液壓機(jī)高效噸位轉(zhuǎn)換技術(shù)

夏衛(wèi)明，嵇寬斌，楊維民

(江蘇國力鍛壓機(jī)床有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127)

液壓機(jī)高效噸位轉(zhuǎn)換技術(shù)

夏衛(wèi)明，嵇寬斌，楊維民

(江蘇國力鍛壓機(jī)床有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127)

我公司率先推出液壓機(jī)噸位轉(zhuǎn)換技術(shù)，并申請(qǐng)技術(shù)專利保護(hù)。該項(xiàng)技術(shù)適用于多缸組合的液壓機(jī)技術(shù)方案，通過噸位轉(zhuǎn)換閥組控制工作油缸的不同組合，實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)不同噸位壓制，從而提高液壓機(jī)工進(jìn)行程的工作速度。該項(xiàng)技術(shù)增加的制造成本很少，但可以將液壓機(jī)的壓制速度提高1.5～2.5倍，具有非常高的價(jià)值。

液壓機(jī)；噸位轉(zhuǎn)換；插裝閥；充液閥；液壓缸

節(jié)能減排是我國“十一五”規(guī)劃綱要的一項(xiàng)重要內(nèi)容。節(jié)能與高效一直是液壓機(jī)制造廠家和用戶共同追逐的目標(biāo)。液壓機(jī)在沖壓成形過程中，板料變形產(chǎn)生的抗力是逐漸增大的，液壓機(jī)的工作壓力也是逐步增大的。采用多缸驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行工作壓力的動(dòng)態(tài)分級(jí)，泵輸出的油供給其中的不同油缸組合，在不增加裝機(jī)功率的情況下，可以得到不同的噸位和工作速度分級(jí)，此即為噸位轉(zhuǎn)換技術(shù)的核心原理。該項(xiàng)技術(shù)可大大提高液壓機(jī)的工作效率，增加用戶產(chǎn)量，但液壓機(jī)的制造成本增加很小，只需增加一組或多組噸位轉(zhuǎn)換閥組即可實(shí)現(xiàn)。

我公司早在2010年就在廣西柳州2000t大型框架薄板拉伸液壓機(jī)項(xiàng)目上率先采用了該項(xiàng)技術(shù)，并取得非常好的效果，得到用戶好評(píng)。經(jīng)過幾年的成熟運(yùn)用，該項(xiàng)技術(shù)和控制方法逐步完善，并形成了系列化的設(shè)計(jì)方案，并于2013年申請(qǐng)了專利保護(hù)：一種可進(jìn)行噸位轉(zhuǎn)換的液壓機(jī)，專利號(hào)：CN201320688071.6。該項(xiàng)技術(shù)又在2016年進(jìn)行了改進(jìn)升級(jí)，成功用于蕪湖三花亞威科電器公司的YGM-500伺服液壓機(jī)上，采用了五缸組合技術(shù)方案，可以得到五種噸位和五種速度分級(jí)，工作頻次可以達(dá)到12min-1，用戶使用效果非常好。并于2016年申請(qǐng)了發(fā)明專利：一種快速穩(wěn)定的主缸液壓系統(tǒng)，專利號(hào)：CN201610671545.4，目前該發(fā)明專利已經(jīng)通過審批。

1 噸位轉(zhuǎn)換原理

噸位轉(zhuǎn)換技術(shù)最常用的是采用兩只活塞缸和一只柱塞缸的三缸組合形式，也可以采用四缸、五缸等多種組合方式。下文以三缸組合形式進(jìn)行論述，如圖1所示。

圖1 噸位轉(zhuǎn)換原理

動(dòng)力油管5上并聯(lián)連接有可以控制油路通斷噸位轉(zhuǎn)換閥組4a、4b。第一電磁閥YV1和第二電磁閥YV2分別控制插裝閥C1、C2的開啟與關(guān)閉。

當(dāng)?shù)谝浑姶砰yYV1得電，第二電磁閥YV2不得電時(shí)，插裝閥C1打開，進(jìn)油油管5向滑塊中部的柱塞缸2b打油，兩側(cè)油缸2a、2b底部的充液閥3b、3c打開，油箱內(nèi)油液通過充液閥3b、3c分別流入兩側(cè)油缸，僅中間油缸工作，提供第一種噸位。

當(dāng)?shù)谝浑姶砰yYV1不得電，第二電磁閥YV2得電時(shí),插裝閥C2打開，進(jìn)油油管5向兩側(cè)活塞缸2a、2b打油，中間柱塞缸底部的充液閥3a打開，油箱內(nèi)油液通過充液閥3a流入中間柱塞缸，兩側(cè)活塞缸2a、2c工作，提供第二種噸位。

當(dāng)電磁閥YV1、YV2同時(shí)得電，插裝閥C1、C2均打開，充液閥均關(guān)閉，滑塊兩側(cè)及中部油缸均工作，提供第三種噸位。

通過電磁閥的通斷即可控制提供動(dòng)力油缸的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)噸位的轉(zhuǎn)換，從而提高液壓機(jī)滑塊的壓制速度。該方案中只需增加兩組噸位轉(zhuǎn)換閥組和相應(yīng)的油管連接及少量的電器元件，即可實(shí)現(xiàn)三種噸位的轉(zhuǎn)換，相對(duì)整機(jī)的制造成本增加很少，但液壓機(jī)的沖壓階段的工作速度可以提高1.5～2.5倍，在深拉伸工藝中功率提高尤為明顯。該原理亦可用于四缸、五缸甚至更多缸的多種噸位轉(zhuǎn)換組合。

液壓機(jī)在作噸位轉(zhuǎn)換時(shí)，不同噸位的切換可以通過滑塊的位置檢測(cè)反饋給電控系統(tǒng)進(jìn)行控制，一般可以采用位移傳感器設(shè)置不同的行程位置，采用不同壓制噸位。三種噸位的轉(zhuǎn)換作為粗略的設(shè)置可以均勻取工進(jìn)行程的1/3。如果需要精細(xì)設(shè)置，可以結(jié)合工件的壓力行程曲線進(jìn)行設(shè)置，則更為準(zhǔn)確。

2 應(yīng)用案例

2.1 案例一

某630t液壓機(jī)采用了噸位轉(zhuǎn)換技術(shù)，驅(qū)動(dòng)滑塊的主油缸為230t+200t×2的三缸組合結(jié)構(gòu)，采用3件160ml/r的恒功率變量柱塞泵驅(qū)動(dòng)，泵的容積效率取0.92，計(jì)算得到的速度列表如表1所示。

表1 630t液壓機(jī)噸位組合工作速度

由表1數(shù)據(jù)可知，液壓機(jī)在前1/3工進(jìn)行程處工作速度提高了2.7倍，在1/3～2/3工進(jìn)行程處工作速度提高了1.57倍，整個(gè)工作行程提高速度約為(2.7/3+1.57/3+1)/3=1.75倍。提速效果非常明顯。

2.2 案例二

我公司為蕪湖三花亞威科電器公司開發(fā)的YGM-500伺服液壓機(jī)采用300t+50t×4五缸組合方案，如圖2所示。該液壓機(jī)可以實(shí)現(xiàn) 100t、200t、300t、400t、500t五種噸位轉(zhuǎn)換。其中300t主缸為活塞缸,還負(fù)責(zé)滑塊回程，4件50t主缸為柱塞缸。每只油缸缸底安裝了一只高頻響的動(dòng)態(tài)閥補(bǔ)油，以適用滑塊高速運(yùn)行快速響應(yīng)的需要。該液壓機(jī)工作效率非常高，配合自動(dòng)送料裝置，每分鐘能生產(chǎn)12個(gè)零件，用戶非常滿意。

圖2 YGM-500伺服液壓機(jī)油缸組合方案

3 結(jié)束語

我公司不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，率先推出液壓機(jī)噸位轉(zhuǎn)換技術(shù)，無需增加裝機(jī)功率，在增加很少的制造成本的基礎(chǔ)上，極大提高了液壓機(jī)工作效率。

[1] 夏衛(wèi)明，駱桂林，嵇寬斌.一種新型無級(jí)可調(diào)高速伺服液壓機(jī)液壓系統(tǒng)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2012，47(5).

[2] 夏衛(wèi)明，駱桂林，等.一種無級(jí)可調(diào)恒壓控制液壓系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2010，45(5).

High efficiencytonnage conversion technology of hydraulic press

XIA Weiming,JI Kuanbin,YANG Weimin
(Jiangsu Guoli Metal Forming Machine Tool Co.,Ltd.,Yangzhou 225009,Jiangsu China)

The tonnage conversion technology of hydraulic press has been put forward in the text with patent protection,which is suitable for the hydraulic press with combination of multi-cylinder.The different combination of working hydraulic cylinders has been controlled by tonnage conversion valves.Thus in this way,the different tonnages have been achieved and the working speed of the hydraulic press in the pressing phase has been improved.The increased manufacturing cost for this technology is small,but the pressing speed has been increased by 1.5-2.5 times,which has very high value.

High efficiency;Tonnage conversion;Hydraulic press;Cartridge valve;Suction valve;Hydraulic cylinder

TG315.4

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.05.002

1672-0121(2017)05-0009-02

2017-03-30；

2017-04-24

夏衛(wèi)明(1981-)，男，碩士，工程師，從事液壓機(jī)研發(fā)。E-mail：xiaweiming2000@aliyun.com