管端加重機(jī)液壓系統(tǒng)的研究

管端加重機(jī)液壓系統(tǒng)的研究

鋼管端加固機(jī)近年來，隨著石油工業(yè)的發(fā)展，對(duì)厚油管道的需求日益增加。管端加厚機(jī)是生產(chǎn)加厚油管的關(guān)鍵設(shè)備,該機(jī)對(duì)經(jīng)過局部加熱后的鋼管端部進(jìn)行鐓粗,使鋼管的端頭局部管壁加厚,達(dá)到提高鋼管連接處強(qiáng)度的目的。管端加厚機(jī)機(jī)架采用整體框架結(jié)構(gòu),主缸和回程缸垂直安裝,用于動(dòng)梁的快速升降及夾緊鋼管,主缸位移可以通過位移傳感器檢測(cè),主缸的回程動(dòng)作由回程缸完成。本研究介紹了管端加厚機(jī)液壓系統(tǒng)的原理,對(duì)該機(jī)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生液壓沖擊原因進(jìn)行了分析與研究,提出了解決的措施。1壓緊動(dòng)梁的孔口管端加厚機(jī)的液壓系統(tǒng)采用二通插裝閥,具有高壓、大流量、抗污染能力強(qiáng)的特點(diǎn)。如圖1所示,垂直方向有3個(gè)液壓缸,中間1個(gè)柱塞缸(主缸23)、兩側(cè)各裝1個(gè)活塞缸(回程缸24、25),回程缸使動(dòng)梁返回,也起壓緊動(dòng)梁的作用。充液油箱26位于主缸上方,動(dòng)梁下降時(shí),能瞬時(shí)給主缸腔內(nèi)補(bǔ)充大量低壓液體。液壓油都由集中液壓泵站供應(yīng),在主缸快速下降和上升時(shí),供油壓力p當(dāng)管端加厚機(jī)開始工作時(shí),電磁鐵1DT、5DT、6DT、7DT得電,插裝閥1、7打開,壓力油p管端加厚機(jī)鐓粗完成后,增壓泵卸壓,p2插裝閥6關(guān)閉情況管端加厚機(jī)投產(chǎn)以后,發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)在換向閥換向時(shí),存在嚴(yán)重液壓沖擊,使液壓系統(tǒng)中的元件、儀表等受到損壞;引起管接頭松動(dòng)、管接頭密封件破損、管路焊縫開裂,造成漏油;影響設(shè)備的正常運(yùn)行。產(chǎn)生液壓沖擊的主要原因:(1)回程缸和主缸一起下降過程中,在由快速轉(zhuǎn)為慢速時(shí),電磁鐵6DT失電;插裝閥6關(guān)閉的瞬間,油缸活塞桿及壓緊部件因慣性的作用還不能立即停止運(yùn)動(dòng),回程缸的活塞在慣性力作用下擠壓封閉在油缸有桿腔和管路中的液壓油,引起油壓急劇升高而產(chǎn)生液壓沖擊;(2)回程缸開始慢速上升時(shí),插裝閥4開啟的瞬間,油缸無桿腔的高壓油瞬間泄壓,對(duì)回油管路產(chǎn)生液壓沖擊;插裝閥2開啟的瞬間,液壓缸有桿腔和管路中油壓急劇升高而產(chǎn)生液壓沖擊;(3)當(dāng)回程缸上升運(yùn)動(dòng)由快速轉(zhuǎn)換到慢速時(shí),電磁鐵3DT失電,插裝閥3關(guān)閉的瞬間;油缸無桿腔的油液的流動(dòng)速度突然降低,這時(shí)油液受到擠壓,使油液的壓力急劇升高,沖撞液壓系統(tǒng)產(chǎn)生液壓沖擊波,并迅速在管道內(nèi)傳播;(4)主缸回程時(shí),二通插裝閥8的開啟速度快,主缸無桿腔與回油管路瞬間接通,無桿腔內(nèi)油液積蓄的彈性能突然釋放出來,在管路內(nèi)形成一個(gè)很高的壓力,引起液壓沖擊;(5)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),在液壓泵站內(nèi)作為增壓系統(tǒng)輔助能源的6個(gè)蓄能器中有4個(gè)不工作,主缸增壓時(shí)泵的出口壓力從零升至工作壓力p3主缸優(yōu)勢(shì)液壓管夾的改造針對(duì)管端加厚機(jī)原系統(tǒng)存在的問題,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了以下改進(jìn):(1)把二通插裝閥2的插裝組件由原設(shè)計(jì)的TJ032-0/0115-20標(biāo)準(zhǔn)型(無尾部閥芯配合)改為帶錐形緩沖阻尼尾部結(jié)構(gòu)的TJ032-1/1115-20型,降低插裝閥2開啟的速度,延長(zhǎng)該閥的開啟時(shí)間,降低高壓油對(duì)回程缸有桿腔產(chǎn)生的液壓沖擊;(2)把二通插裝閥4的插裝組件由原設(shè)計(jì)的TJ016-0/0115-20標(biāo)準(zhǔn)型(無尾部閥芯配合)改為帶4個(gè)節(jié)流窗口尾部結(jié)構(gòu)的TJ016-1/4115-20型,通過調(diào)節(jié)節(jié)流口大小改變插裝閥4開啟的速度,以延長(zhǎng)回程液壓缸速度變化的時(shí)間,使回程缸的無桿腔高壓油緩慢釋壓,減少回程缸慢速上升時(shí)對(duì)回油管路產(chǎn)生的液壓沖擊;(3)把二通插裝閥3的插裝組件由原設(shè)計(jì)的TJ040-0/0115-20標(biāo)準(zhǔn)型(無尾部閥芯配合)改為帶4個(gè)節(jié)流窗口尾部結(jié)構(gòu)的TTJ040-1/1115-20型,降低插裝閥3關(guān)閉的速度,延長(zhǎng)插裝閥3關(guān)閉的時(shí)間;避免插裝閥3快速關(guān)閉時(shí),回程缸的無桿腔管路產(chǎn)生的液壓沖擊;(4)把二通插裝閥8的插裝組件由原設(shè)計(jì)的帶錐形緩沖阻尼尾部結(jié)構(gòu)TJ032-1/1115-20型(改為帶4個(gè)節(jié)流窗口尾部結(jié)構(gòu)的TJ032-1/4115-20型,通過調(diào)節(jié)節(jié)流口大小使主缸的無桿腔高壓油緩慢卸壓,減少夾緊缸回程時(shí)對(duì)回油管路產(chǎn)生的液壓沖擊;(5)重新調(diào)整各電磁換向閥的電氣動(dòng)作關(guān)系。油缸上升時(shí),電磁鐵4DT、9DT先得電,閥4和閥8開啟,回程缸和主缸同時(shí)卸壓,減少閥突然開啟時(shí)高壓油對(duì)管路產(chǎn)生的沖擊;延時(shí)0.5s后,電磁鐵2DT、3DT、10DT得電,油缸快速上升;(6)在液壓管路上安裝自制的減震鋼管夾,使管路連接牢固可靠。目前,市場(chǎng)上購買的標(biāo)準(zhǔn)管夾的材料大多為塑料、鋁合金。塑料管夾不耐高溫、易老化、不耐沖擊,鋁合金管夾耐高溫但同樣不耐沖擊。標(biāo)準(zhǔn)鋼制管夾的襯套材料以橡膠為主,盡管具有良好的減震性能,但不耐高溫、易老化、易磨損。為此專門設(shè)計(jì)制作了如圖2所示的減震鋼管夾,鋼管夾材料為20號(hào)鋼,具有良好的焊接性能;焊接管夾時(shí),要求管夾底座與管夾支架間雙向滿焊,避免震動(dòng)引起的脫焊。襯套選用尼龍材料制作,具有耐高溫、耐水、耐磨、阻尼性能高等優(yōu)點(diǎn);考慮尼龍襯套使用中的磨損情況,在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留出補(bǔ)償間距,擰緊螺栓即可減少上下管夾的間距,達(dá)到補(bǔ)償尼龍襯套磨損量的目的。過去更換管夾襯套時(shí),需把管路上與之相鄰的多個(gè)管夾同時(shí)拆開,抬起管路后才能進(jìn)行更換,費(fèi)時(shí)費(fèi)力;而更換圖2所示的管夾襯套,只需拆卸一個(gè)管夾,然后沿管路軸向旋轉(zhuǎn)待換襯套就能把襯套取出,再把新襯套沿管路軸向旋轉(zhuǎn)到位即可;(7)修復(fù)泵站增壓系統(tǒng)不工作的蓄能器,利用蓄能器吸收系統(tǒng)中產(chǎn)生的液壓沖擊和壓力脈動(dòng),使p4液壓系