旋转油缸同步改造
作者姓名：阮洋 430040 单位名称：荷贝克电源系统(武汉) 有限公司
摘 要：在日常的设备维修中，我们经常会遇到很多棘手的问题。而在制造型工厂中，能够及时，准确地找到并解决设备存在的问题，在提高维修效率和质量的情况下，降低维修成本是设备管理人员追求的目标之一。
关键词：油缸同步，串联油缸
1、引言：
在日常的设备维修中，我们经常会遇到很多棘手的问题。而在制造型工厂中，能够及时，准确地找到并解决设备存在的问题，在提高维修效率和质量的情况下，降低维修成本是设备管理人员追求的目标之一。下面仅就我公司一台液压夹具的修造案例来探讨一下液压油缸同步回路的改造。
2、背景：
我公司拥有一条浸塑生产线，生产半成品为浸塑后的铁箱。该工序生产流程为： 喷砂-清理-加热-浸塑-修补。 铁箱在加热炉预热后，由一台液压夹具夹紧后浸入塑粉池，铁箱需要旋转180度并且震动将余粉倒出。该夹具液压系统原来的同步效果不很理想，在一次正常的清洗和换油后两旋转油缸完全不同步，导致设备不能满足正常生产。
3、改造方案：
该系统由齿轮泵(CBF314，排量14L) ，溢流阀，三位四通换向阀，节流阀及两个同型号UBFKD80-180-000旋转油缸构成。理论上，该系统的同步效果有限，在油管阻力及油缸阻力及个体差异共同影响下很难保证同步。由于该系统的特点为：两旋转油缸型号相同，在查阅相关资料及结合现场分析后，我们决定用串联油缸的方式，理论同步效果较好。
改造前该夹具的液压系统图如下(图1.1) ：
齿轮齿条
图1.1
但是若进行改造，由于进油端缸径截面减少为原来的一半，改造后油缸产生的力矩将是原来的一半。需通过计算进行验证是否铁箱能够被旋转180°。于是我们以最大的铁箱(底部有配重) 进行可行性计算：
铁箱尺寸为:600×800×1000，壁厚4mm ，底部配重厚度100mm ，材料为：Q235-C 夹具夹紧的高度为其外观的正中部，如图1.2所示。
图1.2 图1.3
由于夹紧位置为正中间，取铁箱旋转90°时为临界点，底部配重和底板重力为：
G 1= 0.6×0.8×104×10-3×7.8×103×9.8
=3816N
塑粉密度为：1.2×103kg/m3
其重力为：
G 2=ρVg=1.2×103×0.6×0.8×0.5×9.8
=2822N
油缸齿轮分度圆半径r=33mm
G 1 与G 2 偏心距分别为e 1=448mm,
e 2=250mm (如图1.3) ；
则油缸需要产生的推力 F=G1e1 G2e2
r
=73184N
所需系统压力为：P=14.86Mpa
油缸的工作压力为P=16Mpa，其余附件工作压力在30Mpa 以上，符合计算要求。
改造后夹具的液压系统图如下(图1.4) ：
图1.4
结论：
经现场试验，当供油压力调至14Mpa 时，铁箱即可自由旋转，而且同步效果非常好。 此外，若长时间使用导致因两缸之间封存的液压油泄漏。可拆下软管接头用手动试压泵
现场添加，即可恢复同步，维修时间在15min 以内。经过3个月连续使用，目前未出现不同步情况，也未做任何调整。整个改造成本为(购买软管与接头) 495元人民币。
参考文献：
1 成大先 机械设计手册（第5版） 化学工业出版社 2008.4