Насосно-аккумуляторные станций (н. а. с.) гидравлического пресса. Бесступенчатое регулирование усилия пресса.

Устройство, регулирующее уровень жидкости в баллоне гидропресса с помощью фотоэлементов.

В состав насосно-аккумуляторных станций (н. а. с.) входят аккумуляторы, насосы, а также баки для питания рабочей жидкостью насосов, компрессоры, аппаратура контроля и управления и другие устройства.

Повсеместно используемые воздухогидравлические аккумуляторы обычно обслуживают группу прессов. Они состоят из одного или нескольких водяных баллонов, связанных по принципу сообщающихся сосудов, и одного или нескольких воздушных баллонов, присоединенных к гидравлическим баллонам.

Небольшая аккумуляторная станция может представлять собой баллон, в котором помещается весь запас рабочей жидкости и воздуха. Для зарядки аккумулятора воздухом используется компрессор высокого давления.

Обычно на гидравлических прессах в зависимости от характера выполняемой технологической операции требуется получить различные усилия. Для этого к н. а. с. подключают различное число рабочих цилиндров, иногда используют мультипликаторы, а также н. а. с, насчитывающие несколько секций, каждая из которых создает различное давление жидкости, соответствующее той или иной ступени усилия. Однако эти способы имеют существенные недостатки.

Усилие, которое требуется по соображениям технологии, часто не совпадает с имеющимися ступенями. Это приводит к снижению точности получаемых изделий или к неоправданному износу инструмента. Кроме того, при подключении различного числа цилиндров часто создаются неблагоприятные условия нагружения конструкции пресса, а использование одних ступеней усилия в ущерб другим приводит к неравномерному износу цилиндров.

Более совершенным является бесступенчатое регулирование усилия пресса с помощью изменения давления в аккумуляторе за счет расширения (или сжатия) воздуха сливом (или подачей) специально предусмотренного регулировочного объема жидкости. Отдельный небольшой аккумулятор постоянного давления обеспечивает возвратный ход и надежную работу вспомогательных механизмов. Аккумулятор с регулируемым давлением позволяет получать практически любые усилия пресса в широком диапазоне и, как правило, повышает к. п. д. прессовой установки, а вводимый при этом в станцию регулировочный объем жидкости можно использовать для увеличения рабочего хода пресса. Однако наличие регулировочного объема жидкости приводит к существенному возрастанию объема аккумулятора.

Этот недостаток отсутствует в схеме н. а. с. (рис. 89), позволяющей обеспечить достаточно широкий диапазон давлений при существенно меньшем регулировочном объеме жидкости. Принцип работы такой станции заключается в следующем. Обычный регулируемый аккумулятор при максимальном давлении рmax содержит объем воздуха Qв. обеспечивающий допускаемое падение давления в аккумуляторе (10-15% от начального давления) при расходе из него во время рабочего хода маневрового объема жидкости Qм. Если перед переводом станции на более низкое давление отключить часть воздушного объема ?Qв. то нужное давление можно получить сливом меньшего регулировочного объема жидкости Q'рег. после чего необходимо восстановить в аккумуляторе воздушный объем Qв (Q'рег ??Qв ). Тогда и при любом давлении р падение его за рабочий ход не будет превышать 10-15%.


Рис. 89. Схема насосно-аккумуляторной станции гидропресса

На рисунке показана схема н. а. с. с гидравлическим 1 и воздушным 2 баллонами (3 - компрессор).

В гидравлическом баллоне различают верхний и нижний аварийные уровни. Жидкость не должна опускаться ниже последнего, иначе сжатый воздух может прорваться в систему пресса и произойдет авария. При превышении верхнего уровня баллон может переполниться жидкостью, что также недопустимо. Автоматическое управление насосно-аккумуляторной станцией должно обеспечить безаварийную ее работу, т. е. прекращение подачи жидкости, когда аккумулятор заполнен, и возобновление подачи после того, как израсходовано определенное количество жидкости.

Эту задачу решают по-разному. На рис. 89 показано устройство, регулирующее уровень жидкости в баллоне с помощью фотоэлементов. С одной стороны сосуда 5, соединенного с гидравлическим баллоном по принципу сообщающихся сосудов, помещены на нескольких уровнях, соответствующих, в частности, аварийным уровням, коробки 4 с фотоэлементами. С противоположной стороны на тех же уровнях помещены коробки 6 с электролампочками. В сосуде 5 имеются поплавки, поднимающиеся или опускающиеся в зависимости от изменения уровня жидкости в нем, а значит и в баллоне. Луч света от лампочки через стекла, вмонтированные в стенку сосуда, попадает на фотоэлемент лишь тогда, когда опустится поплавок, т. е. уровень жидкости в гидравлическом баллоне станет близок к аварийному. При этом замыкается электрическая цепь и на распределительном щите 7 появляется световой сигнал, который предупреждает оператора, что при дальнейшем опускании уровня прекратится подача жидкости из аккумулятора к прессу.

Прекращение подачи достигается специальным устройством-автоматическим клапаном 8 минимального уровня. Если после подачи светового сигнала оператор не примет мер и уровень будет продолжать опускаться, то благодаря следующему фотоэлементу срабатывает магнит 9 клапанного распределителя и клапан 8 запирает выход из аккумулятора.

Если по каким-либо причинам клапан 8 не закроется и уровень жидкости понизится дальше, сработает очередной фотоэлемент и прозвучит сирена. По ее сигналу оператор должен закрыть клапан нажатием кнопки. Объем жидкости, помещающийся ниже уровня, при котором подается световой сигнал, называется нижним аварийным объемом. Его должно быть достаточно, чтобы времени полного опорожнения баллона, начиная с момента подачи сигнала, хватило для закрытия оператором клапана минимального уровня.

При повышении уровня жидкости сверх уровня полезного рабочего объема также срабатывает световая и звуковая сигнализация с помощью соответствующих фотоэлементов. При этом насосы последовательно переводятся на холостую работу путем включения магнита 10 клапанного распределителя, который в свою очередь воздействует на так называемый обводный (циркуляционный) клапан 11 насоса. Через этот клапан жидкость от насоса 12 поступает в сливной бак.

Объем жидкости, помещающийся выше верхнего уровня полезного объема, называется резервным объемом. Резервного объема должно быть достаточно для переключения вручную циркуляционного клапана, если он не сработает автоматически. В случае неисправности и дальнейшего повышения уровня насосы должны быть отключены вовсе.

По материалам сайта: http://delta-grup.ru