌握系统的性能。油缸的实际工作行程应比所需行程大。取s=6cm
1.
材料的选择
油缸缸体可以选