注:本文由佛山兴迪整理自《中国设备工程》年第5期下,作者刘凯。
本文主要讲述一种新型液压设备,该液压机设备的液压缸分为主动液压缸和联动液压缸,每个联动液压缸对应的第一分支管道上装有第五阀,每一个联动液压缸对应的第二分支管道上配置第六阀;第七阀的进口端与液压油地连接,第八阀的出口端与液压油池链接,第八阀的出口端分别与每个联动液压缸的有杆腔连接。新型的液压机设备提高了活塞的空载下行和空载回程时的移动速度,从而提升了工作效率,此外在滑块工作时,油泵向全部液压缸提供油,确保了活塞杆的吨位,使设备能够顺畅地运行。
1、液压机工作原理
如今液压机的使用十分普遍,不仅可以用于冲压、拉伸、弯曲、对准等金属板材构成,还可以运用于锻造、粉末冶金等金属材料,管、线、型板的相互撞击,再加上多元化的非金属材料塑料、抗火砖及炭极等的压制技术手段,还是模具制作、零件冲压不可或缺的装备。伴随金属压制产品的需求量日益增多,对制品类型多元化的需求与日俱增,制品的生产批量也在慢慢缩减,液压机是与多种类型、中小批量生产相契合的适宜的压力成形装置。
液压机作为锻压、挤压、拉直等压力加工技术中普遍运用的机械装置,其种类繁多。液压机运转的常见活动为:主缸滑块迅速下行、减速加压、保压、释压、迅速回程以及随时停止等。这种液压机制是凭借压力调控作为主要手段的机制,具备系统压力高、流量多、功率高涨等特性。
图1为传统液压机的工作原理图,其工作过程是:启动冲压时3、4关闭,1、2#打开,9#泵开启,液压泵直接往3个油缸的无杆腔注油,有杆腔的液压油顺管道流回油池,活塞带动滑块下行。完成冲压以后,1、2#关闭,3、4#打开液压泵转向3个油缸的有杆腔注油,无杆腔的液压油顺管道流回油池,活塞带动滑块上行。
图2为新型液压件的工作原理图,中间的油缸为主动油缸,左右两个为联动油缸,启动冲压时,打开1、7、6、2,关闭5、8、3、4,此时9#泵通过1只往中间主动油缸的无杆腔注油,联动油缸的无杆腔形成负压通过7#往油池吸油,因为油泵只集中往一个腔注油,没有被分流,这样活塞下行的速度基本上提高到原理的3倍。当滑块下行到接近工件的时候,通过位移尺检测装置发出信号,开启联动油缸无杆腔上的5#,同时关闭7#,9#泵同时向3个油缸的无杆腔注油,恢复2个联动缸活塞的受压面积,保证了整个滑块的冲压吨位。滑块完成冲压以后需要活塞上行,打开5、8、3、4关闭1、7、6、2,这时9#泵通过3#只往中间主动油缸的有杆腔注油,左右联动油缸有杆腔形成负压通过8#向油池吸油,因为油泵没被分流,同样活塞上行速度也提高了3倍。
2、液压机发展主要趋势
过去液压机因为速率较小以及生产效率不高等原因,阻碍了它的进步和普及使用。伴随生产工艺的逐步进步,提升液压机的生产效率已经渐渐地,上升成为液压机发展的关键课题。而现在这一问题已经经过下面几条主要路径得到妥善解决。
(1)通过优化液压机制的内外部设计、使用快速缸或者快速转换阀以加快液压机的运行速率,尤其是空程还有回程的速率,以实现缩减运行周期的目的,最终才有可能增加运转的总频次。
(2)还可以提升液压机的自动化系数,多加是使用上、下料设备,完成单机的自动化;还要运转多工位的液压机,以达到在1台液压机上完成多项工序的加工任务,由此这不仅能够缩减许多不必要地辅助时长,同时还能够缩减用工的数量、占地面积和简化生产的组织结构等等,最终得以大大地提升生产效率。
(3)减短辅助操作所需要花费的时长,以提升液压机的启动效率。在新型液压机中配备迅速切换模机制以及迅速加紧机制。
3、新型液压机提速改造优化设计
3.1增加滑块的快降速率
经过增加滑块的快降速率来减短液压机的运转循环周期,是缩减液压机的工作时长、提升液压机制品工作效率和水平的关键方式之一。在项目生产实际或装置改造的期间,经常都要面临滑块快降速率较小,因而不能达到指定标准的不利情形。目前已经有许多的专家学者、前线工程师开始对提升液压机滑块快降速率展开了精密严谨地探讨,例如对常规四柱式液压机予以针对性的技术改良,利用具有特色的快速缸来取得相当快速的下降效果及回程速度,也有一些专家学者通过解析进口短周期贴面装置液压机下滑出现故障的影响因素,利用扩大液压单向阀流量的手法确保了液压机的快降速率。
当滑块快降的时候,主油缸上腔会构成负压,充液箱里的油液顶开充液阀然后再补给至主油缸的上腔。影响滑块快降速率的元素主要可以归结为以下几种:
(1)主油缸下腔排油所受的阻力。管、阀门会因为调控流量而导致液压油回油速率降低,进而使得液压油对滑块引发出下降阻力,而液压油引发的下降阻力会大大地消解部分滑块重力进而造成滑块不能迅速地下降。
(2)滑块的白重不足滑块白重作为滑块快降的动力之一。因为油缸活塞杆、上模等都位于滑块之上,为易于解释问题,把它当作滑块的一个组成部分,即滑块的自重包括了以上和滑块相搭载零件的重量。
(3)摩擦产生的阻碍力量。因为滑块和导轨间的摩擦力对滑块速率影响小,所以有时可以忽略。
3.2液压机滑块快降提速方法及其使用范畴(表1)
3.3设计流程
液压机承受的负荷较大,工作强度大,为了能够保证液压机不会因为重载而降低运行的速率,当液压机返回负载小,工作强度小,输出功率不高于液压油泵时,流量大速率则大,流量小速率则小。
要液压机提升速度就要不断地增加流量,提升流量之后要维持压力不变就需要替换电机,若电机设计足够大就无需替换。在液压系统运行的过程中,倘若有节流设备就最好调节至最大的流量值,倘若没有受到液压机节流设备的影响就需要及时替换泵组,要按照工作需求择选适宜的液压泵,液压机的工作油缸速度通常很慢,相关工作人员如若要提升液压机的速率务必要先仔细严格地进行综合计算。
通常液压机的运行都相当平稳,作为一种通用的无削成型的加工装置,通过结构和适应性高频率地运行,可以进行平稳可持续性地运转,利用液体压力传送电力,以暂停各种压力加工。通常情况下,液压机的工作特征表现在动力传动是柔性传动,不同机械加工装置其动力传动系统比较混乱。
但该驱动原理可防止机器过载的问题,而且液压机在拉伸期间,仅需要单一的直线驱动力,没有成角的驱动力,因此加工系统使用期限长、工件成品率高。
图3左为一个冲程的滑块行程与时间关系图,A为滑块下行前的上止点、B为接触工件点、C为完成冲压的下止点、D为脱离工件点、E为滑块上行回程的上止点。图3为未做改造前的关系图,图3右为改造以后的关系图,因为A2到B2和D2到E2的时间缩短了,所以A2到E2(一个冲程的时间)也可缩短,因此其效率也得到显著提高。
综上所述,液压机滑块快降是提升液压机整体工作效率以及提速改造的重要手段之一,利用加大滑块的快降速率及回程速率的大小来逐步减少液压机的工作循环周期时长,有力地契合了当前生产线上快节奏工作的要求,提升工作效率。经过多年的实践经验表明,经过使用独具特色的快速缸取得较快的快降速度及回程速度,符合当前液压机使用者对于“改动少、改造快、投入小”的项目需求。