压紧装置液压系统的设计与实现

口张双侠

口胡斌

新疆昌吉职业技术学院机械工程系新疆昌吉８３１１００

摘要：针对一台老式压紧设备的故障，提出设计新的液压系统来改造旧设备．以满足设备的工作要求。

关键词：设备设计液压系统

中图分类号：ＴＨｌ３７．９

文献标识码：Ｂ

文章编号：ｌ０００—４９９８（２０１０）１０—００７４—０２

一台老式压紧设备，闭合压紧装置是机械式，使用

中易损坏，并且容易出现压头闭合不到位、压紧力不够

等问题。通过实际观察和测量，该设备压型为一曲面装

置，操作位置紧凑，要求的压紧力大，设计存在缺陷，使

用机械装置不能达到要求。为此进行改造，采用液压装

置来满足使用要求。

１

主要参数的确定

１．１工作液压缸（对工件施压）主要参数

通过机械结构压力分布计算。设备改造部位的压

力为５４—７５

ｔ，位置宽度为２５０ ｍｍ，根据活动位置确定

液压缸的外径小于２５０ ｍｍ，考虑到活动与操作空间，
两边各留２０ ｍｍ余量，根据最大压力．设计工作压力系

统需要的油液压力为Ｐｌ＝ｎ／Ａｌ＝（５４～７５）×１０００×

９．８×４／（３．１４×Ｏ．１５×０．１５）＝４１．６

ＭＰａ（ｉｅ中，．取

７５ｔ），单向伸出油缸，活塞杆长度２００ ｍｍ，液压缸的壁

厚为３０ ｍｍ，液压缸内径为１５０ ｍｍ。设备上压模的重

量为５００ ｋｇ，上压模移动距离１５０ ｍｍ，要求具备快速

开闭，可以调节开闭速度，开闭使用两个平衡油缸，移

动距离３００

ｍｍ。

１．２开闭油缸（控制工件的位置）主要参数

确定液压缸为单向伸出油缸，考虑到稳定性，活塞

杆长度定为５００ ｍｍ，活塞杆直径为３０ ｍｍ，液压缸承

受重量为５００ ｋｇ。根据最大压力，设计开闭系统需要的

油液压力Ｐ２＝Ｒ／Ａ２＝５００×９．８×４／（３．１４×３０×３０）

＝７

ＭＰａ，考虑到摩擦阻力的损失，确定压力为ｌＯ

ＭＰａ。由于工作缸压紧压力变动范围较大，可以采用比

例油缸进行压力调整，根据压力范围值确定比例系数

为１０。

２液压系统设计

液压系统的工作原理：调节变量泵和系统调压阀，

控制主系统压力；调节减压阀、增压器，控制高压系统

收稿日期：２０ｌＯ年４月

四２０１０／１０

压力；利用自动增压系统进行自动快速增压并保持高

压系统压力的稳定，为工作油缸提供可调的压力。

系统变量泵４提供１０ＭＰａ的压力油，通过过滤器

５接入系统，三位四通电磁换向阀１２与减压阀１３控制

开闭油缸（工件）的动作，由减压阀１３控制开闭油缸

（工件）运动速度。通过两位四通电磁换向阀９控制工

作油缸的打开；系统压力通过减压阀１０将压力降为工

作需要的压力，当工作油缸伸出时，压力油通过两位四

通电磁换向阀９、减压阀ｌｏ、两位四通电磁换向阀ｌｌ、

比例增压器１４送到工作油缸进行工作。

图ｌ中，电磁换向阀ｌＤＴ吸合时，液压泵开启并开

始工作。电磁换向阀２ＤＴ吸合时，打开工作油缸回油至

油箱，工作油缸快速下降。电磁换向阀３ＤＴ由双向增压

器两端的位置行程开关控制，吸合时，双向增压器左端

油缸（大活塞）出油口与油箱连通，负荷降为０，双向增

压器右端油缸充压，使大活塞向左移动，左端小活塞移

动，给工作油缸连接的压紧模具提供ｌＯ倍的压力；当

电磁换向阀３ＤＴ断电时，双向增压器右端油缸（大活

塞）出油口与油箱连通，负荷降为０，双向增压器左端

油缸充压，使大活塞向右移动，右端小活塞移动，给工

作油缸连接的压紧模具提供１０倍的压力；通过行程开

关的不断通断，快速给工作油缸连接的模具提供压力。

直至达到设定的压力，双向增压器大活塞由于压力平

衡停止运动，工作油缸连接的压紧模具处于保压状

态。电磁换向阀４ＤＴ、５ＤＴ不动作时，在单向顺序阀的

作用下，推位油缸处于背压状态，停止；当电磁换向阀

４ＤＴ吸合时，推位油缸推动工件迅速到位；当电磁换向

阀５ＤＴ吸合时，推位油缸推动工件离开位置，调节单向

顺序阀，可以调节工件离开时的速度，避免过快损坏加

工后的工件。图ｌ是改造后设备的液压系统图。

３设备调整

设备改造过程中，液压系统设计采用自动保压控

制设计，主油路变量泵４可以调节油压稳定在ｌＯＭＰａ，

机械制造４８卷

第５５４期

越

万方数据