主頁 > 技術文章 > 液壓設備（bèi）傳統（tǒng）改（gǎi）造技術研究 2024-10-07

液壓（yā）設備傳統（tǒng）改造技術研究

摘要：對（duì）液壓成形設備（bèi）進行改造，為解決傳統液壓係統中液（yè）壓油對液壓係（xì）統的衝擊和振動問題提供依據。目的在於優化係統的設計，提高機器的整體性能。
　　　液（yè）壓成（chéng）形的實用（yòng）化與迅速發展，很大程度上取決於專用設（shè）備的開發與（yǔ）普及。美（měi）國、日本及一些歐洲國家都已開發出了專業的液壓（yā）成形設備（bèi）。國際上能夠提供成套技術與設（shè）備的製造商多數集中在歐洲。其中，以德國舒勒（lè）公司、SPS公司和瑞典AP＆T公司為主要代表。此外，還有日本的川崎油工，美國的（de）ITC、Hydro DynamicsTechnology，德國的Grabener Maschinentechnik、S.DUNKES，加（jiā）拿大的ValiantMachine＆Tool等（děng）公司。哈爾濱工業大學是（shì）國內最早開展液壓成形技術研究和設備研製的單位（wèi），燕山大學（xué）、上海交通大學等高校也相繼開展了此技術的研（yán）究（jiū）。本文所改（gǎi）造的液壓機為合肥鍛壓機床總廠（chǎng）的YH28-100/180-SM雙動薄板拉伸液壓機，它主要用於不（bú）鏽鋼及其它各種金屬薄板的拉深成形，具有結構緊湊、速度快、效率高等特點（diǎn），有較先進的液壓和控製係統，操作（zuò）方便，功能齊全。該機（jī）有獨立的動力機構和電氣係統，並（bìng）采用按鈕集中控製，可實現（xiàn）調整、半自動、自動三種工（gōng）作方式（shì），液壓係（xì）統采用二通插（chā）裝閥，結構（gòu）緊湊，安裝維修方便，動作靈敏可靠，傳動效率高，密封性能好。
　　該機拉伸油（yóu）缸采用快速缸，速度可達280mm/s，拉伸力可達1000KN，壓邊力可達800KN，速度和壓力都（dōu）可在規定範圍內調節，用戶可根據需（xū）要把拉伸速度和壓邊力選（xuǎn）擇到最佳工作狀態（tài），可拉深出（chū）質量較高的不鏽鋼等各種製（zhì）品，是薄板拉深（shēn）的理想設備。液壓室供油係統要求滿足（zú）液（yè）壓成形（xíng）的工藝要求，同時（shí）係統不會（huì）過（guò）於複雜。現設計其（qí）液壓原理如圖1所示。其動作說明如下：電機啟動，泵來（lái）油經換向閥中（zhōng）位流回油箱，泵卸荷。當（dāng）1DT通電（diàn）時，油（yóu）經過換向閥、單向閥（fá）進入注油板將板料壓入凹模而成形。在成形的末期，1DT斷電，2DT通電，油經過增（zēng）壓缸進入注油板，在超高壓的作用下（xià），板料進一步緊貼凹（āo）模而成形其小圓（yuán）角。該液（yè）壓係統中的關鍵是變頻器5與增壓缸10.在液壓成形中，根據工藝的需要，液壓係統提供給（gěi）液（yè）壓室的工作流量和工作壓力應該是不斷變化（huà）的，因此液壓（yā）係統所（suǒ）消耗（hào）的功（gōng）率也應該（gāi）是隨著工作流量（liàng）和工作壓力（lì）的變化而不斷變化的。
　　液（yè）壓泵是液壓係統的動力源（yuán），液壓機中的液壓泵大多（duō）是定量泵，拉深工序中不同動作所需的液壓油工作流量和（hé）壓力是通過一係列閥（fá）門及相關回路來調節的。由於泵的（de）流（liú）量一定，也就意味著在工作周期的各個階段其流量均為最大工作流量，在不需最大（dà）工作流量的工序上，多餘的壓力油（yóu）經溢流閥回路流回油箱（xiāng），而驅動液壓（yā）泵的電機始終保持著維持最大工作流量時的轉速，因此電機所消耗的功率也始（shǐ）終維持在工（gōng）作周期中的最大功率上（shàng），造成了大量的電能浪費。
　　在液壓回路上加裝變頻器回路，根據工作周期中所需的壓（yā）力的變化，利用變（biàn）頻器的變頻功能改變（biàn）驅動電機的（de）電源頻率，使周期中（zhōng）的每一個確定的液壓工作（zuò）流量（liàng）都對應不同（tóng）的電機轉數（頻率），使電機的轉數根（gēn）據工作要（yào）求的變化而實（shí）時變化，從而可（kě）達到對液壓係統（tǒng）的工作流量和工作壓（yā）力進行實時控製和節約電能的目的。增壓缸是在成形（xíng）的最後階段（duàn）為（wéi）成形工件的小（xiǎo）圓角而為液壓室提供高壓的一種（zhǒng）措施（shī）。由於所需壓強較高，一般的液壓元件難以滿足，若整個係統采用超高（gāo）壓泵和耐高壓（yā）液壓元（yuán）件，勢必會增加製造成本，所以（yǐ）采（cǎi）用了增壓（yā）缸來滿足成形後期（qī）所需的（de）高壓。
由於在加工前後注油板需要升降，所以（yǐ）我們（men）的成（chéng）形（xíng）力液壓（yā）係統采用了軟管與注油板相（xiàng）連接。
在液壓成形過程中，由於需（xū）要很高的液壓，因此，本文采用組（zǔ）合密（mì）封（fēng）的（de）形式。組合密封通常由一個（gè）聚（jù）四氟（fú）乙烯（xī）製造的主密封環和一（yī）個輔助彈性密（mì）封元（yuán）件組成，屬（shǔ）接（jiē）觸型自緊式密（mì）封（fēng）。彈性密封元件一般采用O形圈，安裝時，主密封環和彈性體密封環放置於同一溝槽中，並給彈（dàn）性（xìng）密封環一定的壓縮量。由於彈性密封環受壓縮產生的初始應力作用在聚四氟乙烯環上，既（jì）阻（zǔ）止了低壓（yā）流體可能通過，同時通過主密封（fēng）環把接觸力傳遞到主（zhǔ）密封（fēng）環與（yǔ）金屬接觸表麵之間的通道，起到初始密封的作用。當密封壓力增加時，流體壓（yā）力把（bǎ）O形密封環推向低壓側，與槽壁（bì）緊密接觸。在高壓流體作用下，O形圈發生變形，並擠壓四氟（fú）乙烯（xī）主密（mì）封環，使主密（mì）封環與金屬表麵的接觸應力增加。流體的壓力越高，擠壓（yā）應力也就越大（dà），以此達到自緊式（shì）密封的作（zuò）用。密封組合大多用於液壓（yā）缸密封。但液壓成形所（suǒ）需密封形式不同於液壓缸密封，因此在用於液壓成形的密封時，其安裝形式需要改變（biàn），但其密封原理仍然不變。本文采用聚四氟（fú）乙烯環與O形圈組合，此種密封結構又稱（chēng）斯特封，耐（nài）壓程度達60MPa.至此，對傳統液壓成形設備改造完畢。在液壓成（chéng）型過程中，液壓係（xì）統的壓力設定、控製和密（mì）封對於板料成形的影（yǐng）響較大，而且各參數之間有很多組合，加上液（yè）壓係統在成形瞬間對模具的衝擊，振動等對板料的成形也有很（hěn）大（dà）的影響，因此對一（yī）種（zhǒng）零件的板料（liào）成形，其各（gè）參數的確（què）定（dìng）都比較困難。目前為得到一種具體零件的液壓成形過程中液壓係（xì）統各參數的（de）設定都采（cǎi）用反複試驗（yàn）的辦法，既繁瑣又不經濟。利（lì）用該係統的動態特（tè）性進行動態仿真，分析一（yī）些（xiē）主要的參數對板料成形性（xìng）能的影響，可以在（zài）模擬之（zhī）中（zhōng）得到液壓係統各參數變化對成形工藝的（de）影響，並獲得所需參數。對液壓係統的仿真可以使設計人員在設計階段預測機器的性能，避（bì）免（miǎn）因重複試驗及加工所（suǒ）帶來的昂貴費用（yòng），可以優化係統的設計，提（tí）高機器的整（zhěng）體性能（néng）。為解決傳統液壓係（xì）統中液壓油對液壓係統的衝擊和振（zhèn）動問題提供依（yī）據。

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