压紧装置液压系统的设计与实现.pdf

压 紧 装 置 液 压 系 统 的 设 计 与 实 现 口张双侠 口胡斌 新疆 昌吉职业技术学院 机械工程 系新疆 昌吉8 3 1 1 O 0 摘要 针对一 台老式压紧设备 的故障 ， 提 出设计新 的液压 系统来改造旧设 备 ， 以满足设备的工作要 求。 关键词 设备设计液压 系统 中图分类号 T HI 3 7 ． 9 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 4 9 9 8 2 0 1 0 1 0 0 0 7 4 0 2 一 台老式 压 紧设备 ， 闭 合压 紧装 置 是机 械式 ， 使用 中 易 损 坏 ， 并 且 容 易 出现 压 头 闭 合 不 到 位 、 压 紧 力 不 够 等 问 题 。 通 过 实 际 观 察 和 测 量 ， 该 设 备 压 型 为 一 曲 面 装 置 ， 操 作 位 置 紧 凑 ， 要 求 的 压 紧 力 大 ， 设 计 存 在 缺 陷 ， 使 用 机 械 装 置 不 能 达 到 要 求 。 为 此 进 行 改 造 ， 采 用 液 压 装 置 来 满 足 使 用 要 求 。 1 主要参数的确定 1 ． 1 工 作 液 压 缸 对 工 件 施 压 主 要 参 数 通 过 机 械 结 构 压 力 分 布 计 算 ，设 备 改 造 部 位 的 压 力 为 5 4～7 5 t ， 位 置 宽 度 为 2 5 0 mm， 根 据 活 动 位 置 确 定 液 压 缸 的 外 径 小 于 2 5 0 mm，考 虑 到 活 动 与 操 作 空 间 ， 两 边 各 留 2 0 mm 余 量 ， 根 据 最 大 压 力 ， 设 计 工 作 压 力 系 统 需 要 的 油 液 压 力 为P F。 ／A． 5 4～7 5 X 1 0 0 0 X 9 ． 84 ／ 3 ． 1 4 X 0 ． 1 50 ． 1 5 4 1 ． 6 MP a 式 中 ’ 1 取 7 5 t ， 单 向伸 出 油 缸 ， 活 塞 杆 长 度 2 0 0 mm， 液 压 缸 的 壁 厚 为 3 0 mm， 液 压 缸 内径 为 1 5 0 mm。 设 备 上 压 模 的 重 量 为 5 0 0 k g ，上 压 模 移 动 距 离 1 5 0 mlr l ，要 求 具 备 快 速 开 闭 ，可 以 调 节 开 闭 速 度 ， 开 闭 使 用 两 个 平 衡 油 缸 ，移 动 距 离 3 0 0 i Y l m。 1 ． 2开 闭 油 缸 控 制 工 件 的位 置 主 要 参 数 确 定 液 压 缸 为 单 向 伸 出 油 缸 ， 考 虑 到 稳 定 性 ， 活 塞 杆 长 度 定 为 5 0 0 iT l m，活 塞 杆 直 径 为 3 0 mm，液 压 缸 承 受 重 量 为 5 0 0 k g 。 根 据 最 大 压 力 ， 设 计 开 闭 系 统 需 要 的 油 液 压 力P 2 F2 ／A 2 5 0 09 ． 8 X 4 ／ 3 ． 1 4 X 3 03 0 7 MP a ， 考 虑 到 摩 擦 阻 力 的 损 失 ， 确 定 压 力 为 1 0 MP a 。由于工作 缸压 紧压力 变 动范 围较 大 ， 可 以采 用 比 例 油 缸 进 行 压 力 调 整 ，根 据 压 力 范 围值 确 定 比 例 系 数 为1 0 。 2 液压系统设计 液 压 系 统 的 工 作 原 理 调 节 变 量 泵 和 系 统 调 压 阀 ， 控 制 主 系 统 压 力 ； 调 节 减 压 阀 、 增 压 器 ， 控 制 高 压 系 统 收稿 日期 2 O l O 4 fl 2 0 1 0／1 0 压 力 ； 利 用 自动 增 压 系 统 进 行 自动 快 速 增 压 并 保 持 高 压 系 统 压 力 的 稳 定 ， 为 工 作 油 缸 提 供 可 调 的 压 力 。 系 统 变 量 泵 4提 供 l 0 MP a的 压 力 油 ，通 过 过 滤 器 5接人 系统 ， 三位 四通 电磁 换 向 阀 1 2与减 压 阀 1 3控 制 开 闭 油 缸 工 件 的 动 作 ，由 减 压 阀 1 3控 制 开 闭 油 缸 工 件 运 动 速 度 。 通 过 两 位 四 通 电磁 换 向 阀 9控 制 工 作 油 缸 的 打 开 ； 系 统 压 力 通 过 减 压 阀 1 0将 压 力 降 为 工 作 需 要 的压 力 ， 当 工 作 油 缸 伸 出 时 ， 压 力 油 通 过 两 位 四 通 电磁 换 向 阀 9、 减 压 阀 1 0、 两 位 四 通 电磁 换 向 阀 l 1 、 比例 增 压 器 1 4送 到 工 作 油 缸 进 行 工 作 。 图 1中 ， 电 磁 换 向 阀 1 DT吸 合 时 ， 液 压 泵 开 启 并 开 始 工 作 。 电磁 换 向 阀 2 DT吸 合 时 ， 打 开 工 作 油 缸 回 油 至 油 箱 ， 工 作 油 缸 快 速 下 降 。 电磁 换 向 阀 3 DT由 双 向 增 压 器 两 端 的位 置 行 程 开 关 控 制 ， 吸 合 时 ， 双 向增 压 器 左 端 油 缸 大 活 塞 出 油 口与 油 箱 连 通 ， 负 荷 降 为 0， 双 向 增 压 器 右 端 油 缸 充 压 ， 使 大 活 塞 向 左 移 动 ， 左 端 小 活 塞 移 动 ，给 工 作 油 缸 连 接 的 压 紧模 具 提 供 1 0倍 的压 力 ；当 电磁 换 向 阀 3 DT断 电 时 ，双 向 增 压 器 右 端 油 缸 大 活 塞 出 油 口 与 油 箱 连 通 ，负 荷 降 为 0，双 向 增 压 器 左 端 油 缸 充 压 ， 使 大 活 塞 向右 移 动 ， 右 端 小 活 塞 移 动 ，给 工 作 油 缸 连 接 的 压 紧 模 具 提 供 1 0倍 的 压 力 ； 通 过 行 程 开 关 的 不 断 通 断 ， 快 速 给 工 作 油 缸 连 接 的 模 具 提 供 压 力 ， 直 至 达 到 设 定 的 压 力 ，双 向 增 压 器 大 活 塞 由于 压 力 平 衡 停 止 运 动 ，2 1 2 作 油 缸 连 接 的 压 紧 模 具 处 于 保 压 状 态 。电磁 换 向阀 4 DT、 5 D T不 动作 时 ， 在单 向顺 序 阀的 作用 下 ， 推位 油缸 处 于背压 状 态 ， 停止 ；当 电磁 换 向阀 4 DT吸合 时 ， 推 位油 缸推 动 工件迅 速 到位 ； 当电磁换 向 阀 5 DT吸 合 时 ， 推 位 油 缸 推 动 工 件 离 开 位 置 ， 调 节 单 向 顺 序 阀 ， 可 以调 节工 件离 开 时 的速 度 ， 避免 过快 损坏加 2 1 2 后 的 工 件 。 图 1是 改 造 后 设 备 的 液 压 系 统 图 。 3 设备调整 设 备 改 造 过 程 中 ，液 压 系 统 设 计 采 用 自动 保 压 控 制 设 计 ， 主 油 路 变 量 泵 4可 以 调 节 油 压 稳 定 在 1 0 MP a ， 机械制造4 8 卷 第5 5 4 期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 3 2 l 1 ．冷却器 2 ．加热器 3 ．滤油器 4 ．变量泵 5 ．电动机 6 ．滤油器 7 ．单 向阀 8 ．卸荷溢 流阀 9 ．电磁换 向阀 l 0 ．比例 单向减压 阀 1 1 ．电磁换 向阀 1 2 ．电磁换 向阀 1 3 ．减 压 阀 l 4 ．比例 增压器 1 5 ．单向阀 1 6 ．工作 台 1 7 ．工作缸 1 8 ． 模具 ▲图 1改造后 的设备液压 系统 图 同 时 通 过 卸 荷 溢 流 阀 8调 整 主 系 统 压 力 恒 定 ； 比 例 单 向 减 压 阀 1 0调 节 增 压 工 作 压 力 ， 同 时 为 增 压 器 1 4提 供 输 入 压 力 ；增 压 器 1 4提 供 设 备 的 工 作 压 力 ，调 整 比 例 单 向 减 压 阀 的 压 力 为 O～1 O MP a，输 出 工 位 压 力 为 0～1 O O MP a ， 满 足 加 工 工 件 时 需 要 的 压 力 。 本 系 统 由行 程 开 关 控 制 工 件 的 工 位 ，工 件 被 推 伸 油 缸 推 到 位 后 ，行 程 开 关 触 动 ，自动 切 换 电 磁 换 向 阀 ， 使 工 件 在 模 具 的 中心 ， 同 时 工 作 油 缸 充 油 连 接 的 压 头 自动 快 速 下 降 ， 当 接 触 到 _q 2 件 并 施 加 一 定 的 压 力 1 O MP a 时 ， 油 压 开 始 增 大 ， 并 按 照 比 例 单 向减 压 阀 1 0 设 定 的 压 力 进 行 加 工 ，使 工 件 在 预 设 的 压 力 下 进 行 变 形 加 工 。设 计 中压 力 建 立 考 虑 了 系 统 阻 力 以 及 压 力 损 失 的 影 响 ， 避 免 压 力 比 例 不 平 衡 。 利 用 双 向 增 压 器 可 以 表 1 电磁 铁动作顺序表 电磁铁 电动 发讯 动作名称 备注 1 DT 2 DT 3 D T 4 D T 5 D T 机 元件 动作 顺序 1 1． 启动 1 D T通 电 ，延时 泵启 动 2 4 s 一2 泵启动 ， 3 按钮 延 时2 s 3 一 1 D T断电 开关 扳 向 “ 模具 开模具 一 开”时 5 D T通 电 ， 开 三位 开关扳 向 “ 模具 闭 停模具 转换 闭 ” 时 4 D T 通 电 。开关松 开时 缸 开关 5 D T、4 D T均 断 合模具 一 电 ，模 具运 行停 止 工 压紧 q ／ 0 一 两位 3 D T动作 由行程 开关发讯 ，自动 作 一 转换 完成 缸 开关 松 开 停止 泵停 止 按钮 注 、 一表示通断 电， 表示 动作 的先决条件 ； 0表示短时通电 ； q ／一 表示由行程 开关发讯 自动通 ／ 断电。 提 高加压 速度 ， 提 高工作 效率 。考 虑 了安全 余量 ， 对液 压 油 路 进 行 合 理 布 置 ， 能 够 达 到 降 低 成 本 、 提 高 工 作 可 靠 性 的 目的 。 参 考 文 献 【 1 ] 沈兴全 ， 吴 秀玲 ．液压传动与控制 [ M] ． 北京 国防工业 出 版社 ， 2 0 0 5 ． [ 2 】 姜继海 ．液压传动 [ M] ．哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社 ， 20 0 4． 【 3 ] 狄瑞民， 王学建 ．数控机床液压传动与气压传动 [ M】 ．北 京 国防工业 出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 4 】 胡海清 ， 陈爱 民 ．气压与液压传动控制技术 【 M] ．北京 北 京理工大学出版社 ， 2 0 0 7 ． △ 编 辑 禾 禾 国 家 科 技 重 大 专 项 专 家 组 到 华 中 数 控 调 研 评 估 前不久 ， 以科技部原副部长马颂德为组长的重大专项先 进制造板块评估专家组来到华 中数控 ，对华 中数控 2 0 0 9年 重大专项立项课 题的进展情况进行 了调研和评估 。 华 中数控董 事长陈吉 红向与会 的领 导和专家们 汇报 了 华 中数控承担的国家重大专项课题研发情况。 华 中 8型高 档数控系统研 发计划是 目前华 中数 控正在 实施的新一代高档数控系统技术平台研制项目， 其特点是开 放式 、 全数字、 总线式。公司在前期技术研发基础上， 整合研 发力量 ， 集 中优势兵力 ， 按两期工程 ， 自主研制下一代高档数 控 系统 。 华 中 8型高档数控系统 的各项主要技术指标 计划 全 面达到西 门子 8 4 0 D，并且可 以在新技术平 台的基础上实 现 在现场总线技术 、 智能化技术 、 加工工艺技 术等部分 功能和 机械制造4 8 卷 第5 5 4 期 性 能方 面实现技术原创 ， 超越 国外系统。 同时， 达到国家重大 专项 高档数控装置研制课题的各项考核指标 。 目前 ， 该研 发计划 已经开发 出满足专项要求 的原 型样机 系统， 进入全面测试阶段， 争取一个月后， 实现 7 5台高档数 控系统的小批试制。 此外 ， 华 中数控 还计划投资 5 0 0 0万元建设高档系统创 新能力平台 ， 建设一流的产学研用创新 团队 ， 加快建设一流 研发条件 、 性能测试、 应用验证 、 可靠性试验、 产业化的五个 创新平 台。与此 同时 ， 加 大与 主机厂承担的高档数控机床课 题的配套验证和示范应用。目前， 公司承担的重大专项课题 机床配套项 目共 2 9 项 ， 为了更好地完成这些应用验证项目， 公 司制订 了保障措施。 肖明 20 10／1 0 画 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m