液压回转梁剪切材料运动的分析与解决方案

  摘要：采用QC12Y-16×4000液压摆动剪切板切割板材，随着板材长度的增加，板材移动。在严重的情况下，位移差异为7毫米。结果显示该板已移动认真对待切割过程。通过分析板移动现象，原因是压紧压力较小。通过重新设计压脚和液压系统，实验结果表明改进计划是合理，切割板精度达到并超过剪切机国家标准I级精度。满足用户要求。

QC12Y-16×4000液压摆式剪板机的主要故障是板材剪切过程中的位移，两端板材最严重的位移超过7 mm，直接造成板材的报废不能使用，给用户带来很大的代价。作者分析了剪切过程中的材料失效，最终解决了问题。

  1. QC12Y-16×4000液压摆式剪切机的构造

  该机器主要由框架，按压机构，刀片间隙调节装置，刀架，液压系统等组成。剪切机的组成如图1所示。

1.1框架

  框架部分采用组合焊接整体结构，刚性好。它主要由左右柱（墙板），前墙板，工作平台，油箱等组成。

  1.2压力机构

  压力机构由一组安装在框架梁底部的压脚组成。在引入压力油之后，将压力脚柱塞向下压到钢板上。剪切完成后，通过弹簧力提升并重置压力。

  1.3刀间隙调整

  通过旋转间隙调节手柄以驱动轴上的两个小齿轮分别啮合的扇形齿轮，然后驱动偏心衬套，实现上下切削刃间隙的调节。支撑轴旋转。

  1.4刀架

  刀架是一种全封闭焊接结构件，具有高抗扭性和良好的刚性。它通过支撑轴的两端连接到框架，并在内部配备有剪切滚筒和a回气缸。

  剪切缸是两个柱塞液压缸，分别固定在左右柱上，同时设有两个用于返回刀架的缸。在运行过程中，压力油向下推动气缸柱塞向下切割刀架，同时压缩气缸内的氮气;在返回行程期间液压系统卸载，并且气缸中的氮气膨胀导致工具架返回。整个刀架以枢轴为中心进行往复摆动，完成切削作业。

  1.5液压系统的工作原理

  该机器的液压系统由换向阀，双向插装阀和集成块组成。实现刀架的下切削，并且遇到下限返回，并且可以实现中间停止和慢跑，慢跑，任何位置的单一和连续动作。液压系统示意图如图2所示。

  液压系统主要有以下功能：

（1）油泵启动。所有电磁铁都没有通电。压力阀12的弹簧室中的控制油经由换向阀14连接到燃料箱。双向压力插入件12打开，并且油由油泵泵送的油通过双向压力插入件12，油泵和马达返回到燃料箱。无负载运行。

  （2）按压和剪切。电磁铁YV1通电，剩余的电磁铁不通电。双向压力插入件12的开启压力由溢流阀的调节压力确定控制盖13（22MPa）。来自油泵的压力油首先进入压脚，柱塞下降。按压片材，系统压力逐渐升高。当压力升至5-6 MPa时，双向方向插入件9打开，压力油通过双向插入件9进入剪切缸，从而推动切割器框架向下剪切。同时，返回缸中的氮被压缩并且气压增加。

  （3）回归。当刀架下降到下死点时，下限开关操作，同时，互锁电磁铁YV2打开，YV1断电，双向油门插入4弹簧腔先导控制油通过YV2电磁铁连接到燃油箱。双向油门插入件4打开，液压缸油通过双向油门塞4返回油箱，加压脚油通过双向压力插入件12返回油箱，压脚由弹簧复位，气缸内的氮气膨胀。将刀架放回上死点，单冲程完成，油泵卸载。

  （4）停了下来。无论刀架是处于上升还是下降过程，只要电磁铁断电，电磁铁就处于所示位置，油泵在空载时运行，压脚脚返回，主缸既不进入也不返回油，因此刀架可靠。停在任何位置。

  （5）中途返回。当在刀架的过程中YV2打开并且YV1关闭时，重复刀具返回操作以实现刀架在中间的返回。

  2.切削材料失效现象

  当QC12Y-16×4000液压摆式剪切机切割片材时，待切割片材的尺寸基本正确。随着剪切片材的长度增加，片材移位并扩大直至片材的末端切割。片材末端的位移是最大的。当位移最严重时，片材端部之间的差异为7 mm，这表明片材有明显的运行现象在剪切过程中。

  上述失败的原因是压脚的压力导致在板的顶部和底部表面上产生的水平摩擦力小于上部叶片向前的水平推力。剪切过程中的纸张。压脚产生的压力不足的原因是：（1）压脚的圆柱直径小。这时，压脚的压力和剪切力气缸是相同的，产生的压力不能克服刀架剪切时产生的水平推力。 （2）压脚没有压力。在剪切过程中，油压泄漏，并且实际压力低于剪切压力，这导致在剪切过程中片材的位移，即，液压系统原理不足。

  3.剪切材料失效分析

  为了找出运行材料的原因，在现场进行剪切试验，叶片间隙为1.2mm，试验板为8mm×200mm×4000mm的精度板，材料Q235A 。测量数据切割后，两端的位移误差为1.5mm，剪切质量差。通过对精密板的测试，验证了机器有运行材料的现象，误差是比较大，需要从根本上解决。

  3.1压制机构的改进

在设计过程中应确定合理的压力。如果压力不足，剪切的材料将在剪切过程中移位，特别是在剪切结束时，这将增加边缘的尺寸偏差。压紧机构由16个压脚组成。建议液压压脚的压力应符合：

  b是剪切板的长度，b = 4000mm。

  总压力是每个压脚的压力之和。当液压系统的额定压力为22 MPa时，可以计算出总压力，即：

  π= 3.14;

  d是压脚缸的缸径，d = 40mm;

  P是液压系统额定压力，p = 22 MPa。用上面的公式代替来计算：

  剪切机的剪切力是两个剪切滚筒在系统额定压力下的剪切力。当液压系统的额定压力为22 MPa时，可计算出总剪切力：

  π= 3.14;

  D是剪切缸孔，D = 160 mm;

  P是液压系统额定压力，p = 22 MPa。用上面的公式代替来计算：

  将等式（5）代入等式（1）：

  经计算，式（3）的结果比式（6）的结果差得多，这证明剪切机剪切过程中的片材位移是不可避免的结果，即压制的设计力有缺陷。重新检查压力，重新设计并计算压缸直径，增加缸径，以弥补压力不足。由于框架已经完成，它也是必须考虑框架在所需范围内的变形，并在增加孔时按压板材。最后，确认圆柱直径从40毫米增加到50毫米，因此：

  计算结果明显，计划合理，更换压紧机构的所有压脚。

  3.2液压系统原理的改进

  液压原理图分析表明：压脚不是单独控制的。只要系统压力波动，压脚的压力也会波动，这不能作为稳定的压力机，而且压脚返回和系统返回。它一直回到石油。在需要稳定压力的前提下，这个原理存在缺陷，这可能是该原理的一个条件片。针对这个问题，液压系统原理经过重新设计，主要是为了实现单独的压力材料，具有保压功能，并且还可以实现压力之间的不一致。材料和剪切压力，可以控制在剪切压力以上，以稳定材料。压脚的回油与系统回油分离，油分别返回增加压力控制功能。示出了改进的液压系统的示意图 在图3中。

  4.故障解决

  压脚和液压系统改进后，现场调试剪切，刀口间隙为2.0 mm，试板材料为10mm×200 mm×4000 mm，材料为Q235A，剪切系统压力为15MPa，进行剪切。板材两端的位移误差为0.07 mm，使剪切板的精度达到并超过国家检验水平I标准，即GB / T 14404-2011“剪切机精度”，I级精度水平要求公差1000 mm的长度为0.25 mm，剪切部分的质量非常好，如图4所示。

  5.结论

  在剪切过程中对QC12Y-16×4000液压摆式剪切机进行了分析和求解，满足了用户的要求。