一种无级可调恒压控制液压系统及其应用.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 0 1 0 0 5 0 0 3 9 0 2 一 种 无 级 可调 恒 压 控 制液 压 系统及 其应 用 夏 卫 明 。骆 桂 林 ，王 义 平 。嵇 宽 斌 扬力集 团江 苏 国力锻压 机床 有 限公 司 ， 江 苏 扬州 2 2 5 0 0 9 摘要 介 绍 了一种无 级可调 恒压 控制 液压 系统 ， 其 主要特 征在 于采 用 一只 比例 压力 阀 同时控 制一 只减 压 阀和 一 只插 装 阀 ， 配 以蓄 能器 实现 恒压控 制 。并结 合工 程实 践 ， 介 绍 了该 系统在某 型汽 车覆 盖件 成形液压 机 上 的 应 用 。 ． 关键词 流 体传 动 与控制 ； 无级 恒压控 制 ； 液压 系统 ； 应用 ； 压力机 中 图 分 类 号 T H1 3 7 ． 7 文 献 标 识 码 B 1 引 言 液 压机上 采用 复合 模具成 形加 工 时 ，前一 工步 结 束后下 一工 步需 继续进 行 ，为保 证前 一工 步 已经 形成 的成 形效 果和 完成 下一工 步 的工作 ，需 要采 用 气 垫来维 持一 定 的压 力 ，即向气垫 所对 应 的气压 缸 或储 气罐 中通 人压力 相对 恒定 的压 缩空 气 ，即可 维 持气 垫 的压力 相对恒 定 。 由于 气体 的可 压缩 性 比较 大 ， 不 能提 供相 对 稳定 的压 制力 ， 因此 ， 该方 式 会 导 致工 件加 工 的稳 定性 不足 ， 工件 成形 质量 相对 较差 。 采用 液压 系统 可克服 上述 不足 ，由于液压 系统 压 力 可调 ， 用户 可 以根 据 自己的工艺需 要 ， 设 置 合适 的恒 定 压 制 力 。 2无 级 可 调 恒 压 控 制 油 路 系 统 原 理 图 1为 无 级 可 调 恒 压 控 制 油 路 系 统 原 理 图 ， 该 系 统使 液 压 执 行 机 构 液 压 缸 液 压 马 达 上 能 产 生 恒 定 的 压 力 转 矩 ， 以 加 工 出 质 量 稳 定 的 5 1 2 件 。 无 级 可 调 恒 压 控 制 油路 是 这 样 设 置 的 ， 液 压 B P 图 l 无级 可调恒压控制油路系统原理图 1 ． 液压垫 缸2 ． 单 向阀3 ． 减压 阀4 ． 液 压 油泵5 ． 安全阀6 ． 溢流 阀7 ． 比例调压 阀 8 插 装阀9 ． 蓄能器T 一 油箱B P 一 压力表 基金项 目 江苏省科技计划项 目 工 业部分 B E 2 0 H D 7 O 6 1 收稿 日期 2 0 1 0 0 6 1 9 作者简介 夏卫明 1 9 8 1 一 ， 男， 硕士， 从事机械结构强度计算及液压 机设计 油 泵 4的 出 口与 减 压 阀 3进 口相 连 ，减 压 阀 的 出 口 连 接单 向阀 2的进 口 ， 单 向 阀的 出 口连接 液压 缸 1 ， 减 压 阀的控 制油 口连接 比例 调压 阀 7的进 口，比例 调 压 阀的 出 口接 通 油箱 T， 比例 调压 阀的进 口还 连 接 有插装 阀 8的控 制油 口，所述插 装 阀 的进 口与液 压 垫 缸 连 接 ， 插 装 阀 的 进 口还 连 接 有 蓄 能 器 9， 插 装 阀的 出 口连接 油箱 。 系统 压力 由比例调压 阀设 定 ，其 调 压设定 值 可 通过 触摸 屏或 其他 的 电器 可控 制 系统实 时输 入 与监 控 ， 避免 了传统 的需 人工 手柄 调压 、 误 差 大等缺 点 。 系统 采 用 比例 压 力 阀控 制 减压 阀的 出 口压 力 ， 同时控 制插 装 阀的启 阀压力 ，使 得液 压油 泵 向液压 缸和 蓄 能器 中供 油 时 ，减压 阀的 出 口压 力恒 定 ， 同 时 ， 保持 插装 阀处 于关 断状 态 。单 向阀关 闭 ， 由蓄能 器 给液 压缸 提供压 力 ， 液压 缸运 动时 ， 液压 缸在 适 当 范 围内提供 基本恒 定 的压力 补偿 。 当液压 垫缸 内压 力 低于 比例 调压 阀设定 值时 ， 通过 减压 阀 向其供 油 ； 当液压垫 缸 内压力 过高 时 ，插 装 阀开启 ，向油箱 回 油 ； 当液压 垫 缸 内压 力 达 到设定 值 时 ， 插 装 阀关 闭 。 与现 有技 术相 比，系统可 提供 比气 控系 统更 加恒定 的压 力 ， 保 证 了加工 出 的工 件 的质量 稳定 。 装 置可保 证液 压缸 内的工 作压 力无 级可调 ，调整后 可 提供恒 定 的工 作 压力 。系统使 用 可靠 ，液压 油泵 可 间歇运 行 ， 能 耗低 。系统 适合 在液 压机 上使用 ， 可 保证 的 压 边 力 或 顶 出 力 。 当液压油 泵 的 出 口压力 过高或 单 向 阀阀芯 时 ， 为保 护减 压 阀和 比例 调压 阀 ， 可在所 述减 压 口和单 向 阀进 口之 间旁通 连 接安全 阀。安全 阀 油箱 回油 ， 以保 护减 压 阀和 比例调 压 阀 ， 避免 其 压力 调 整元件 过度 变形 ， 导致 损坏 。 由于管路 节流 的作用 ，插 装 阀的控 制油 口 可 能不能 及时流 走 ， 影 响插 装 阀的响应 速度 ， 可将 所 述插装 阀控 制油 口连接 溢流 阀 的进 口 ，溢流 阀出 口 与插 装 阀的 出 口相连 。 由于插装 阀 的出 口直 通油 箱 ， 溢流 阀靠 近插装 阀设置 ， 当液 压垫 缸 内压 力 过大 ， 导 致插装 阀开 启 ，此时溢 流 阀能及 时将插 装 阀 的控 制 油 口的油 向油箱 回油 。 从 而提 高插 装 阀的响应 速度 。 3应 用 图 2是我 公 司开发研 制 的某种 型号 的汽 车覆 盖 件成形 框架 式双 动薄板拉 伸液 压机 ，与一 般 形式 的 液压机 的不 同之处 在于 ，该液 压机 的滑块 为 压边 滑 块 l 0 外滑 块 和拉 深 滑 块 5 内滑块 的组 合结 构 ， 可 以通 过合 并装 置液压缸 9实现压 边滑块 与 拉深 滑 块 的连锁 ，压 边滑 块和 拉深 滑块 分 别通 过压 边 缸 2 和拉 深主缸 3驱 动 。拉 深滑块 内安 装有 上液压 垫 8 ， 通过 四个上液 压垫 缸 7驱动上 液压 垫在垂 直 方 向上 的 运 动 。 图 中所示 为一 种复合 结构 模具 单工位 多 工步 金 属板料 成形 过程 ， 模 具 的上模 为复 合结构 ， 凸模 内安 装 有 冲头 l 4，整个 成形 工 艺大 体 可 以分为 四步 ， 即 a 滑块 下 行压 边 ； b 拉 深 成 形 ； c 冲孔 ； d 滑块 回程 ， 液 压垫顶 出。其 中在拉深 成形 时 ， 需 要 维持恒 定 的成形 压制力 。这 里机 床巧妙 的运 用 了上液 压垫 技 术 ， 上 液压垫 缸采 用 了柱塞缸 结构 ， 因而 在工 作 中 始 终保 持顶 出状 态 ，上液 压垫力 通过 顶 出杆传 递 给 凸模 ，压制力 由图 1所示 的无级 可调 恒压 控制 系统 提供 ， 保证 了在 整个拉 深行 程 中产 生恒 定 的拉深 力 ， 从 而保证 了工件 成形 质量 的稳定 性 。 当拉 深结束 后 ， 拉深 滑块 继续下 行 ， 上 液压 垫被 迫退 回 ， 冲头对 工件 进行 冲孔 ， 冲孔 结束 后 ， 滑 块 回程 到初始 状 态 ， 下 液 压 垫 顶 出 工 件 。 4结 论 这 里 介绍 了一 种无 级 可调 恒 压控 制 液 压 系统 ， 系统 结 构简 单 ， 调压 方 便可 靠 ， 具 有 低压 自动 补压 ， 1 2 3 4 c 冲孔 d 滑块 回程 ， 液压垫顶出 图2 一种复合模具成形工艺示意图 1 ． 拉深主缸2 ．压边缸3 ． 拉杆4 ． 上横梁5 垃 深滑块6 ． 立柱 7 ． 上液压垫 缸8 ． 上液压垫9 ． 压边滑块 l O ． 合并装置 l 1 ． 上 台板l 2 ． 上模I 3 ．上顶 出杆l 4 ． 冲头l 5 ． 下模具1 6 ． 移动工 作台 l 7 ． 下顶 出杆1 8 ． 移动工作 台提升夹 紧缸1 9 ． 下液压垫 2 0 ． 下横梁2 1 ． 下液压垫缸2 2 ．板料 高 压 自动 释压 的功能 。 系统 给 出的恒压 波动性 小 ， 保 证 了工件成 形 质量 的稳定性 。 配合 压力 检测 、 显 示屏 等 装置 ， 可 以实 时监 控系统 的运 行状态 。 【 参 考文献 】 [ 1 ] 雷天觉新 编液压工程手册[ M 】 ． 北京理工大学 出版社 ， 1 9 9 8 1 2 ． [ 2 】 黄人豪． 二通插装阀控制技术 [ M】 ． 上海，上海实用技术中心， 1 9 8 6 ． [ 3 】 孟丽娟， 杨蘸 快速锻造液压机的液压系统设计[ J 】 ． 锻压装备与制 造技术 ， 2 0 0 9 ， 4 4 1 1 1 - 1 2 ． A Ty pe o f Po l a r Tr a n s f o r ma t i o na l Co n s t a nt Pr e s s ur e Co nt r o l Hy dr a ul i c o n t r o l s a p l i c a t i o n Pr es s