切邊液壓機(jī)的原理與使用問題解決

顏旭玲

（廣東汕頭超聲電子股份有限公司，廣東 汕頭 515041）

切邊液壓機(jī)的原理與使用問題解決

顏旭玲

（廣東汕頭超聲電子股份有限公司，廣東 汕頭 515041）

切邊液壓機(jī)借助液壓傳動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)力，按規(guī)定完成沖壓、切邊等工作，弄清楚其工作原理，以便于發(fā)現(xiàn)問題，并通過技術(shù)改進(jìn)，解決問題。切邊液壓機(jī)主要存在振動(dòng)大，噪聲嚴(yán)重、系統(tǒng)壓力不足、保壓效果低等問題?？赏ㄟ^加墊、縮短間距和加壓時(shí)間、清洗部件、定期檢修等技術(shù)措施，解決相關(guān)問題，以保證液壓機(jī)功能正常發(fā)揮，提高工作效率。

切邊液壓機(jī)；技術(shù)；問題；解決

切邊液壓機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中作用巨大，適用于各種可塑性材料的壓制工藝，如切邊、沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以用于砂輪成型、校正、壓裝、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型工藝。切邊液壓機(jī)主要是配合模鍛錘或?qū)翦N等設(shè)備，進(jìn)行熱切邊，達(dá)到按規(guī)定處理生產(chǎn)件的目的。液壓機(jī)在我國的應(yīng)用歷史悠久，早在上世紀(jì)六十年代就開始使用，迄今仍在沿用，而且，切邊液壓機(jī)的品種更趨增多，規(guī)格更趨多樣，較好地滿足了工業(yè)生產(chǎn)的需要。但是，切邊液壓機(jī)使用過程中，一些長(zhǎng)期存在的問題，無法得到解決，使得該工具的效能、效益尚未盡如人意。認(rèn)真發(fā)現(xiàn)和解決一些懸而未決的問題，提高切邊液壓機(jī)的使用效率，延長(zhǎng)其使用生命周期，無疑是一項(xiàng)重要的技術(shù)創(chuàng)新。我們?cè)谑褂眠^程中，注意根據(jù)切邊液壓機(jī)的工作原理，調(diào)整其工作部件，有效減緩問題負(fù)效，其中的一些技術(shù)改進(jìn)值得總結(jié)。

1 液壓機(jī)的工作原理

切邊液壓機(jī)借助液壓傳動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)力，積壓工件，按規(guī)定完成沖壓、切邊、彎曲、拉伸等工作。一般液壓機(jī)大多采用按鈕集中控制，工藝動(dòng)作采用繼電器控制等方式，實(shí)現(xiàn)調(diào)整、手動(dòng)和半自動(dòng)化操作等操作方式，對(duì)工件進(jìn)行有限處理。

1.1 液壓原理

一般液壓機(jī)的主機(jī)部分主意包括液壓缸、橫梁、立柱及充液裝置等。動(dòng)力機(jī)構(gòu)由高壓泵、油箱、電動(dòng)機(jī)、控制系統(tǒng)、壓力閥和方向閥等部件組成。一般的液壓機(jī)可采用手動(dòng)控制，引入高新技術(shù)的，也可用PLC控制系統(tǒng)等等，通過泵和油缸及各種液壓閥實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán)。這類液壓機(jī)具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作方式。

一些切邊或鍛造的液壓機(jī)，其結(jié)構(gòu)形式大多采用三梁四柱上推的形式，液壓缸活塞為柱塞式，3個(gè)大直徑的主缸安裝在上梁部位，輸出鍛造或切邊壓力；上梁兩側(cè)再行安裝兩個(gè)小直徑的回升缸，用于回程，再聚壓力?？焖偾羞吇蝈懺鞎r(shí)，主液壓泵開始啟動(dòng)，于是，液壓系統(tǒng)回路建立起整體壓力，引導(dǎo)電磁換向閥獲得電流，推動(dòng)壓力油進(jìn)入3個(gè)主液壓缸；接著，另一電磁換向閥得到電流，插裝閥啟動(dòng)，帶動(dòng)兩個(gè)回升缸和主缸連通，促使活動(dòng)梁下行，這就形成了差動(dòng)切邊或鍛造。當(dāng)切邊或鍛造結(jié)束后，電磁換向閥得電啟動(dòng)，3個(gè)主液壓缸分別通過多個(gè)插裝閥，形成三級(jí)快速卸荷狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力下降到預(yù)先設(shè)定的壓力后，電磁換向閥得電啟動(dòng)，促使壓力油進(jìn)入回升缸，3個(gè)主液壓缸上的充液閥打開，液壓機(jī)依靠回升缸內(nèi)遺留壓力能，以及主液壓泵的供油，使活動(dòng)梁快速上行，這就完成了一個(gè)切邊或鍛造的循環(huán)。然后再通過壓力或行程控制，液壓機(jī)自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，形成一個(gè)快鍛快切循環(huán)。其工作簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在液壓機(jī)運(yùn)作過程中，其工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據(jù)工藝需要進(jìn)行調(diào)整，并能完成定壓切邊及定程成型等工作方式。這些工藝方式在壓制后具有保壓、延時(shí)及自動(dòng)回程動(dòng)作。

1.2 工作流程

一些半自動(dòng)化操作的液壓機(jī)，其運(yùn)作流程如圖2所示。

圖1 切邊或鍛造液壓機(jī)壓力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 液壓機(jī)操作流程示意圖

這一系列的運(yùn)作過程，形成周期性循環(huán)工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)切邊器件對(duì)襯料的剪切和整修工作，完成切邊工作，提高速度和功效，起到人力所不能解決的作用。維持這些流程的正常運(yùn)作，是保證液壓機(jī)功能和作用正常發(fā)揮的前提。由于液壓機(jī)本身是機(jī)械體，就難免存在著損耗、失效和功能變質(zhì)等，需要發(fā)現(xiàn)和分析問題所在，有效解決，以免影響生產(chǎn)。

2 切邊液壓機(jī)使用中存在的問題和成因

切邊液壓機(jī)使用過程中的問題，較多地集中在能量退化、壓力不足、異常振動(dòng)、噪聲嚴(yán)重等。

2.1 振動(dòng)劇烈

液壓機(jī)是用液壓傳動(dòng)和產(chǎn)生壓力的，在運(yùn)作過程中，通過液壓傳遞，產(chǎn)生作用力，推動(dòng)切邊機(jī)切斷邊緣。在切斷邊緣廢角、多余部位的同時(shí)，液壓機(jī)就會(huì)失去負(fù)荷，于是，積壓在液壓油箱和液壓機(jī)機(jī)身的彈性作用力，變形壓縮勢(shì)能，并瞬時(shí)間釋放，這樣往往會(huì)引起液壓機(jī)短時(shí)間內(nèi)的劇烈的震動(dòng)，液壓機(jī)的活動(dòng)橫梁也會(huì)下沖一段空間距離。特別的，強(qiáng)烈的液壓沖擊，會(huì)震動(dòng)并危及液壓系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，液壓機(jī)的最大剪切力爆發(fā)在切入毛邊深度的50%-70%范圍內(nèi)，當(dāng)切邊完成的一剎那間，液壓機(jī)震動(dòng)的振幅達(dá)到33.6mm，如此長(zhǎng)期的大幅度振動(dòng)，會(huì)嚴(yán)重影響液壓機(jī)的使用壽命，也會(huì)易于損壞摸具。這是一般切邊液壓機(jī)都難免的問題。

2.2 噪聲嚴(yán)重

液壓機(jī)運(yùn)作過程中，積壓在液壓油箱和液壓機(jī)躋身的彈性作用力，在變?yōu)閴嚎s勢(shì)能的過程中，會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，使得液壓環(huán)境嘈雜，嚴(yán)重影響工作人員的身心健康。

2.3 系統(tǒng)壓力不足

液壓機(jī)的無用功較多，特別是在切邊后，較短時(shí)間內(nèi)失去負(fù)荷，結(jié)果剩余并浪費(fèi)了大量的能量。這些能量無法儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化，很多被白白浪費(fèi)掉。而要轉(zhuǎn)入新的周期時(shí)，液壓動(dòng)力被分散后，又無法較快回歸聚合成新的動(dòng)力，因而又出現(xiàn)系統(tǒng)壓力不足的狀況，導(dǎo)致液壓機(jī)工作效率不彰，效果不顯著。這種壓力不足，或壓力損耗，其本質(zhì)就都屬于液壓機(jī)的能量退化了。

2.4 保壓效果低下

液壓機(jī)借助單向閥保壓，而壓力能否有效維持，需要借助錐形閥芯與閥座的有效密封，實(shí)現(xiàn)反向的無泄漏截止。其工作結(jié)構(gòu)原理如圖3所示。液壓機(jī)的壓力產(chǎn)生之后，較快地散失殆盡，無法形成壓力維持，結(jié)果導(dǎo)致切邊過程無法完成，或出現(xiàn)切邊未完就無法進(jìn)行下去的狀況，只能又進(jìn)入新的液壓周期。如此就嚴(yán)重降低了切邊效率。問題的成因主要在于，起著保壓作用的單向閥，其錐形閥芯與閥座的線接觸密封圈，密封不嚴(yán)，起不到無泄漏截止作用。而密封不嚴(yán)的原因，多是液體中有雜質(zhì)，這些雜質(zhì)夾附在錐形閥芯和閥座的線接觸處，形成間隙，導(dǎo)致密封失效?；蛘呤请s質(zhì)影響，使得錐形閥芯密封位置出現(xiàn)凹凸不平的狀況，使密封出現(xiàn)缺口，導(dǎo)致密封失效。

圖3 單向閥結(jié)構(gòu)示意圖

這些問題，主要直接與液壓機(jī)的整體設(shè)備有關(guān)，故根本性的解決辦法，只能從機(jī)械設(shè)計(jì)入手，而細(xì)節(jié)上的局部的一些問題，可以在使用過程中予以整改，從技術(shù)改造的角度給以維修解決。

3 切邊液壓機(jī)的技術(shù)改進(jìn)措施

針對(duì)問題，從設(shè)備制造過程中，尋找解決辦法，這是較為根本性的解決方案。近年來，新生產(chǎn)的切邊液壓機(jī)，主要通過研制新的先進(jìn)的氣液緩沖和減震控制裝置等，適應(yīng)了切邊、沖裁的工藝特點(diǎn)，使壓力機(jī)在突然失荷狀態(tài)下也能正常順利工作，而不致有過大的沖擊振動(dòng)，因而能有效地解決了較大震動(dòng)的問題。具體的改造是，采用主動(dòng)減振的方法對(duì)液壓機(jī)的總體設(shè)計(jì)作出全面的變動(dòng)，通過控制改變切邊液壓機(jī)的進(jìn)出口油的流量，來控制滑塊的速度，進(jìn)而使沖裁過程積蓄在液壓油箱及液壓機(jī)機(jī)身的彈性變形能量，在工件斷裂前就基本全部釋放出來，因而能最大限度地減少冗余能量，減輕液壓機(jī)沖裁所引起的振動(dòng)，達(dá)到減震的目的。其次是引入氣液緩沖技術(shù)，由原來的單一的液體壓力增加為氣和油液共同增壓和緩沖。作為一項(xiàng)國際上的新技術(shù)，該設(shè)備實(shí)際上是以壓縮空氣、液壓油為工作介質(zhì)的吸收沖擊能量的緩沖減振裝置。該裝置通過氣液進(jìn)口旁路節(jié)流的方式，實(shí)現(xiàn)了氣液液壓機(jī)沖裁過程中的凸模速度的有效控制，從而有效減少了液壓機(jī)沖裁時(shí)的振動(dòng)，起到保護(hù)設(shè)備，提高模具壽命，改善工作環(huán)境的作用，而且無需額外的附加液壓系統(tǒng)，旁路節(jié)流的能量可以回收。這項(xiàng)技術(shù)獲得大家的高度首肯。

而我們?cè)谑褂眠^程中，一些器件增加、器件變動(dòng)和技術(shù)操作改進(jìn)措施，也可以有助于解決振動(dòng)、噪聲等問題。

3.1 綜合減少噪聲

用軟管連接液壓泵的吸液口和和液（油）箱，同時(shí)，檢查并壓縮液壓泵和電機(jī)的同軸度、聯(lián)軸器的間隙。液管的管道應(yīng)盡量避免轉(zhuǎn)彎，以免產(chǎn)生氣穴，增加噪音。必要時(shí)，換用新的吸油口的管道，增加其直徑。還有，注意檢查吸油管路的密封處，加強(qiáng)密封，以防止吸入空氣，增加噪聲。有條件的，可在加墊部位，添加橡膠墊圈，綜合措施的結(jié)果，可以有效減少噪聲，改善生產(chǎn)環(huán)境。

3.2 縮短加壓時(shí)間

影響加壓，形成加壓時(shí)間拉長(zhǎng)的主要因素中，液壓機(jī)溢流閥的動(dòng)作遲緩，是最嚴(yán)重的影響因素?？梢愿淖円缌鏖y卸荷為二位二通式的液動(dòng)換向閥卸荷，借以單獨(dú)控制充液閥的關(guān)閉。而泵房到液壓機(jī)的管道距離過長(zhǎng)，也使加壓時(shí)間拉長(zhǎng)。為此，可以適當(dāng)縮短這一管道距離，利用行程開關(guān)，使液流閥提前關(guān)閉，在合適的前提下，可以改換主換向閥，也可以縮短加壓時(shí)間。

3.3 清洗阻尼通道和先導(dǎo)閥

系統(tǒng)無法產(chǎn)生壓力的問題，主要問題在液壓泵和先導(dǎo)溢流閥無法正常工作，如果在使用過程中，突然失卻壓力，則多是因?yàn)橐簤褐休^大的顆粒狀雜質(zhì)，堵塞了先導(dǎo)溢流閥。主閥芯被雜質(zhì)卡住，都會(huì)造成液流無壓力通過溢流口流回液箱，系統(tǒng)就無法產(chǎn)生壓力。主閥體阻尼孔堵塞，也會(huì)使液壓傳遞不到主閥上腔，傳遞不到導(dǎo)閥前腔，導(dǎo)閥就失去調(diào)節(jié)作用，而進(jìn)液腔壓力又很低，系統(tǒng)壓力就建立不起來。對(duì)這一問題的解決，主要是清洗溢流先導(dǎo)閥，清洗阻尼通道，用適度鋼絲反復(fù)搓擦，以去除顆粒狀雜質(zhì)。

3.4 清洗錐形閥芯及其與閥座的線接觸處

通過清洗，去除錐形閥芯附者的雜質(zhì)，去除閥座密封位置的雜質(zhì)，加固密封圈，保證密封效果，以免壓力外泄。如果零件變形，無法密封，可整體檢修，更換配件。

3.5 定期檢修

定期檢修是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的重要手段，必須通過必要制度的設(shè)立，保證切邊液壓機(jī)使用過程中，有著正常的檢修措施。檢查過程中，同時(shí)做好維護(hù)保養(yǎng)，該換配件，就換好，該清洗，就徹底清洗，就能保證器件完好，正常運(yùn)作，使液壓機(jī)功能得以正常發(fā)揮。一般認(rèn)為，至少每?jī)赡瓯仨毑僮鞔笮薇ｐB(yǎng)，包括對(duì)調(diào)節(jié)導(dǎo)套的上下銅瓦等，徹底沖刮細(xì)研，以減少間隙。使綜合間隙保持在0.25mm—0.35mm。平時(shí)對(duì)液壓機(jī)的4根立柱、移動(dòng)工作平臺(tái)等的潤滑，必須強(qiáng)化，保持最佳潤滑狀態(tài)。可根據(jù)切邊工作實(shí)際，采用油壺添加潤滑的辦法，每班添加20號(hào)機(jī)油灌注液壓機(jī)立柱和平臺(tái)移動(dòng)切合位置，以維持良好的潤滑狀態(tài)。有關(guān)問題都宜通過日常檢查和定期維修中，獲得較好解決。這樣才能發(fā)揮好切邊液壓機(jī)的整體功能和作用，提高其使用效益。

總之，切邊液壓機(jī)使用過程中的問題解決，必須從細(xì)節(jié)抓起，從檢修預(yù)防做起，按照工作流程，做好基本的保養(yǎng)檢修工作，同時(shí)，加大現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)力度，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理，避免造成重大損失，以保證液壓機(jī)功能的最大值發(fā)揮，提高工作效率。

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