DOC《doi:10》

第二阶段是蓄能器工作阶段,该阶段是预剥离刀具从初始位置开始到剥离过程结束,通过调速阀控制蓄能器提供的冲击流量,保证刀具运动起始阶段有足够的动能,在刀具接触锌片时有足够的动力实现预剥离,当刀具进入锌片和阴极板结合面后控制较小的流量,能持续扩大裂隙,但是不足以压弯导电棒. 液压冲击器不直接由液压泵供油,而是由蓄能器储存的压力油作为动力源,将蓄能器储存的液压能转变为冲击活塞和剥刀的高速运动冲击能,给预剥离刀具瞬间冲击锌片和阴极板结合面提供足够的动力. 1-预剥离刀具;

2-冲击活塞;

3-液压冲击器;

4-液动换向阀;

6,10-电磁换向阀;

6,14-压力开关;

7,13-蓄能器;

8-单向阀;

9,11-减压阀;

12-调速阀;

15-充液阀;

16-液压泵;

17-回油滤油器;

18-吸油滤油器 图3 冲击式液压系统原理图 Fig.3 Principle diagram of hydraulic control system

2 冲击式预剥离液压特性力学分析 液压冲击器的冲击功与蓄能器充气容积、蓄能器油压、冲击活塞直径、位移、速度、质量、流量等的关系由下列表达式[6]给出. 根据动能公式: 得出冲击活塞运动速度公式: 由绝热条件方程: 结合公式(3),得绝热条件下蓄能器油压公式 冲击器流量公式: 式中,为冲击器的冲击功(J);

为冲击活塞质量(kg);

为冲击活塞运动速度(m/s);

为蓄能器的预充气压力(MPa);

为蓄能器最高充液压力(MPa);

为蓄能器油压(MPa);

为多变指数,绝热条件下;

为蓄能器总容积(m3);

为冲击活塞杆大端直径(m);

为冲击活塞杆小端直径(m);

为冲击活塞行程(m);

为蓄能器开始充液压力(MPa);

为蓄能器开始充液压力时气体体积(m3);

为蓄能器最高充液压力时气体体积(m3);

为蓄能器有效工作容积(m3);

为冲击器流量(L/min).

3 冲击式预剥离液压特性仿真分析 通过仿真建模,得到冲击蓄能器油压与活塞行程关系曲线(图4a)、冲击活塞速度与活塞行程关系曲线(图4b)、以及活塞冲击功与活塞行程关系曲线(图4c). 图4 冲击蓄能器油压(a)、冲击活塞速度(b)和活塞冲击功(c)与活塞行程的关系曲线 Fig.4 Relationship curve of oil pressure (a), piston speed (b), and piston work (c) with piston stroke of impact accumulator 由图4可知,随着冲击活塞的剥离运动,蓄能器的油压不断降低,当刀具接触锌片边缘时,油压值降至安全范围内,不至于压弯阴极板导电棒;

活塞速度不断增大,直到接触锌片前达到一个足以剥离锌片的速度;

冲击功也不断增大,为瞬间动态铲切锌片提供足够的动力.

4 结论 1)大极板自动剥锌机预剥离设备采用冲击式液压系统,将蓄能器储存的液压能作为动力源,提供了足够的动态铲切力便于预剥离锌片. 2)对冲击式预剥离的液压特性进行了力学计算分析,得到冲击活塞速度公式、蓄能器油压公式和冲击器流量公式. 3)对冲击式液压系统进行了仿真分析,仿真结果表明,蓄能器油压随冲击行程的增大而降低,当刀具接触锌片边缘时,最优的剥离油压为5.26 MPa;

瞬间的冲击速度可达到8.6 m/s;

冲击功为410 J. 参考文献 [1] 王繁滨. 锌和剥锌机[J]. 金属世界,1996(4):13. [2] 赵继平,郭鑫,姜勇,等. 电沉积金属预剥离装置:201520265271X[P]. 2015-10-07. [3] 李恒通,郭鑫,姜勇,等. 电沉积金属的剥离系统:201520266366.3[P]. 2015-10-07. [4] 伍文丙. 锌电积大极板和自动化剥锌的应用实践[J]. 中国有色冶金,2013,42(6):32-34. [5] 石峰,冯孝华,顾洪枢,等. 阴极板锌片冲击式预开口装置:CN