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一种液动注浆泵液压系统设计

归档日期:06-29       文本归类:按计划出动      文章编辑:爱尚语录

  一种液动注浆泵液压系统设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。2010年第6期 液压与气动 13 一种液动注浆泵液压系统设计 陈从平.谭宗柒.黄星德 Design of the hydraulic system for CHEN Cong—ping,TAN

  2010年第6期 液压与气动 13 一种液动注浆泵液压系统设计 陈从平.谭宗柒.黄星德 Design of the hydraulic system for CHEN Cong—ping,TAN a hydraulic grouting bump Zong—qi,HUANGⅪng—de (三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002) 摘要:液动注浆泵常工作于潮湿、多尘及腐蚀性的恶劣环境,在控制系统换向及循环工作的环节使用 机械、电、磁等传感器会降低系统的可靠性和寿命。该文设计了一种全液控注浆泵的液压系统,提高了控制 的可靠性、灵活性和系统的使用寿命。 关键词:注浆泵;液压系统;设计;可靠性 中图分类号:THl37文献标识码:B文章编号:10004858(20lO)06蜘13旬2 O引言 注浆泵广泛用于隧道、矿井采掘工作面注浆堵水, 岩巷及混凝土井壁注浆堵漏水、隧道裂痕、破碎岩体、 疏散岩石的加固补强、锚固注浆,回填注浆和防止地表 下沉、防止滑坡,纠正建筑物偏斜所进行的注浆等。 由于注浆泵工作条件非常恶劣(脉动载荷、多尘、 浆体含有腐蚀性成分、环境湿度大等),使得机械式注 浆泵的工作效率、使用寿命和控制的可靠性都受到了 很大的限制,而且,注浆压力调节范围窄,限制了其使 用范围。目前,市场上液动注浆泵已开始兴起,由于液 动系统本身适于工作较为恶劣的环境,加上注浆压力、 速度也便于通过调节驱动流体的流量或压力来实现, 且可调范围宽,能实现无级调节,因而得到了较为广泛 的应用。 欲使液动注浆泵安全、稳定地工作,需要解决关键 技术问题之一是如何对系统进行有效的控制。由于液 动注浆泵吸浆、挤浆,以及吸浆口、出浆口的开、合全由 液压系统来执行,并要求按一定的时序循环动作;而在 控制硬件和方法的选取上,要尽量避免利用机械式或 电、磁式传感器,以免在潮湿、多尘及腐蚀性环境中造 成传感器失灵。 本文设计了一种液动式注浆泵的液压系统,其各 工作环节的时序控制全采用液控,提高了控制的可靠 性和使用寿命。同时其注浆压力和效率可调,增加了 适用范围。 l液动注浆泵工作原理 液动注浆泵泵体结构简图如图1所示,其主要工 收稿日期:2009-12一13 基金项目:湖北省教育厅科学技术研究计划重点项目 (D20091303);三峡大学人才科研启动基金(0620070124);宜 昌市科技局项目(A09302-37) l、2.吸浆口3、4.出浆口5.出浆口 作部分由两个缸体并联而成。每个缸体上都开有出浆 口和吸浆口,当其中一个缸体内活塞左移(参照图1 所示方位)吸浆时,其出浆口关闭,吸浆口打开,进行 吸浆动作;反之,活塞右移时挤浆,同时吸浆口关闭,出 浆口打开。浆体从出浆口被挤出。只要对两个缸体内 活塞的动作时序进行合理分配,则浆体会被连续地从 出浆口5挤出。上述吸、挤浆体及吸、出浆口的开一合 动作都由液动系统完成。 图l注浆泵结构示意图 2液压系统设计 注浆泵的两个缸体其注浆过程动作及原理相同, 只是在时序上有超前或者滞后。为简化起见,以下以 单个缸体来分析和设计注浆泵液压系统。 作者简介:陈从平(1976一),男,湖北荆州人,副教授,博士, 主要从事流体传动与控制方面的研究工作。 万方数据 14 液压与气动 2010年第6期 就单一缸体而言,其挤浆动作由一主液压缸来驱 动,吸浆、出浆口的开一堵动作都由对应的辅助液压缸 液控油控制方向阀2换向使其右位工作,此后压力油 进入B缸有杆腔和C缸无杆腔,两缸活塞到位后,泵 体出浆口被堵,吸浆口打开,之后主油路压力升高,顺 序阀4动作,A缸活塞反向运动,开始吸浆。吸浆完毕 后主缸活塞处于无杆腔行程末端,通过插装阀控制方 向控制阀2换向,准备挤浆,这样就完成了一个工作循 环。其具体工作循环如图3所示。 开始 来实现。要能实现稳定的挤浆功能,其挤.堵.开动作 必须满足一定的时间顺序,即: (1)必须两个辅助控制油缸活塞已经运动到位使 得吸浆口打开且出浆口被堵住,主液压缸的活塞才能 运动而开始吸浆; (2)必须两个辅助控制缸活塞已分别将吸浆口堵 住且出浆口打开,主液压缸的活塞才能运动而开始 挤浆; (3)当主缸活塞运行到行程末端,即一个吸或挤 浆动作完成之后,必须能自动发出信号,驱使两个辅助 缸动作,进而可使吸一挤浆动作循环、连续地进行。 单个缸体的液动系统如图2所示…。 姥蛉 B缸活塞快进,L 堵住出浆口广]厂1吸浆口打开 .I c缸活塞快退, 是L-一主液压缸A活塞L一是 <顶磊蠢浏 l后退,吸浆I—] B缸活塞快退 出浆口打开 C缸活塞快进 堵住吸浆口 是L———主液压缸A活塞l+—_J是 爨 u掣嘶 <面砭>旦一 也型 圈3液动注浆泵工作流程图 3结论 A.主液压缸B.出浆口开一堵控制液压缸C.吸浆口开一堵控制压缸 1.手动换向阀2.2位4通液动换向阀3、4.单向顺序阀 5、6.调速阀7、8.插装液动换向阀9、lO.液控单向阀 由于注浆泵大都处于恶劣的工作环境,且所受载 荷不平稳,使得机械式注浆泵的工作效率和使用寿命 受限;另一方面,机械式注浆泵伺服环节所包含的传感 器一般为机械式或电、磁式,这类传感器在强震动、大 湿度、高腐蚀性、多尘的注浆环境中,容易受到干扰老 化和失效。而液动注浆泵采用全液压驱动与液力控 制,其工作平稳性、可靠性和寿命都将得到显著提高。 参考文献: [1]雷天觉.新编液压工程手册[M].北京:北京理工大学出 版社,2005. 图2注浆泵单缸液动系统原理图 由于注浆泵是循环工作的,不妨假设循环开始时 液控方向阀2左位工作,压力油同时进入辅助油缸B 的无杆腔和c的有杆腔,两缸活塞到位之后,使得泵 体上的吸浆口被堵住,出浆口打开;之后主油路压力升 高,达顺序阀3的设定值后使其导通,主缸A无杆腔 进油,活塞杆驱动泵体内活塞挤出浆体;当挤浆完毕, 主缸A内活塞行至有杆腔行程末端,通过插装阀8的 欢迎订阅《液压与气动》杂志 万方数据 一种液动注浆泵液压系统设计 作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 陈从平, 谭宗柒, 黄星德, CHEN Cong-ping, TAN Zong-qi, HUANG Xing-de 三峡大学机,械与材料学院,湖北,宜昌,443002 液压与气动 CHINESE HYDRAULICS & PNEUMATICS 2010(6) 1次 参考文献(1条) 1.雷天觉 新编液压工程手册 2005 引证文献(2条) 1.田公明 DZ100系列注浆泵的研制[期刊论文]-隧道建设 2010(6) 2.田公明 DZ100系列注浆泵的研制[期刊论文]-隧道建设 2010(6) 本文链接:

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