液压垫四调压系统的研究

液压垫四调压系统的研究

上液压垫的主要技术参数随着汽车和其他行业的发展，用户不仅要求性能满足工作条件，而且期望产品外观。因此，对液压机的要求也有所增加。我们希望将传统的液压机技术描述各种不规则零件的压屑和切割功能，以便实现这些功能。然而，传统的脉冲液压机无法执行这些功能。传统的技术不能满足零件的四个角落，因此很难压出材料，浪费率高，无法满足生产用需求。特别是，特殊材料的加工问题更加突出，这限制了各种冲压材料的发展趋势。为了满足客户需求,实现液压机的多样化生产,在结构、液压系统和控制系统上必须改进,因此增加了上液压垫,并增加功能元件用于调节和控制上液压垫四角的压力。本文中所述液压机上液压垫的主要技术参数见表1所示。上液压垫主要用于两种工艺动作:压料和打料。上液压垫安装在主机滑块内部,靠上液压垫缸实现下行和退回动作,在上限位和下限位都设有行程限位装置。用于打料工艺时,上液压垫处于上限位,当液压机拉伸动作完成,滑块开始回程过程中,上液压垫下行,通过顶杆把模具上的制品顶出,实现打料过程;用于压料工艺时,上液压垫处于下限位,在滑块下行接触到工件时,上液压垫通过顶杆压料,工件四角的压料力可调,然后滑块加压,使工件实现拉伸过程。1.2主要技术要求上液压垫四角压力可直接在触摸屏上设定和显示,压力显示精度为0.1MPa,压力控制精度应该在0.3MPa内。上液压垫安装有绝对值式直线位移传感器,使液压机能方便地实现液压垫行程转换位置的数字设定和压边力的比例控制。上液压垫采用钢板焊接件,上面布置淬火垫,硬度HRC50以上。上液压垫压力控制采用比例压力控制系统,并可实现四角压力的数字显示和数字控制。压力测量元件采用压力传感器,调压控制元件采用高频响带反馈精密控制的比例溢流阀,压力显示通过触摸屏显示。这套比例压力控制系统能使液压垫压力从公称压力的15%～100%内无级调节。整套液压系统可实现压力的连续调节、位移的连续调节;并可结合电气系统通过各种传感器将压力、位移及各种报警信号经PLC可编程序控制系统处理,完成对整机的控制。压力和行程位置的调整可通过触摸屏上的友好人机界面进行便捷的远程数字化调节。本液压系统的目的是提供一种具有结构简单、控制方便、稳定可靠、功能全面、性能优良、运行成本低,易于实现复杂工件的压制成型等特点的液压机上液压垫的四角调压装置。实现上液压垫四角调压的控制是在上液压垫的四角上液压垫缸上设置一个独立的液压控制系统。控制系统中,上液压垫缸参与压料工艺动作,为一套独立的小系统;上液压垫缸实现打料工艺动作时,为另一套独立的小系统。通过控制不同的电磁阀的通断,可以选择上液压垫是否参与工作。比例溢流阀控制上液压垫的压料压力,通过选择各个上液压垫缸相对应的比例溢流阀,控制其本身的压力。2比例溢流阀控制方法根据上述的工况分析和液压系统的要求,设计液压系统原理图如图1所示,其结构组成主要包括:上液压垫1,上液压垫缸2,测压接头3,压力传感器4,比例溢流阀5,单向阀6、11,压力表7,插装阀组8,手动压阀9,压力油进油管10等。本文所述的实现上液压垫四角调压的控制是在上液压垫1的四角上液压垫缸2上设置一个独立的液压控制单元。其特点为:液压控制机构分别为比例溢流阀5和单向阀6连接构成的独立的压料控制机构和插装阀组8构成的独立的打料控制机构;液压控制机构设有可编程控制器和压力传感器,可编程控制器控制比例溢流阀、插装阀组电磁阀和压力传感器;通过控制不同的电磁阀的通断,可以选择上液压垫是否参与工作;比例溢流阀控制上液压垫的压料压力,通过选择各个上液压垫缸相对应的比例溢流阀,控制其本身的压力。通过综合分析与研究,设计方案采用上液压垫共用主系统的一个恒压变量泵,泵型号为A4VSO180,向系统提供最大流量265L/min,工作压力为25MPa的工作油源,液压泵出口安全阀压力调至27.5MPa。上液压垫缸的速度控制用此恒压变量泵控制(此恒压变量泵还用于下液压垫顶出脱模调速和滑块工作下行调速),压力控制采用比例溢流阀控方案,恒压变量泵与比例溢流阀组合实现输入上液压垫上液压垫缸流量和压力的精确控制,既节省能源又易于实现自动化。上液压垫的各种工作过程中电磁铁的动作顺序见表2所示。上液压垫打料工作过程:此时上液压垫处于上限位,主液压泵来油进入A口,通过插装阀组8提供给上液压垫缸2的无杆腔,上液压垫下行,通过顶杆把模具中的制品顶出,有杆腔油液通过插装阀组排回油箱,打料过程完成。通过调节手动调压阀9的压力控制打料力,压力表7和手动调压阀9安装在主机支柱上易于操作者观察和调节的位置,此时比例溢流阀5通过电流为最大值。上液压垫退回工作过程:此时上液压垫处于下限位,主液压泵来油进入A口,通过插装阀组8提供给上液压垫缸2的有杆腔,压力达到可以克服上液压垫1和上液压垫缸2的自重时上液压垫开始回程,此时比例溢流阀5通过电流为最小值,上液压垫缸2的无杆腔油液通过比例溢流阀排回油箱。上液压垫压料工作过程:此时上液压垫处于下限位,随滑块同时下行,当上液压垫1中的顶杆接触到模具顶杆,模具顶杆接触到工件时,无杆腔压力被动升高,上液压垫1四角的压力通过单独控制四个比例溢流阀5的电流实现压力调节,四个比例溢流阀的电流可根据工件的压料力要求在触摸屏上单独控制,任意匹配,通过压力传感器4及电气控制将数据反馈到PLC中,通过数据的转换处理,显示在触摸屏上,方便操作者读取和设置工作参数。压料是指上液压垫带预压力,停止在上液压垫行程的下限位上,由滑块体承受此预压力,不得传递到模具上;滑块下行至模具压料机构工作行程内时,此预压力传递到模具顶杆上。随滑块下行,上液压垫保持比例溢流阀预先设定的压力被动上行;当滑块下行到下止点并持压结束时将此垫力减至预压力(此力可调,用于滑块上行时脱模),随滑块上行上液压垫在自重作用下主动下行至垫行程的下限位,以备下一工作循环。考虑到该液压系统的特点,为了提高安全可靠性,还做了以下几点细节补充:为了避免压料时压料力被手动调压阀9干扰,在比例溢流阀5和插装阀组之间采用单向阀6,实现独立控制;由于压料时为被动建压,此时主液压泵不供油,上液压垫缸2有杆腔通过单向阀11从油箱补油,避免系统产生真空吸入空气;打料时上液压垫1在上限位,为了避免上液压垫缸2有杆腔油液泄漏产生下滑,有杆腔支撑采用电磁球阀(插装阀组8中的YA1电磁阀),密封可靠,减少泄漏;由于上液压垫缸2安装在主机滑块中,滑块为活动部件,为了避免由于滑块运动时拉断上液压垫缸2的油管,连接上液压垫缸2的油管采用液压胶管,通过拖链安装在主机支柱与滑块之间,随滑块上下移动。3液压系统的组成和特点液压机上液压垫由于采用了该四角调压的技术方案,与现有技术相比,该系统可以有效的调节液体工作压力和流量,其控制稳定、可靠,而且将此项技术应用在液压机上后,可以使该类型液压机在具有拉伸、弯曲、成型等工艺的同时,还具有反拉伸、打料等功能,使功能更为全面,性能更为优良,同时根据加工工件的外形不同,任意调节上液压垫四角压力参与工作,降低了加工过程中的运行成本,易于实现复杂工件的压制成型,且节省了能源,减少液体的冲击,降低了机器的躁声,对外界的污染也得到了改善,保护了环境,所以此项技术具有很高的推广应用价值。通过对上液压垫工作状态进行分析,设计了采用恒压变量泵与比例溢流阀组合的液压系统,通过反复