阻尼技术在拉伸液压机背压回路的应用.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 0 1 5 0 5 0 0 2 4 0 3 阻 尼 技 术 在 拉 伸 液 压 机 背 压 回路 的应 用 支 U 如 红 无锡 市蓝 力机床 有 限公 司 ， 江 苏 无锡 21 4 1 7 4 摘 要 本文 以公 司一款 拉伸 液压机 液压 系统 的背压 回路 为研 究对 象 ， 系统分 析背压 回路 所参 与 的各 种工 况 ， 针 对 生产 中出现 的误 动作现 象 ， 从采 购 的标 准 溢流 阀阀体 结构 入手 ， 借助 背 压 回路循 环 动作 研 究 的知识 经 验 ， 创 新 思维模 式 ， 对溢 流 阀标 准 阀体 结构进 行新 的创 新。 建 立起 一套拉 伸液压 机 的新 型 回路 ， 在 实践 中验 证 了该 回 路 的 合 理 性 。 关键 词 拉 伸液 压机 ； 背压 回路 ； 阻尼技 术 ； 创新 ； 应用 中 图分类 号 T G3 1 5 ． 4 文 献标识 码 A DOI 1 0 ． 1 6 3 1 6 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 2 0 1 2 1 ． 2 01 5 ． 0 5 ． 0 0 5 1 引 言 拉伸 液 压机 常见 的液 压 垫液 压控 制模 式 如 图 1 所示 ， 主缸在运 行过 程 中 ， 高压 油从 阀 2滑 阀阀芯 间 隙 中泄漏 到密 闭容 腔 的现 象普遍 存 在 ，泄 漏 并积存 在 密闭容 腔 的压力 在特定 工况 下会 引起设 备 的误 动 作 ， 影响 制 品的重 复精度 和外 观 品质 。 本 文分 析相 关 的液压 机背 压 回路 ，基 于生 产实践 中的合理 性 和可 行 性 ， 对 标准 溢流 阀 阀体 的结 构做 出创新 ， 对 背压 回 路进 行 最优设 计 。 2原 液 压 系 统 在 生 产 中 出 现 的 问题 原背 压 回路 动作 原理如 图 2所示 。主缸 下 行动 作 由二位 四通 换 向 阀 YV2控制 ； 主缸 回程动 作 由二 位 四通换 向阀 Y v1控 制 ； 主缸 泄压 由二位 四通 换 向 阀 YV6 控制 ；主缸 有 杆腔 下 腔锁 紧 由二 位 三 通 电 磁球 阀 YV3控制 ； 液压 垫 缸 的顶 出和退 回由三 位 四 收稿 日期 2 0 1 5 0 4 2 4 作者简介 刘如红 1 9 7 4 一 ， 女， 高级工程师， 从事锻压设备设计研发 图 l 带液压垫液压机液压原理示意图 通换 向阀 Yv4、 Yv5控 制 ；液 压垫 缸 背 压 的压 力 由 比例溢 流 阀控 制 ；符 号 P为 系 统 高 压 ， T为系 统 回 Par a me t r i c d e s i g n o f pr e s s c r a n k b a s e d o n Ex c e l a nd So l i d W o r ks T P 图 2 原背压 回路 的液压原理图 1 ． 主缸下行插件2 ． 主缸 回程插件3 ．下腔背压插件4 ． 下腔封堵插件5 ． 主缸泄压插件6 ． 液压 垫缸背压 阀 油 。 拉 伸液 压机 拉伸 工艺 动作 主要 包括 主缸快 速下 化 ， 每 1 0 ～1 5 s时 间变化 1 mm。 行 、 主缸 慢 速下行 接 触工 件 、 主缸继 续慢 下 且液 压 垫 粗 略估 算 ， 在 1 0 ～1 5 s时 间 ， 液 压 垫缸 位 置 变 动 缸 被 动压 退 、 主缸 泄压 回程 、 液 压 垫 缸 顶 出等 ， 单 周l mm， 阀的泄 漏量 q 期 的 某 些 动 作 会 关 联 同步 。 口 订 D d Z h ／ 4 t O ． 1 1 3 L ／ rai n 以 1 0 0 0 k N机 器 为例 ， 其 主缸 行 程 8 0 0 mm， 液 压 式 中 D为液 压垫 缸缸 径 ； d为液 压 垫缸 杆径 ； h为 微 垫 行 程 3 0 0 mm， 液 压 垫 缸 缸 径 1 5 0 mm， 液 压 垫 缸 杆 动行 程 ； t 为微 动 间隔 时 间。 径 1 2 0 mm。其 在生产 过 程 中 出现 问题 如下 1 液 压 垫 缸 活 塞 杆 位 置 移 动 到 3 0 0 mm 的 位 置 ，在 主 液 压 系 统 不起 压 的状 态 下 ，液 压 垫 缸 换 向 阀 两 端 YV4 、 Y V5不通 电 电磁 阀切 换 到 中位 ，系统 重新 起 压 但不 做任 何 动 作 ，液 压 垫缸 压 力传 感器 S P 3的 压 力 显 示 会 缓 慢 上 升 ； 2 液 压 垫 缸 活 塞 杆 位 置 移 动 到 1 0 0 r n m、 2 0 0 mm 或 其 他 位 置 后 停 下 ， 系统 重新 起 压 ， 做 主缸 下行 加 压 、回程 等 动作 ，设 备 操 作 面板 触 摸屏 中的显 示 液压 垫 位 移 的 数 值 呈 上 升 趋 势 变 0 ． 1 1 3 L ／ mi n的泄 漏量 虽小 ，但 是 泄 漏到 密 闭液 压垫 缸无杆 腔 的压力 急剧 累加到 足够 高后 ，即可推 动负 载 ， 推动 液 压垫 缸 活 塞 ， 使 活塞 杆 伸 出 ， 导致 模 具 的顶 杆伸 出 ， 引起压 制 时顶 缸受 损 ， 最 终 影响 制 品 的 成 型 外 观 质 量 。 在 液压 系 统 中 ， 工作 介 质 液压 油 是在 液 压元 器件 的容腔 内暂存 或 流动 的 ， 工 作介 质 液压 油 被 要求 限定 在事 先约定 的容 腔 内循 环流 动 。液压 元 器 件配 合接 触面 之 间存 在 的间 隙 ，使得 在有 压差 的地 方 就会 有 少量 的液 压油 穿 过容 腔 边界 或 边 界 流道 ， 流 出约定 的容 腔 ， 这 种现 象称 为泄漏 。 本 文提 到 的两 个 问题 就属 于高压 容腔 到低压 容腔少 量 液压 油 的泄 漏 ， 从换 向阀的高 压通道 向低 压通道 的泄 漏所致 。 泄 漏 本 身在液 压控制 系统 中是无 法避 免 的 ，只能通 过 特 定 的泄漏控 制 方式来 处理 。 3对 原 有 系 统 的 改 进 3 ． 1改 进 后 的 新 型 背 压 回路 的 工 作 原 理 如 图 3所 示 ， 主缸 动作 过 程 Yv2通 电 ， 电磁 换 向 阀 切 换 到 左 腔 位 ， P 口通 B 口 ， T 口通 A 口 ， 回油 口 T与插 件 1的控 制 口连通 ，插件 1在压 力 油 的作 用下 开启 ， 系统 油液进 入油 缸无 杆腔 ， 同时 有杆 腔油 液经 插 件 3 电磁 阀 YV3得 电 、 插 件 4流 向 T口， T 口与 油箱 连接 ，这一 过程 中高压 油推 动活 塞实 现 主 缸下 行动作 要求 ； 同时复合 的动 作还有 液 压垫 缸 ， 其 有 杆 腔 经 电磁 阀 YV4 中位 机 能 T口通 B 口 与 油 箱连 通 ， 另一端 无杆 腔经 溢流 阀 7与油箱 连通 ， 调 节 溢 流 阀 7即 可 调 整 液 压 垫 力 背 压 有 关 ， 从 而 实 现 液压 垫力 的调 节 。改进方 案是 在溢 流 阀先 导 阀上 打 通压 力 P1口和遥 控 Y 口， 增 加阻尼 6 。 这 样 P1口 的 液 压 油 可 以 通 过 遥 控 口 Y 口与 回 油 T口相连 ，在 液压垫 缸位 置到 底或者 移 动到某 一 位 置停 住 时 ， 系 统起 压 主 P口泄 漏到 A 口的液压 油 通 过溢 流 阀上 这个 阻尼 孔 6建 立 的特定 流道 与 回油 T相 连 ，相 关 工 况 下 液 压 垫 缸 无 杆 腔 封 闭 容 腔 的 压 力 无法建 立 ， 传感 器 S P 3的压力 即可 保持不 变 ， 触 摸 屏 上 液 压 垫 的 相 对 位 置 也 会 保 持 稳 定 。 3 ． 2新 回路特 点 拉 伸 液 压 机 应 用 动 态 阻 尼 技 术 的新 型 背 压 回 路 ， 通 过改 型 回路 上 的溢流 阀 的方 法来 解决 问题 ， 具 体 特 点 如 下 1 该 方 案 简单 易 行 ， 节 约 成本 ， 有效 提 高 液压 机成 形制 品重 复精度 和成形 制 品外观 质量 。 2 该 方案 对于公 司内部 的生产 、 装 配没有 任何 影 响 ， 方便 车 间安装 和售后 维修 操作 。 4结 论 本 回 路 现 已 投 入 使 用 近 一 年 ， 并 在 公 司 1 0 0 0 k N～ 8 0 0 0 k N压 机 7种 机 型 中得 到 系列 推 广 应 用 。 通 过在 实 际工况 下 的实 验证 明 ， 在 液压 机上 应用 动 态 阻尼技 术 的新 型背 压 回路 ，解 决 了生 产 中发现 的 问题 ， 同时对循 环周期 及其 他动 作无 不 良影 响 。 对 于研 发人员 来说 ， 要灵 活创 新 ， 善于从 实 际情 况 出发 ， 选用 最简 单合 理 的方 案 ， 而不 是被 动适 应外 购件供 应商 提供 的液 压等元 件 。 【 参 考文献 】 [ 1 ] 黄迪淼．新型伺服液压机控制系统研究开发[ D 1 ． 合肥 合肥工业 大学 ， 2 0 1 2 ． [ 2 ] 雷天觉． 新编液压工程手册 [ M] ．北京 北京理工大学 出版社 ， 1 9 98 ． [ 3 ] 海锦涛． 锻压手册[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 6 ． f 4 1 帅长红． 液压机设计 、制造新工艺新技术及质量检验标准规范 [ M] ．北京 北方工业出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 5 ] 孙友松， 周先辉， 等． 交流伺服压力机及其关键技术【 J J ． 锻压技术， 2 0 0 8 ， 2 2 4 1 4 ． [ 6 ] 路甬祥_液压气动技术手册【M ] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 2 ． [ 7 ] 郑建 明 ， 赵升 吨， 魏 树国． 开关磁 阻电机直接驱动容积控 制技术 在液压机上 的应用【 J J ．锻压装备与制造技术 ， 2 0 0 8 ， 4 3 1 9 - 1 1 ． App l i c a t i o n o f d a m p i ng t e c hno l o g y i n ba c k pr e s s ur e l o o p f o r d r a wi ng h y dr a ul i c p r e s s LI U Ru h o n g Wu x i L a n l i Ma c h i n e T o o l C o ． ， L t d ． ， Wu x i 2 1 4 1 7 4 ， J i a n g s u C h i n a e r a t i o n a l i t y o f t h e l o o p h a s b e e n F a l s e a c t i o n