液压设备传统改造研究

    
    摘 要：对液压成形设备进行改造，为解决传统液压系统中液压油对液压系统的冲击和振
动问题提供依据。目的在于优化系统的设计，提高机器的整体性能。

 

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　　关键词：液压成形

;设备  

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　　液压成形的实用化与迅速发展，很大程度上取决于专用设备的开发与普及。美国、日本
及一些欧洲国家都已开发出了专业的液压成形设备。国际上能够提供成套技术与设备的制造
商多数集中在欧洲。其中，以德国舒勒公司、

SPS 公司和瑞典 AP＆T 公司为主要代表。此外，

还 有 日 本 的 川 崎 油 工 ， 美 国 的

ITC 、 Hydro  Dynamics  Technology ， 德 国 的 Grabener 

Maschinentechnik、S.DUNKES，加拿大的 ValiantMachine＆Tool 等公司。哈尔滨工业大学是
国内最早开展液压成形技术研究和设备研制的单位，燕山大学、上海交通大学等高校也相继
开展了此技术的研究。

 

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　　本文所改造的液压机为合肥锻压机床总厂的

YH28-100/180-SM 双动薄板拉伸液压机，

它主要用于不锈钢及其它各种金属薄板的拉深成形，具有结构紧凑、速度快、效率高等特点，
有较先进的液压和控制系统，操作方便，功能齐全。该机有独立的动力机构和电气系统，并
采用按钮集中控制，可实现调整、半自动、自动三种工作方式，液压系统采用二通插装阀，
结构紧凑，安装维修方便，动作灵敏可靠，传动效率高，密封性能好。

 

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　　该机拉伸油缸采用快速缸，速度可达

280mm/s，拉伸力可达 1000KN，压边力可达

800KN，速度和压力都可在规定范围内调节，用户可根据需要把拉伸速度和压边力选择到
最佳工作状态，可拉深出质量较高的不锈钢等各种制品，是薄板拉深的理想设备。

 

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　　液压室供油系统要求满足液压成形的工艺要求，同时系统不会过于复杂。现设计其液压
原理如图

1 所示。其动作说明如下：电机启动，泵来油经换向阀中位流回油箱，泵卸荷。当

1DT 通电时，油经过换向阀、单向阀进入注油板将板料压入凹模而成形。在成形的末期 ，
1DT 断电，2DT 通电，油经过增压缸进入注油板，在超高压的作用下，板料进一步紧贴凹
模而成形其小圆角。该液压系统中的关键是变频器

5 与增压缸 10。  

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　　在液压成形中，根据工艺的需要，液压系统提供给液压室的工作流量和工作压力应该
是不断变化的，因此液压系统所消耗的功率也应该是随着工作流量和工作压力的变化而不
断变化的。液压泵是液压系统的动力源，液压机中的液压泵大多是定量泵，拉深工序中不同
动作所需的液压油工作流量和压力是通过一系列阀门及相关回路来调节的。由于泵的流量一
定，也就意味着在工作周期的各个阶段其流量均为最大工作流量，在不需最大工作流量的
工序上，多余的压力油经溢流阀回路流回油箱，而驱动液压泵的电机始终保持着维持最大
工作流量时的转速，因此电机所消耗的功率也始终维持在工作周期中的最大功率上，造成
了大量的电能浪费。在液压回路上加装变频器回路，根据工作周期中所需的压力的变化，利
用变频器的变频功能改变驱动电机的电源频率，使周期中的每一个确定的液压工作流量都
对应不同的电机转数

(频率)，使电机的转数根据工作要求的变化而实时变化，从而可达到

对液压系统的工作流量和工作压力进行实时控制和节约电能的目的。增压缸是在成形的最后
阶段为成形工件的小圆角而为液压室提供高压的一种措施。由于所需压强较高，一般的液压
元件难以满足，若整个系统采用超高压泵和耐高压液压元件，势必会增加制造成本，所以
采用了增压缸来满足成形后期所需的高压。

 

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　　由于在加工前后注油板需要升降，所以我们的成形力液压系统采用了软管与注油板相
连接。

   

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　　除了液压元件之外，还用到了两支压力传感器。一支是用于测量成形力大小的，是北京
昆仑海岸传感技术中心压力传感器，型号为

AK-4，量程为 60MPa，该传感器安装在成形