钢管精整校直机大吨位油缸的保压及卸压控制系统

摘要

本发明涉及一种钢管精整校直机大吨位油缸的保压及卸压控制系统，由与主油缸、第一快速油缸及第二快速油缸相连的二通插装阀、控制阀、直动式溢流阀及压力表组成，其中，第一二通插装阀与第一控制阀控制主油缸的卸压；第二二通插装阀与第二控制阀控制第一快速油缸和第二快速油缸的卸压；第三二通插装阀与第三控制阀控制系统油路的卸压；本发明通过控制阀的带电和失电控制二通插装阀的开启和关闭，进而实现系统的保压和卸压。本发明的保压及卸压控制系统实现了系统的有效保压和无冲击卸压，具有调试方便、响应速度快、通油能力大、液流阻力小、结构紧凑、性能可靠等众多优点，适用于各类型的钢管精整校直机。

说明书

技术领域

本发明属于液压控制系统，涉及一种钢管精整校直机大吨位油缸的保压及卸压控制系统。

背景技术

钢管精整校直机是油、气输送直缝钢管生产线必备的专用设备，它的作用主要有下述二点：其一，在圆度欠佳的圆管截面中找出椭圆截面的长轴方向，并使其旋转至垂直方向，逐段被送入精整模，在精整模强大压力作用下逐段使钢管材料发生流动，改善椭圆度，使之达到有关标准或使用要求；其二，同时也用于对直线度欠佳的长圆管进行校直，以改善长圆管直线度，使之达到有关标准或使用要求。

钢管精整校直机的各机械部分由相应的液压系统和电气系统控制完成相应的动作，特别地，该机设备庞杂，系统繁杂，对液压系统的平稳冲击有很高的要求。当出现液压冲击时，液体中的瞬时峰值压力可以比正常工作压力大好几倍。虽然峰值压力比管道的破坏压力小的多，但由于压力增长极快，会使工作机械引起震动，产生很大的噪音，影响工作质量，甚至产生误动作，导致设备损坏。特别地，当钢管精整校直机处于压制工况时，主油缸和第一、第二快速油缸内充有大量高压液压油，如何在设备工进到压制状态后进行有效保压并平稳卸压，而不出现压力不足或机械振动，并确保设备运行安全是现阶段亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种能够有效保压、平稳快速卸压并能确保设备运行可靠性的钢管精整校直机大吨位油缸的保压及卸压控制系统。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种钢管精整校直机大吨位油缸的保压及卸压控制系统，由与主油缸、第一快速油缸及第二快速油缸相连的二通插装阀、控制阀、直动式溢流阀及压力表组成，其中，所述二通插装阀包括第一二通插装阀、第二二通插装阀及第三二通插装阀，所述控制阀包括第一控制阀、第二控制阀及第三控制阀，所述压力表包括第一压力表及第二压力表；所述第一二通插装阀与第一控制阀相连接，并与主油缸、第一压力表、第三二通插装阀及高压油进油口相连通；所述第二二通插装阀与第二控制阀相连接，并与第一快速油缸无杆腔、第二快速油缸无杆腔、第二压力表、第三二通插装阀及高压油进油口相连通；所述第三二通插装阀与第三控制阀相连接，并与直流式溢流阀及高压油进油口相连通；所述直动式溢流阀与高压油出油口相连通；所述主油缸连接有充液阀，该充液阀与主油缸油箱相连通。

所述控制阀为二位三通电磁换向阀。

所述控制系统还包括返程进油口，且所述第一快速油缸有杆腔及第二快速油缸有杆腔分别与返程进油口相连通。

所述主油缸还连接有压力继电器。

所述第一二通插装阀与第一控制阀安装在第一控制盖板上，第二二通插装阀与第二控制阀安装在第二控制盖板上，第三二通插装阀与第三控制阀安装在第三控制盖板上。所述各控制盖板的作用是固定二通插装阀及控制阀，沟通阀体内的控制油路。

本发明中，二通插装阀通过通用的插装方式连接于系统油路中，且该阀只有进出两个通路，因此可通过控制其开闭来实现油路的连通和关闭。本发明涉及的钢管精整校直机大吨位油缸的保压及卸压控制系统通过二位三通电磁换向阀的带电和失电控制二通插装阀的开启和关闭，进而实现系统的保压和卸压。卸压时，来自主油缸及第一、第二快速油缸的高压液压油直接作用在直动式溢流阀上，高压液压油克服直动式溢流阀弹簧阻力并将其锥阀芯开启，然后通过高压油出油口流出。由于直动式溢流阀的响应很灵敏，能够立刻卸掉系统的峰值压力，通过预先设定合适的卸压点，可有效避免瞬时液压冲击，消除振动；另外，根据油缸直径的大小，可选用不同通径的直动式溢流阀，还可根据需要设置适宜数目的多个直动式溢流阀，以满足峰值压力时的流量，防止过载。

本发明中，第一二通插装阀与第一控制阀控制主油缸的卸压；第二二通插装阀与第二控制阀控制第一快速油缸和第二快速油缸的卸压；第三二通插装阀与第三控制阀控制系统油路的卸压，具体工作原理如下：

（1）直动式溢流阀卸压点的调试

初始时，各控制阀均断电，各二通插装阀均关闭，直动式溢流阀亦关闭。设备启动后，使第二控制阀带电，第二二通插装阀随即开启，高压液压油由高压油进油口进入油路并经第二二通插装阀快速注入第一快速油缸无杆腔及第二快速油缸无杆腔，调节直动式溢流阀的压力并观察第二压力表的示数变化，直到第二压力表的示数为设定的卸压点压力值为止。调试结束后对第一快速油缸及第二快速油缸进行卸压（卸压方法见下述步骤3）并将第二控制阀断电，第二二通插装阀关闭。

（2）保压工况

设备正常工作时，通过主油缸油箱及充液阀先向主油缸补充大量普通油液，使滑块快速工进到工件位置，然后使第一控制阀及第二控制阀带电，第一二通插装阀及第二二通插装阀随即开启，高压液压油由高压油进油口进入油路并经第一二通插装阀和第二二通插装阀快速注入到主油缸和第一快速油缸无杆腔及第二快速油缸无杆腔，通过第一压力表及第二压力表随时观察各油缸内的压力变化，当压力达到压力继电器设定的压力值时，压力继电器发出电讯号，然后据此讯号使第一控制阀及第二控制阀断电，第一二通插装阀及第二二通插装阀随即关闭，系统进入保压状态。

（3）卸压工况

保压工况结束前先对控制系统的油路进行卸压，首先关闭高压油进油口，使第三控制阀带电，第三二通插装阀随即开启，然后开启直动式溢流阀，存在于第一二通插装阀、第二二通插装阀及直动式溢流阀间油路里的高压液压油随即通过高压油出油口流出，这样可在各油缸卸压时能够保持油路畅通，不会因油路不畅而产生阻尼，引发振动。

然后开始对各油缸进行卸压，使第一控制阀及第二控制阀同时带电，第一二通插装阀及第二二通插装阀随即同时开启，此时主油缸、第一快速油缸无杆腔及第二快速油缸无杆腔内的高压液压油经三个二通插装阀立刻作用到直动式溢流阀上，高压液压油克服直动式溢流阀的弹簧弹力并将直动式溢流阀的锥阀芯开启，然后通过高压油出油口流出，至此卸压工况完成。

利用本发明的钢管精整校直机大吨位油缸的保压及卸压控制系统可取得如下有益效果：

①实现了高压液压油的无冲击卸压；

②具有结构简单、动作灵敏、密封性好、泄漏小、工作可靠稳定等优势；

③使用时发热少、噪声小；

④抗污染能力强，液流阻力小，维修方便，使用寿命长；

⑤安全可靠，不易发生火灾，不污染环境，不受温度变化的影响。

附图说明

图1为本发明钢管精整校直机大吨位油缸的保压及卸压控制系统的原理图。

图中，1a-第一控制阀，1b-第一二通插装阀，2a-第二控制阀，2b-第二二通插装阀，3a-第三控制阀，3b-第三二通插装阀，4a-第一直动式溢流阀，4b-第二直动式溢流阀，5-主油缸，6-第一快速油缸，61-第一快速油缸无杆腔，62-第一快速油缸有杆腔，7-第二快速油缸，71-第二快速油缸无杆腔，72-第二快速油缸有杆腔，8-充液阀，9-主油缸油箱，10-高压油进油口，11-返程进油口，12-高压油出油口，13-第一压力表，14-第二压力表，15-压力继电器，16-第一控制盖板，17-第二控制盖板，18-第三控制盖板，19-滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详述。

如图1所示，一种钢管精整校直机大吨位油缸的保压及卸压控制系统，由与主油缸5、第一快速油缸6及第二快速油缸7相连的二通插装阀、控制阀、直动式溢流阀及压力表组成，其中，二通插装阀包括第一二通插装阀1b、第二二通插装阀2b及第三二通插装阀3b，控制阀包括第一控制阀1a、第二控制阀2a及第三控制阀3a，压力表包括第一压力表13及第二压力表14；第一二通插装阀1b与第一控制阀1a相连接，并与主油缸5、第一压力表13、第三二通插装阀3b及高压油进油口10相连通；第二二通插装阀2b与第二控制阀2a相连接，并与第一快速油缸无杆腔61、第二快速油缸无杆腔71、第二压力表14、第三二通插装阀2b及高压油进油口10相连通；第三二通插装阀2b与第三控制阀2a相连接，并与直流式溢流阀及高压油进油口10相连通；直动式溢流阀与高压油出油口12相连通；主油缸5连接有充液阀8，该充液阀8与主油缸油箱9相连通；第一快速油缸有杆腔62及第二快速油缸有杆腔72分别与返程进油口11相连通。直动式溢流阀为两个，包括第一直动式溢流阀4a和第二直动式溢流阀4b。控制阀选用二位三通电磁换向阀。第一二通插装阀1b与第一控制阀1a安装在第一控制盖板16上，第二二通插装阀2b与第二控制阀2a安装在第二控制盖板17上，第三二通插装阀3b与第三控制阀3a安装在第三控制盖板18上。主油缸5还连接有压力继电器15。第一压力表13及第二压力表14均选用耐震压力表。

本实施例中，第一二通插装阀1b与第一控制阀1a控制主油缸5的卸压；第二二通插装阀2b与第二控制阀2a控制第一快速油缸6和第二快速油缸7的卸压；第三二通插装阀3b与第三控制阀3a控制系统油路的卸压，具体控制过程如下：

（1）直动式溢流阀卸压点的调试

初始时，各控制阀均断电，各二通插装阀均关闭，各直动式溢流阀亦关闭。设备启动后，使第二控制阀2a带电，第二二通插装阀2b随即开启，高压液压油由高压油进油口10进入油路并经第二二通插装阀2b快速注入第一快速油缸无杆腔61及第二快速油缸无杆腔71，调节第一直动式溢流阀4a的压力并观察第二压力表14的示数变化，直到第二压力表14的示数为设定的卸压点压力值为止。本实施例中，保压时主油缸5的设定压力为28Mpa，因此可将直动式溢流阀卸压点的压力值设定为1.0～2.5Mpa。然后调节第二直动式溢流阀4b的卸压点，关闭第一直动式调节阀4a，采用相同办法进行调压，并调至相同的卸压点压力值。调试结束后对第一快速油缸6及第二快速油缸7进行卸压（卸压方法参见下述步骤3）并将第二控制阀2a断电，第二二通插装阀2b关闭。

（2）保压工况

设备工作时，通过主油缸油箱9及充液阀8先向主油缸5补充大量普通油液，使滑块19快速工进到工件位置，然后使第一控制阀1a及第二控制阀2a带电换向，第一二通插装阀1b及第二二通插装阀2b随即开启，高压液压油由高压油进油口10进入油路并经第一二通插装阀1b和第二二通插装阀2b快速注入到主油缸5和第一快速油缸无杆腔61及第二快速油缸无杆腔71，通过第一压力表13及第二压力表14随时观察各油缸内的压力变化，当压力达到压力继电器15设定的压力值时，压力继电器15发出电讯号，然后据此讯号使第一控制阀1a及第二控制阀2a断电，第一二通插装阀1b及第二二通插装阀2b随即关闭，系统进入保压状态。

（3）卸压工况

保压工况结束前先对控制系统的油路进行卸压，首先关闭高压油进油口10，使第三控制阀3a带电，第三二通插装阀3b随即开启，然后开启第一直动式溢流阀4a及第二直动式溢流阀4b，存在于第一二通插装阀1b、第二二通插装阀2b及直动式溢流阀间油路里的高压液压油随即通过高压油出油口12流出，这样可使各油缸卸压时能够保持油路畅通，不会因油路不畅而产生阻尼，引发振动。

然后开始对各油缸进行卸压，使第一控制阀1a及第二控制阀2a同时带电换向，第一二通插装阀1b及第二二通插装阀2b随即同时开启，此时主油缸5、第一快速油缸无杆腔61及第二快速油缸无杆腔71内的高压液压油经三个二通插装阀立刻作用到直动式溢流阀上，高压液压油克服直动式溢流阀的弹簧弹力并将直动式溢流阀的锥阀芯开启，然后通过高压油出油口12流出，至此卸压工况完成。根据测试，当主油缸5压力达到28Mpa时进行卸压，卸压时间控制在2～4秒之间，可完全满足卸压要求，且冲击声非常小。

油缸卸压时，可开启返程进油口11，向第一快速油缸有杆腔62及第二快速油缸有杆腔72注入油液，以此加速无杆腔的卸压并实现滑块19的快速返程。当主油缸5内的高压液压油卸除后，即可开启充液阀8，使主油缸5内的大量普通油液通过充液阀8回到主油缸油箱9内。

此时钢管精整校直机完成整个工况，实现了系统的有效保压和无冲击卸荷，实践证明本控制系统具有调试方便、响应速度快、通油能力大、液流阻力小、结构紧凑、性能可靠等众多优点，适用于各类型的钢管精整校直机。