液压增压器的设计

1、液压压砖机增压器的设计液压压砖机增压器的设计粉料在模具中受压缩，压力与行程的变化关系可以简单地在万能材料试验机上获得。图1就是两者之变化关系。该曲线的具体形状可因粉料性质和坯体厚度不同而异，但其趋势基本上是一致的。很明显，曲线存在三个阶段。第一阶段为第一次加压（轻压）。实际上这一阶段压机消耗的能量，包括利用活动横梁减速后所余功能（亦惯性压制），以及其后主油泵输出的低压液压能两部分（SACMI压机此时通过增速器输出低压油并进入压制油缸）。这一阶段直到排气前一瞬间结束。这时粉料的压缩量已过大半。压缩行程以S1表示。第二阶段是从排气结束后的第二次加压开始的，压制油缸的压力由主油泵及蓄能器的压力P0获

2、得。粉料在较高的压力继续受压，但压缩量明显减小，压缩行程以S2表示。第1页第三阶段为增压阶段。当上一阶段结束后，启动增压器，使整个压制缸处于高压状态，以便砖坯获得最佳致密度。其压缩行程S2是非常小的。实际上二、三阶段是连续进行的。习惯上统称为第二次加压（重压）。某些粉料由于成型性能要求，还可能再经排气，以及重复上述重压过程。由此可见，增压器所完成的任务只限于第三阶段。2 增压器液压参数的确定增压器液压参数主要有：增压比；增压缸径及行程（图2）。2.1 增压比一般认为增压比就是压制油缸最终要求的压力P与主泵调定压力P0之比，即i0=P/P0。但考虑到P0值有所波动，譬如一般的液压回路都设有蓄能器

3、，以便向执行机构快速供液（增压时就是向增压器的大端直径腔供液，但因增压时间极短，主油泵不可能及时大量供液，所以蓄能器液面迅速下降，压力也降低。因此设计时需要适当增大I0值，即实际增压比I=Ki0。一般取K=1.11.2左右。实际是人为地增大增压器的大端面积K倍。这样是否会在使用时使压制缸的最终压力超过P值呢？回答是否定的。因为考虑到液压油的压缩性，压制缸的压力上升与时间有关。不论用压力控制或时间控制都可以将此压力值控制在调定范围以内，除非控制元件失灵。但也不要把I值提得过高。因为提高I值意味着经过增压器进入压制油缸的高压油流量进一步降低，从而使增压时间延长；考虑到系统起码在下述接触面上存在泄漏

4、：充液阀RP1、高压隔载阀RP2、压制活塞密封、增压器大小直径处密封。每一接触面泄漏流量与压力成正比，而泄漏量（液体的体积）又是泄漏流量对时间的积分。所以延长增压时间，必须会增加总的泄漏量，从而增大能量的消耗和系统发热。故不建议K值过大。2.2 增压缸直径及行程在不考虑泄漏的条件下，增压器输出的高压油的体积V应满足两个要求：（1）使压制活塞下降S3，完成粉料的最终压制。此部分高压油体积V1=A1S3(A1为压制油缸面积)。S3值非常小，设计时可取1mm左右；（2）考虑液压油的压缩性，若使压制缸上腔压力由P0增到P，必须输进V2体积的高压液体。根据水力学原理有： V2=*V0*P第2页=6*10

5、-10*(1/Pa)式中为液压油的压缩系数；P为液体的压力增值，在这里PP-P0；V0为压制缸上腔在压制完毕后的体积，因此V=V0+V2=A1*S3+*V0*P由此增压器输出端的参数可写为：/4*(D2)2*L=V式中 D2为图2中小端直径； L为增压器行程。由上述可见，若增大D2可减小L。反之亦然。但从总体设计考虑，适当增大D2似更有利，其理由是：（1）增大D2可降低增压器的运动速度，从而减轻增压器密封元件的磨损；（2）方便增压缸的镗孔及磨削加工。尽管如此，但也不要过分提高D2值，否则整个增压机构显得过于臃肿。合理地决定D2后，即可根据I值决定D3。当然D2、D3还要满足密封元件的尺寸要求。

6、实际上系统存地泄漏，故设计时往往将V值增大，或按理论计算后放大L值。2.3 设计增压器时应注意的事宜（1）建议采用霞板式密封元件并加导向件，而不采用Yx等类传统的密封件。虽然增压器的进油腔承受的压力较低（譬如一般地15MPa以下）。但考虑到压砖机的工作频率极高，增压活塞的运动速度极快，传统密封元件因其耐久性差，恐难以胜任。（2）增压活塞的重量较大，若采用卧式结构，则有可能由于自重而产生单边磨损。且上部间隙增大，而使密封件过早损坏。故建议采用立式装置。（3）图3为采用环形面积作输出端的原理。在某些情况下，此种结构更有可取之处。这时小直径端外露，便于观察增压器的工作情况和易于安装行程开关等电器装置

7、，以保证增压前增压活塞处于最低位置。3 实例现在Nassetti-Vis 1200压机的增压器为例，说明各液压参数的计算及选取。（1）该机的压制油缸直径D1=0.65m，面积A1=/4*(D1)2 =0.3316m2。压制行程结束时，油缸底到压制活塞顶部的距离为0.16m，故V0=0.3316×0.16=0.053m3（2）油泵的调定压力P0=15MPa, 压制缸的最终压力P1=36.2MPa，i0=36.2/15=2.41（3）该增压器采用图2的结构，小端直径D2=0.09m，大端直径D3=0.16mI=(0.16/0.09)2=3.16，即K=3.16/2.41=1.3（4）V1=A1S3, 取S3=0.001m , 则 V1 = 3.316×10-4m3V2 =*V0*P = 6*10-10*(1/Pa)*0.053m3*(36.2-15)*106Pa = 6.74*10-4m3V = V1+V2 = 10.06×10-4mA=/4*(D2)