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    1. 液壓動態

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      四柱液壓機的特點及分類,淺談四柱液壓機系統的發展現狀

      作者: admin 時間:2019-03-25 08:21:44 來源:本站
      摘要:四柱液壓機是制品成型生產中應用最廣的設備之一。自19世紀問世以來發展很快,已成為工業生產中必不可少的設備之一。由于四柱液壓機在工作中的廣泛適應性,使其在國民經濟各部門獲得了廣泛的應用。如板材成型;管、線、型材擠壓;粉末冶金、塑料及橡膠制品成型;...

        四柱液壓機是制品成型生產中應用廣泛的設備之一。自19世紀問世以來發展很快,已成為工業生產中必不可少的設備之一。由于四柱液壓機在工作中的廣泛適應性,使其在國民經濟各部門獲得了廣泛的應用。如板材成型;管、線、型材擠壓;粉末冶金、塑料及橡膠制品成型;膠合板壓制、打包;人造金剛石、耐火磚壓制和炭極壓制成型;輪軸壓裝、校直等等。各種類型四柱液壓機的迅速發展,有力地促進了各種工業的發展和進步。八十年代以來,隨著微電子技術、液壓技術等的發展和普及應用,四柱液壓機有了更進一步的發展。目前,四柱液壓機的最大標稱壓力已達750MN,用于金屬的模鍛成型。眾多機型已采用CNC或工業PC機來進行控制,使產品的加工質量和生產率有了極大的提高。

        隨著人們生活水平的提高,金屬壓制和拉伸制品的需求逐年提高,同時,對產品品種的需求也越來越多,另一方面產品的生產批量日益縮小。為與中、小批量生產相適應,需要能夠快速調整的加工設備,這使四柱液壓機成為理想的成型工藝設備。特別是當四柱液壓機系統實現具有對壓力、行程速度單獨調整功能后,不僅能夠實現對復雜工件以及不對稱工件的加工,而且,實現了極低的廢品率。這種加工方式還適合于長行程、難成型以及高強度的材料??勺兊膭恿M合、短的加工時間、根據工件長度的簡易的壓力行程調整,這與機械加工系統相比,有其優越性。

        2 四柱液壓機的特點及分類

        四柱液壓機作為一種通用的無削成型加工設備,其工作原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成各種壓力加工的。其工作特點一是動力傳動為‘柔性’傳動,不象機械加工設備一樣動力傳動系統復雜,這種驅動原理避免了機器過載的情況;二是四柱液壓機的拉伸過程中只有單一的直線驅動力,沒有‘成角的’驅動力,這使加工系統有較長的生命期和高的工件成品率。四柱液壓機有單動、雙動、三動三種基本的動作方式。在單動方式中,壓頭(或滑板)作為移動部件單向移動完成壓制過程。這種工作方式沒有壓邊裝置。單動液力機主要用于薄型工件成型中,適用于卷材和帶型材料。雙動型壓力機有兩個移動部件:滑板(或沖頭)和模板。其工作過程是,沖頭(或滑板)自上而下拉伸沖料,模板充作固定壓板。在壓制成型后,模板能實現打料頂出功能??筛鶕牧虾凸ぜ奶卣鲄祦碚{整模板的壓力。三動型壓力機中,深拉伸滑塊和壓邊滑塊自上而下移動,由模板實現打料動作。但是,模板也可以充作壓邊塊來實現專門的成型操作。這種液壓機也可以做雙動機用。由于內滑板和壓邊塊相關連,因此,成型壓力和壓邊力合成整個系統的總負載。按照機架結構形式四柱液壓機可分為梁柱式、組合框架型、整體框架式、單臂式等。按照功能用途四柱液壓機可分為手動四柱液壓機、鍛造四柱液壓機、沖壓四柱液壓機、一般用途四柱液壓機、校正、壓裝四柱液壓機、層壓四柱液壓機、擠壓四柱液壓機、壓制四柱液壓機、打包壓塊四柱液壓機、專用四柱液壓機十組類型。

        3 國內外四柱液壓機技術發展狀況

        由于四柱液壓機的液壓系統和整機結構方面,已經比較成熟,國內外四柱液壓機的發展主要體現在控制系統方面。微電子技術的飛速發展,為改進四柱液壓機的性能、提高穩定性、加工效率等方面提供了可能。相比來講,國內機型雖種類齊全,但技術含量相對較低,缺乏技術含量高的高檔機型,這與機電液一體化,中小批量柔性生產的發展趨勢不相適應。

        在國內外四柱液壓機產品中,按照控制系統,四柱液壓機可分為三種類型:一種是以繼電器為主控元件的傳統型四柱液壓機;一種是采用可編程控制器控制的四柱液壓機;第三種是應用高級微處理器(或工業控制計算機)的高性能四柱液壓機。三種類型功能各有差異,應用范圍也不盡相同。但總的發展趨勢是高速化、智能化。

        (1)繼電器控制方式是延續了幾十年的傳統控制方式,其電路結構簡單,技術要求不高,成本較低,相應控制功能簡單,適應性不強。其適用于單機工作、加工產品精度要求不高的大批量生產(如餐具、廚具產品等),其也可組成簡單的生產線,但由于電路的限制,穩定性、柔性差?,F在,國內許多四柱液壓機廠家是以這種機型為主,使用對象多為小型加工廠,或加工精度要求不高的民用產品。國外眾多廠家只是保留了對這種機型的生產能力,而主要面向以下兩種技術含量高的機型組織生產。

        (2)可編程控制器是在繼電器控制和計算機控制發展的基礎上開發出來的,并逐漸發展成以微處理器為核心,把自動化技術,計算機技術,通訊技術溶為一體的新型工業自動控制裝置。目前已被廣泛的應用于各種生產機械以及自動化生產過程中。隨著技術的不斷發展,可編程序控制器的功能更加豐富。早期的可編程序控制器在功能上只能進行簡單的邏輯控制。后來一些廠家開始采用微電子處理器作為可編程序控制器的中央處理單元(CPU),從而擴大了控制器的功能,使其不僅可以進行邏輯控制,而且還可以對模擬量進行控制。因此,可編程控制器控制方式是介于繼電器方式和工業控制機控制方式之間的一種控制方式??删幊炭刂破饔休^高的穩定性和靈活性,但在功能方面與工業控制機相比有一定差異?,F在,國內有些廠家采用可編程控制器控制方式,如天津鍛壓機械廠有近60%的產品裝有PLC。通過采用PLC控制,使系統的控制性能和可靠性大大提高。國外廠家如丹麥的STENHQJ公司采用了SIEMENS的可編程控制器,實現對壓力和位移的控制。

        (3)工業控制機控制方式是在計算機控制技術成熟發展的基礎上采用的一種高技術含量的控制方式。這種控制方式以工業控制機或單片/單板機作為主控單元,通過外圍接口器件(如A/D,D/A板等)或直接應用數字閥實現對液壓系統的控制,同時利用各種傳感器組成閉環回路式的控制系統,達到精確控制的目的。這種控制方式的主要特點如下:

       ?、倬哂杏押玫娜藱C交互性,操作簡單。如:BROWN BOGGS公司的產品,可通過數字面板顯示輸入壓力、快進和回程速度、壓制速度及保壓/停機時間參數,極大減輕了勞動強度。

       ?、诳刂凭雀?。數字控制的行程長度及工作行程與傳統的機械式的行程開關控制相比,精度有極大的提高。一般控制精度可達到0.05mm[2]。

       ?、垡子趯崿F高速化,提高生產效率。如美國的FERRA公司通過采用電子微處理控制方式,工作循環比以前快60%。

       ?、芸身樌麑崿F對工作參數(壓力、速度、行程等)的單獨調整。通過對控制參數的單獨控制,調整被加工材料的流動,能進行復雜工件、不對稱工件的加工。

       ?、蓊A存工作模式,可對不同工件的工藝過程、工藝參數預先存儲和重復調用,縮短調整時間。這與柔性加工要求相適應。

       ?、迣Ω咚傧碌膿Q向沖擊可利用軟件來消除,以降低噪聲,提高系統的穩定性。

       ?、咴诎踩矫?,可利用軟件進行故障預診斷,并自動修復故障和顯示錯誤。如STENHQF的機型和BROWN BOGGS公司都有此項功能。

       ?、嘁讓崿F生產線的集成控制,組成柔性生產線及與上位機進行通訊和實現調度控制。

        現在,國外眾多四柱液壓機生產廠家生產這種高性能的工業控制機控制方式的四柱液壓機產品,如美國MULTIPRESS,丹麥STENHQJ及加拿大的BROWN BOGGS等公司。正是因為采用這種先進的控制方式,使整機的控制性能,生產效率都有很大提高。而與國外發展情況相比,國內極少有采用工業控制機控制方式的產品,成熟的產品是采用可編程控制器(PLC)的控制方式。

        作為四柱液壓機兩大組成部分的主機和液壓系統,由于技術發展趨于成熟,國內外機型無較大差距。主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面,有較明顯改善。

        在油路結構設計方面,國內外四柱液壓機都趨向于集成化、封閉式設計。插裝閥、疊加閥和復合化元件及系統在液壓系統中得到較廣泛的應用。國外已開始廣泛采用封閉式循環油路設計。這種油路設計有效地防止泄油和污染。更重要的防止灰塵、污物、空氣、化學物質侵入系統,延長了機器的使用壽命。由于加工工藝等方面的原因,國內采用封閉式循環油路設計的系統還不多見。在安全性方面,國外某些采用微處理器控制的高性能四柱液壓機利用軟件進行故障的檢測和維護,如BROWN BOGGS產品可實現負載檢測、自動模具保護以及錯誤診斷等功能。

        4 發展趨勢

        (1)高速化,高效化,低能耗。提高四柱液壓機的工作效率,降低生產成本。

        (2)機電液一體化。充分合理利用機械和電子方面的先進技術促進整個液壓系統的完善。

        (3)自動化、智能化。微電子技術的高速發展為四柱液壓機的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現的在加工,應能夠實現對系統的自動診斷和調整,具有故障預處理的功能。

        (4)液壓元件集成化,標準化。集成的液壓系統減少了管路連接,有效地防止泄漏和污染。標準化的元件為機器的維修帶來方便。


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