液压系统三缸同步_顺序动作回路的设计与分析_邓乐

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近年来，随着环境保护意识的增强，垃圾的处理和综合利用受到关注。

在为某公司生产的垃圾送料器液压系统设计时，遇到了要求三个液压缸同步前进，然后顺序后退的回路设计问题，这里，液压系统的主要作用是完成垃圾的送料，为保证垃圾能够可靠地送料，要求在一个工作循环中，三个液压缸同步前进，到位后三个液压缸依次顺序后退至原位（此时卸料）。

１ 主要技术问题及解决方法针对以上问题，在细致地分析了系统主要功能要求的基础上，可以把该系统设计的主要问题归纳为两个：单因此可以采用１所分别为固接Ⅲ缸筒外的机分流同步阀的出口相连（如图２、３所示）。

其实现位移同步运动的原理为：缸筒左移时，Ⅰ、Ⅲ缸筒依靠单向分流同步阀实现同步，同时利用机械挡块１、３的作用迫使挡块２移动，从而使缸筒Ⅱ与Ⅰ、Ⅲ同步运动；缸筒右移时，则按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序运动。

当机械挡块１、３按照图１中虚线所示的方式连接、而油路连接不改变时可以实现三缸筒同步向右移动，而按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序向左移动。

三缸顺序动作可以采用行程控制方式　（行程阀和行程开关如图２所示）或压力控制方式（顺序阀或压力继电器）。

２ 同步—顺序动作回路的几种方案根据以上分析，可以拟定以下４个方案：（１）　方案１如图２所示，采用行程阀实现三缸顺序动作。

工作过程为：启动后，电磁换向阀１左位接通，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三缸筒同步左移；至左端点时，缸筒Ⅰ压下行程开关１ＸＫ，使阀１右位接通；三缸进、出油口
转换，首先缸筒Ⅰ右移，至右端点时压下行程阀３，接着缸筒Ⅱ右移，Ⅱ至右端点时压下行程阀２，缸Ⅲ右移，Ⅲ至右位时压下行程开关２ＸＫ，阀１左位接通，完成一个工作循环。

（２）　方案２如图３所示，与方案１不同之处是采用两个顺序阀实现三缸的顺序动作，其中顺序阀２的动作
压力比阀３的小，左
移时三缸同步，右
移时按照Ⅰ、Ⅱ、
Ⅲ的顺序移动，其
动作顺序为：假设
三缸筒处于右位时
为原位，Ⅲ压下
２ＸＫ，当阀１左位接
通时，三缸筒同步
左移，同时Ⅲ松开
２ＸＫ，移至左端时，Ⅰ压下１换向，右位接通，
缸筒Ⅰ首先右移，右端时，开顺序阀２右移动，力进一步增加，阀３２Ｘ成一个工作循环。

（３）　方案３利用压力控制实现顺序动作的方式，可
以将图３中的顺序阀改为压力继电器和单向二位二通电磁
阀，其原理如图４所示。

其缸筒向右顺序动作的原理为：
阀１右位工作，Ⅰ首先右移，到位后压力增高，压力继电
器２动作，阀２—ａ右位接通，Ⅱ向右移动，到右位后，压
力增大，压力继电器３动作，使阀３－ａ右位接通，Ⅲ向右
运动，完成Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序动作循环，同步左移的过程与图３相同。

（４）方案４液压回路如图５所示。

该回路与前面三个回路的不同之处在于，其功能更加完善，只要改变机械挡块的连接方式就可以实现两个方向的同步—顺序运动。

方案４的工作原理为：利用二位四通机动换向阀１实现液压缸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的换向，利用三位四通手动换向阀９
控制３个插装阀６、７、８的开启与关闭，４个单向行程阀２、
３、４、５的配合作用实现三缸的双向顺序动作。

其工作过程简述如下。

假设初始时，三缸筒处于右位，缸Ⅱ、Ⅲ分别压
下行程阀２、３，阀１左移接通。

当阀９都处于左位时，阀６、８均关闭，阀７打开，进油分别经阀６、２、３进入三缸左腔，回油分别经阀７、４、１回油箱，三缸同步左移，同时缸Ⅱ、Ⅲ分别松开
行程阀２、３，使阀２、３下位工作；当三缸筒运动至左
图２采用行程阀的方案论文编号：１００１－３９５４－（２００３）０５－００５３－５４
液压系统三缸同步—顺序动作回路的设计与分析邓乐赵铁　焦作工学院机械系河南４５４０００
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54端时，缸筒Ⅰ使阀１换向，阀１右位接通，液压缸进、出油口换向，缸Ⅲ首先向右移动，当Ⅲ运动至右端时，压下阀３，缸Ⅱ向右运动，当Ⅱ运动至右端时，压下阀２，使缸Ⅰ右移，当缸Ⅰ处于右位时，使阀１换向，恢复原位，完成一个工作循环。

当阀９都处于右位时，可以实现三缸筒同步向右移动，按照Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序向左移动的功能，其原理与前述相似，阀４、５起前面阀２、３的作用，实现顺序动作。

此时，为实现同步运动，需要改变机械挡块的连
接方式（如图１中虚线所示）。

长期以来，豫北某磷肥厂由于Φ１．５×１２ｍ烘干机产量低，配套设备能力得不到发挥，严重影响了企业的经济效益，烘干机的改造成了当务之急。

１　生产工艺
简介
磷矿石和其它微量配合组分经高炉煅烧至熔融，然后水淬成片状磷渣冲入沉淀池沉淀。

沉淀磷渣由抓斗起重机捞出，在堆场存放一段时间后，再经回转烘干机烘干、球磨机粉磨后包装出厂。

２ 存在问题及分析存在主要问题有：烘干机产量低、物料出机水分高、煤耗高。

经现场调研发现，原因主要有以下几方面：（１）堆场面积小，磷渣存放时间短，造成入机水分过高，最高时超过２６％；（２）热风炉为普通人工喂煤的水平炉篦燃烧室，炉膛容积小、漏风严重，入机烟气温度低，不完全燃烧严重，煤耗高；（３）该烘干机内部扬料装置，除进料螺旋外，全部为升举　式“」”型扬料板，数量少、几何形状单一，在烘干机运转过程中，在筒体截面上形成明显的热烟气“短路”通道（如图１所示）。

这是造成该厂烘干机效
率低下的主要原因。

其工作现象为：物料扬起高度低、（１）对于三缸或多缸液压系统的同步运动，可以借鉴本文所述的方法，将机械挡块与同步阀相结合使用，使前后两个液压缸通过同步阀相连实现同步，其余中间的液压缸则通过机械挡块的作用实现同步。

（２）实现三缸顺序动作可以采用行程控制和压力控制的方式。

行程控制可以保证动作顺序切换平稳和位移转换精度；而压力控制方式需将两个顺序阀或压力继电器的动作压力差设置为适当的值，以免因压力冲击造成误动
作；这样整个系统的压力将提高。

（３）方案１～方案３可以实现三缸一个方向上的同步运动，另一个方向上的顺序动作，系统元件数量较少，管路简单，结构紧凑，便于维护和检查故障；而在方案４中，可以根据需要，通过调整外部的机械挡块连接方式，实现任意一个方向上三缸的同步运动而另一个方向上三缸顺序动作，因而其应用范围将更加广泛，当然其系统组成也比较复杂，使用的元件数量较多，成本较高。

经过分析比较，在实际设计中采用了方案２，实际使用情况较好。

　参　考　文　献
１ 宫忠范．　液压传动系统．　北京：机械工业出版社　，１９８１．
２　机械电子工业部广州机床研究所编．　机床液压系统设计指导手册．广州：广东高等教育出版社，１９９３．□
　（收稿日期：２００２－１１－０８）３　几个方案的特点分析抛撒范围小、轴向流速快，不能最大限度利用筒体截面，存在热风“短路”现象，从而造成台时产量低，热损失严重的问题。

从理论上讲，物料烘干过程分为加热升温、等速干燥、降速干燥三个阶段。

扬料板的主要功能是：导料、均流、扬料和阻料。

只有结合不同的干燥阶段合理布置不同结构形式的扬料装置，使物料流速适当，并有效利用整个筒替截面空间，增大物料对热气流的阻力，适当延长热烟气作用于物料的时间长度，才能强化热交换效果，提高热交换效率，快速完成烘干过程；（４）烘干机尾部没有排风除尘设备，仅依靠一Φ４２０ｍｍ，高３．５ｍ的拔风筒自然排风，不但污染环境，而且由于系统抽力不足，热风炉产生的高温热烟气不能顺利进入烘干机内部和物料进行热交换，同时烘干机内大量水汽排不出去，造成烘干机产量低、烘干效果差，出机物料水分最高达１０％，经常造成球磨机“糊磨”，严重影响生产。

表１为改造前烘干机有关数据。

３ 改造方案改造方案主要围绕烘干系统本身存在的问题去制定，图５经过调整可以实现双向同步－顺序动作的方案
论文编号：１００１－３９５４－（２００３）０５－００５４－５５Φ１．５×１２ｍ磷渣烘干机的综合改造刘孟贺梁俊有洛阳工业高等专科学校河南４７１００３图１烟气“短路空洞”。