三工位模鍛油壓機(jī)自動(dòng)補(bǔ)償偏載裝置

華萬紅，蘆新莉

（安陽鍛壓機(jī)械工業(yè)有限公司，河南 安陽 455000）

三工位模鍛油壓機(jī)自動(dòng)補(bǔ)償偏載裝置

華萬紅，蘆新莉

（安陽鍛壓機(jī)械工業(yè)有限公司，河南 安陽 455000）

三工位模鍛油壓機(jī)在兩側(cè)的鐓粗和沖孔工位工作時(shí)存在主動(dòng)偏載現(xiàn)象，造成機(jī)身受力不平衡，設(shè)備振動(dòng)大，影響設(shè)備正常工作。為解決該問題，使設(shè)備能夠平穩(wěn)運(yùn)行，減少因機(jī)器故障造成的經(jīng)濟(jì)損失，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種自動(dòng)糾偏裝置來補(bǔ)償機(jī)身偏載。

模鍛油壓機(jī)；主動(dòng)偏載；自動(dòng)補(bǔ)償；三工位

數(shù)控模鍛液壓機(jī)是一種利用液體壓力能來傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)模鍛工藝加工的設(shè)備。本機(jī)為三梁四柱三工位數(shù)控模鍛油壓機(jī)，具有大功率、高速度、高效率、雙動(dòng)雙向成形、自身平衡偏載等特點(diǎn)，特別適用于高筒類鍛件和深孔成形鍛造工藝。鍛造液壓機(jī)可實(shí)現(xiàn)調(diào)整、單次、自動(dòng)、保壓等多種功能，可在任意位置輸出全部功率并保持所需壓力，滿足多種鍛造工藝需求。三工位模鍛油壓機(jī)常用于重型機(jī)車和高鐵機(jī)車軸承內(nèi)外套圈的鍛造，有鐓粗、合模成形及沖孔3個(gè)工位。

但一直以來，設(shè)備兩側(cè)鐓粗和沖孔工位工作時(shí)，由于單側(cè)力較大，存在主動(dòng)偏載現(xiàn)象，造成機(jī)身不平衡，設(shè)備振動(dòng)嚴(yán)重，長(zhǎng)期使用會(huì)影響液壓管路、立柱和機(jī)身等部件使用壽命。為了解決這一問題，使設(shè)備能夠平穩(wěn)運(yùn)行，減少因機(jī)器故障造成的經(jīng)濟(jì)損失，我們?cè)O(shè)計(jì)開發(fā)了一種自動(dòng)糾偏裝置來自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)身偏載。

1 偏載原因分析

三工位模鍛油壓機(jī)工作缸由主油缸、頂出油缸和兩個(gè)側(cè)壓缸組成。主油缸為單方向作用的柱塞式液壓缸，柱塞缸體既是上橫梁柱塞缸中的柱塞，又是主油缸中的缸體，它與頂出油缸共同實(shí)現(xiàn)中間工位的“合?！奔啊皳v窩”成形。此工位不存在主動(dòng)偏載，當(dāng)兩個(gè)側(cè)壓缸進(jìn)行“鐓粗”和“沖孔”工藝時(shí)，主油缸不工作，這時(shí)分布于機(jī)身兩側(cè)的兩個(gè)側(cè)壓缸參與工作，由于單側(cè)工作，加上流量和速度不能調(diào)整，原有系統(tǒng)沒有閉環(huán)控制，造成機(jī)身單側(cè)受力，無法平衡，形成主動(dòng)偏載。

2 自動(dòng)糾偏裝置構(gòu)成及糾偏原理

自動(dòng)糾偏裝置主要由位移檢測(cè)裝置和數(shù)字插裝比例閥及其他液壓元件構(gòu)成電液控制系統(tǒng)，并由PLC協(xié)調(diào)控制。在機(jī)身兩側(cè)裝上位移檢測(cè)裝置（圖1，安裝位置見圖2），用于測(cè)量?jī)蓚?cè)的位置偏差，帶防護(hù)盒的位移傳感器固定在上橫梁上，固定環(huán)安裝在活動(dòng)橫梁上。壓機(jī)工作時(shí)，活動(dòng)橫梁上下運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)隨動(dòng)桿，位移傳感器上的磁鐵位置就會(huì)產(chǎn)生變化測(cè)量出位移；在兩個(gè)動(dòng)作的液壓回路上分別安裝數(shù)字插裝比例閥，用于調(diào)節(jié)兩側(cè)油路的進(jìn)油量（圖3）。鐓粗工位工作時(shí)，由PLC采集到位置偏差值后，在程序中進(jìn)行偏差信號(hào)的處理，由偏差信號(hào)做PID運(yùn)算，在原數(shù)字比例閥給定基值的基礎(chǔ)上，閉環(huán)控制兩側(cè)缸的進(jìn)油量，自動(dòng)補(bǔ)償糾偏。在沖孔工位工作時(shí)，鐓粗工位也能閉環(huán)隨動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)一邊工位有負(fù)載而另一邊工位無負(fù)載情況下，達(dá)到力的平衡，而不是向有負(fù)載側(cè)傾斜。

圖1 位移檢測(cè)裝置

另外，液壓油路中比例閥采用數(shù)字閥，通過軟件能夠在線修改和監(jiān)控閥口開度，可方便地修改閥參數(shù)，配合程序使設(shè)備控制達(dá)到最優(yōu)化。通過采用西門子軟件Wincc組態(tài)設(shè)備，修改參數(shù)及監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行。

圖2 三工位壓機(jī)模擬圖

圖3 數(shù)字比例閥控制示意圖

3 結(jié)束語

自動(dòng)糾偏裝置成功解決了三工位壓機(jī)的偏載問題，減少了設(shè)備振動(dòng)，使設(shè)備能夠平穩(wěn)運(yùn)行，提高了液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，延長(zhǎng)了立柱及機(jī)身壽命，最得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]雷天覺.新編液壓工程手冊(cè)上下[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.

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[3] 彭曉南.數(shù)控技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[4] 吳根茂，等.新編實(shí)用電液比例技術(shù)[M].浙江：浙江大學(xué)出版社，2006.

[5]帥長(zhǎng)紅.液壓機(jī)設(shè)計(jì)、制造新工藝新技術(shù)及質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[M].北京：北方工業(yè)出版社，2006.

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[7]呂 言，周建國(guó)，阮 澍.最新伺服壓力機(jī)的開發(fā)以及今后的動(dòng)向[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2006，41（1）.

Automatic compensation partial load device for three-station die forgingoil press

HUA Wanhong，LU Xinli
（Anyang Forging Press Machinery Industry Co.,Ltd.,Anyang 455000,Henan China）

As the active partial loading problem happens to the three-station die forgingoil press during both side upsetting and punching process,the body forcing has not been balanced with big vibration,which influences the normal work of equipment.In order to solve the above problem,an automatic compensation device has been designed and explored to compensate the partial load for the body,which makes the equipment work smoothly and reduce the economic loss caused by the malfunction of the machine.

Three-station die forging oil press;Active partial load;Automatic compensation device

TG315.4

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.02.010

1672-0121（2016）02-0042-02

2015-12-23；

2016-02-03

華萬紅（1970-），男，工程師，從事鉚接機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)。E-mail：13526120092@163.com