四柱液压机液压系统的设计文献综述

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械过载的情况。

9）液压机基本的动作方式有三种：单动、双动、三动。但其拉伸过程中只有单一的直线驱动力，是加工系统有较长的使用寿命和较高的工件成品率。 除了以上优点外液压机还有一些缺点，比如：

1）液压机采用液压油为工作介质，因而对液压元件的精度要求和密封条件要求较高。另外，不可避免的泄露会带来环境的污染。

2）液压机的工作速度较其他设备低。由于液体流动时会产生较大的阻力损失，当液压机高速运动时，这种损失就更为明显。所以液压机的最高工作速度受到限制。

由于液压机具有以上特点，因此得到了广泛的应用。除了大型的锻件的锻造、拉伸、剪切、挤压等工序外，还应用于塑料压型、层压板、粉末冶金、废金属处理、棉花打包等工序。

用途

该液压机适用于可塑性材料的压制工艺。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（热）挤压金属成型、薄板拉伸以及横压、弯压、翻透、校正等工艺。四柱液压机具有独立的动力机构和电器系统，采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种操作方式。 1.3液压机系统设计

四柱式万能液压机适用于各种可塑性材料的压制 , 如冲压,弯曲,翻边,薄板拉伸等.其工作过程如下 : 上液压缸驱动上滑块 , 实现 \快速下行 → 慢速加压 → 保压延时 → 释压换向 → 快速返回 → 原位停止 \的动作 循环 ; 下液压缸驱动下滑块 , 实现 \向上顶出 → 停留 → 向下退回 → 原位停止 \的动作循环 .

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制定系统方案

( 1 ) 执行机构的确定 .四柱式液压机动作机构 分为上液压缸和下液压缸即顶出缸两部分 , 均为直线 往复运动 , 所以采用单活塞杆双作用液压缸直接驱 动. ( 2 ) 液压缸的动作回路 .上液压缸要实现快速 下降 ,慢速下行 ,保压延时 ,释压换向 ,快速返回 , 原位停止的动作 ; 下液压缸要实现向上顶出 ,停留 , 向下退回 ,原位停止的动作 .其运动方向由电液换向 阀直接控制 , 快速运动时需要有较大流量供给 .慢速 运动时只需要小流量供给即可 . ( 3 ) 上液压缸的动作回路 .在上液压缸快速返 回时 , 为了使液压机动作平稳 , 不会在换向时产生冲 击和噪声 , 采用释压阀对液压缸上腔进行释压 . ( 4 ) 安全措施 .为了保证对上缸和下缸进行过 载保护 , 特分别加了安全阀 . ( 5 ) 液压源的选择 .该系统采用泵作为液压源 . 液压系统的合成

拟定液压机械压系统的原理图

1— 下液压缸 2 — 下缸换向阀 3 — 先导阀 4 — 溢流阀 5— 上液压缸 6 — 副油箱 7 — 上缸换向阀 8 — 压力继电器 9 — 释压阀 10 — 顺序阀 11 — 溢流阀 12 — 减压阀 13 — 下缸溢流阀 14 — 下缸安全阀 15 — 上滑块 16 — 行程开关 17 — 远程调压阀 18 — 油泵 液压系统的工作原理

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液压机上滑块的工作情况介绍如下 : ( 1 ) 快速下行 .电磁铁 1YA 通电 , 先导阀 3 和 上缸换向阀 7 左位接入系统 , 液压单向阀 I2 被打开 . 上滑块在自重作用下迅速下降 .由于液压泵的流 量较小 , 这时液压机顶部储油箱 6 中的油液经液控单 向阀 I1 也流入上液压缸 5 上腔内 . ( 2 ) 慢速加压 .在上滑块接触工件时开始 , 此 时上液压缸 5 上腔压力升高 , 液控单向阀 I1 自动关 闭 , 变量泵供油 , 实现慢速加压 , 油液流动情况与快 速下行时相同 . ( 3 ) 保压延时 .当上液压缸 5 上腔油压达到调 定值时 , 压力继电器 8 动作 , 一方面使电磁铁 1YA 断电 , 另一方面使时间继电器 (图中未画出 ) 动作 , 实现保压延时 .保压时除了液压泵在较低压力下卸荷 外 , 系统中没有油液流动 . ( 4 ) 快速返回 .保压结束 , 时间继电器 动作 , 电磁铁 2YA 通电 , 先导阀 3 右位接入系统 , 释压阀 9 使上缸换向阀 7 也从右位接入系统 , 此时快速返回开 始 .这时 , 液控单向阀 I1 被打开 .当储油箱 6 内液 面超过预定位置时 , 多余油液由溢流管流回主油箱 (图中未画出 ) . ( 5 ) 原位停止 .当上滑块上升至挡块 15 撞着行 程开关 16 时 , 电磁铁 2YA 断电 , 先导阀 3 和上缸换 向阀 7 都处于中位时 , 原位停止阶段开始 .这时上滑 块停止不动 , 液压泵在低压力下卸荷 , 系统中的油液 流动情况与保压延时相同 . 在这里应注意的是释压阀 9 的作用和其工作原 理 .释压阀 9 是为了防止保压状态向快速返回状态转 变过快 , 在系统中引起压力冲击并使上滑块动作不平 稳而设置的 , 它的主要功用是使液压缸上腔释压后 , 压力油才能通入该缸下腔。 液压技术

2．1液压机技术的发展现状

液压机的液压系统和整机机构等方面发展已经相当成熟，国内外机型无较大差距，主要差别在于加工工艺和安装方面。良好的工艺使机器在过滤、冷却及防止冲击振动等方面有明显的改善[2]。

1）路设计方面，国内外都趋向于集成化、封闭式设计，插装阀、叠加阀和复合化元件及系统在液压系统中得到了广泛的应用。国外已广泛采用封闭式循环油路设计，可有效地防止泄露和污染，更重要的是防止灰尘、空气和化学物质侵入系统，延长了机器的使用寿命。由于加工工艺等方面的原因，国内采用封闭式循环油路设计的系统还不多见。

2）在安全性方面，国外某些采用微处理器控制的高性能液压机利用软件实现故障的检测和维修，产品可实现负载检测、自动模具保护和错误诊断等功能。 3）液压机的发展最主要体现在控制系统方面。微电子技术飞速发展，为改进液压机的性能，提高稳定性、加工效率等方面提供了前提条件。相比之下，国内机型虽然品种齐全，但技术含量相比较低，缺乏高档机型，这与机电液一体化和中小批量肉刑发展趋势不相适应。

当前，国内外液压机产品中控制系统分为以下三种类型：

1）以继电器为主控制元件的传统型控制系统。其电路结构简单，技术要求不高，成本较低，相应控制功能简单，适应性不强。主要用于单机工作，加工产品精度

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不高的大批量生产，也可组成简单的生产线。现在国内许多液压机厂还以该机型为主，国外众多厂家只是保留了对该机型的生产能力，而主要面向技术含量更高的机型组织生产。

2）采用可编程控制器（PLC）的控制系统。该系统是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通讯技术溶为一体的新型工业自动控制装置。目前，该机型广泛应用于各种生产机械和自动化生产过程中，早期的可编程控制器只能进行简单的逻辑控制，随着技术的不断发展，一些厂家采用微电子处理器作为可编程控制器的中央处理单元（CPU），不仅可以进行逻辑控制，还可以对模拟量进行控制，扩大了控制器的功能。可编程控制器有较高的稳定性和灵活性，但还是介于继电器控制和工业控制之间的一种控制方式，与工业控制机相比还有很大差距。当前，国内有部分厂家采用该控制系统，如天津锻压机械厂有60%的产品采用PLC控制来提高可靠性和控制性。国外的厂家如丹麦的STENHQJ公司采用STEMENS的可编程控制器，实现对压力和位移的控制。

3）应用高级微处理机（或工业控制计算机）的高性能控制系统。该控制方式是在计算机控制技术成熟发展的基础上采用的一种高科技含量的控制方式，以工业控制机或单片/单板机作为住控制单元，通过外围数字接口器件（如A/D或D/A板等）或直接应用数字阀实现对液压系统的控制，同时利用各种传感器组成闭环回路式的控制系统，达到精确控制的目的。这种控制方式的主要特点为：具有友好的人机交互性；可顺利实现对工件参数（如压力、速度、行程）的单独调整，能进行复杂工件、不对称工件的加工；预存工作模式，缩短调整时间，，与柔性加工要求相适应；可通过软件来消除高速下的换向冲击，以降低噪声，提高系统的稳定性；在安全方面可利用软件进行故障诊断，并自动修复故障和显示错误。 现在，国外众多液压机生产厂家都生产这种高性能的工业控制机控制方式的液压机产品，如美国的MULTIPRESS；丹麦的STENHQJ和加拿大的BROWN BOGGS等公司，而国内少有该类产品。

2.2液压机技术发展趋势

目前，随着科技发展的日新月异，液压机的技术含量也在日益增高，其主要发展趋势可分为如下几点：

1）高速化、高效化、低能耗，提高液压机的工作效率，降低生产成本。 2）机电掖一体化，充分利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。

3）自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压机的自动化和智能化提供了充分的条件，自动化不仅仅体现在加工方面，应能够实现对系统的自动诊断和调

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