冷擺輾機(jī)臺(tái)車液壓系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)要求分析

冷擺輾機(jī)臺(tái)車液壓系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)要求分析

冷杉?jí)菏且环N先進(jìn)的連續(xù)局部成像加工技術(shù)，具有低加工變形能力、加工精度高、零件強(qiáng)度學(xué)等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于復(fù)雜盤類件和形狀件的生產(chǎn)中。冷擺輾工藝需要使用冷擺輾機(jī)來(lái)完成。目前只有波蘭、瑞士、日本等能夠生產(chǎn)滿足正常使用的冷擺輾機(jī),其中以瑞士Schmid公司生產(chǎn)的T系列冷擺輾機(jī)應(yīng)用最為廣泛冷擺輾機(jī)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)的作用是為設(shè)備提供進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給力,是冷擺輾機(jī)的重要組成部分。由于現(xiàn)代鍛壓設(shè)備不僅要滿足速度、壓力等要求,更要在機(jī)電液一體化、數(shù)控智能化、系統(tǒng)集成化等方面滿足現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)需要1擺橈模具上下模具間保壓冷擺輾機(jī)工作過(guò)程中,要求在擺頭未接觸到工件之前,工作臺(tái)帶著工件快速上升,到達(dá)指定位置后變?yōu)槁偕仙⑻峁[輾過(guò)程所需要的變形力,上下模具接觸后還需要一段時(shí)間的保壓。保壓過(guò)程結(jié)束后,工作臺(tái)快速下降,到達(dá)指定位置后改為慢速下降并停止。1.1工作臺(tái)充壓缸PXW200型冷擺輾機(jī)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)原理如圖1所示,可以看出,系統(tǒng)由變量柱塞泵1輸出高壓油液,保證在擺輾過(guò)程中能夠提供足夠大的變形力,由變量葉片泵12輸出足夠大流量保證工作臺(tái)的回程速度。電磁溢流閥2和14的作用是在不需泵工作的階段卸荷,節(jié)省能源并減小液壓油溫升。單向節(jié)流閥10用作工作臺(tái)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的液阻,起到對(duì)液壓缸基座末端的緩沖作用,保護(hù)活塞和下缸。蓄能器15的作用是使控制油路的壓力穩(wěn)定,保證充液閥7的工作可靠性1.2工作臺(tái)缸快速下行工作循環(huán)開(kāi)始時(shí),泵12卸荷,泵1輸出油液經(jīng)單向閥3、換向閥6、單向節(jié)流閥10至工作臺(tái)A腔,使工作臺(tái)上升,同時(shí)由于B腔出現(xiàn)負(fù)壓,油箱中油液經(jīng)液控單向閥7進(jìn)入B腔,工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速上升。當(dāng)工作臺(tái)上升到一定高度時(shí),閥5a端得電,泵1輸出油液經(jīng)換向閥5,6至工作臺(tái)缸A腔和B腔。由于B腔壓力升高,因此充液閥7不再打開(kāi),工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)慢速上升和保壓。在設(shè)定的保壓時(shí)間結(jié)束后,泵1卸荷,泵12輸出油液經(jīng)單向閥13送至工作臺(tái)缸C腔。同時(shí),由于換向閥4和換向閥6b端通電,B腔油液經(jīng)充液閥7回油箱,A腔油液經(jīng)換向閥6回油箱,工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速下行。下降到一定高度后,換向閥4回中位,A,B腔油液同時(shí)經(jīng)換向閥6回油箱,此時(shí)由于換向閥6通徑較小,起到節(jié)流作用,工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)慢速下行。到達(dá)指定位置后,泵1、泵12同時(shí)卸荷,各閥回中位,工作循環(huán)結(jié)束。PXW200型冷擺輾機(jī)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)時(shí)序見(jiàn)表1。2瑞士b200冷懸浮式能源分析儀2.1控制油路壓力T200型冷擺輾機(jī)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)原理如圖2所示,在此系統(tǒng)中,變量柱塞泵1為系統(tǒng)提供高壓油液,雙聯(lián)齒輪泵7為工作臺(tái)提供足夠的流量并控制油路的油液。系統(tǒng)通過(guò)換向閥3,12和二通插裝閥3A,12A,12B來(lái)控制油液的方向。方向閥13用來(lái)給控制油路卸荷,壓力關(guān)斷閥8用來(lái)保護(hù)蓄能器,蓄能器9的作用是保證控制油路壓力,確保二通插裝閥的動(dòng)作。電磁比例溢流閥用來(lái)調(diào)整泵1的出口壓力,電磁溢流閥14用來(lái)給泵7卸荷,溢流閥4用作安全閥,單向閥15的作用是產(chǎn)生背壓,使系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。2.2工作臺(tái)快速下行工作循環(huán)開(kāi)始時(shí),泵1輸出油液經(jīng)二通插裝閥3A至工作臺(tái)缸下腔,泵7輸出油液經(jīng)二通插裝閥12A至工作臺(tái)缸下腔,同時(shí),工作臺(tái)缸上腔油液經(jīng)12A至下腔,工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速上升,此時(shí)比例溢流閥2溢流壓力為3MPa。當(dāng)工作臺(tái)上升到一定高度時(shí),閥12回中位,泵7卸荷,上腔油液經(jīng)電磁溢流閥14回油箱,工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)慢速上升,此時(shí)比例溢流閥2溢流壓力為32MPa。保壓時(shí)間結(jié)束后,泵1卸荷,泵7輸出油液至工作臺(tái)缸上腔,由于閥12b通電,下腔油液經(jīng)二通插裝閥12B回油箱,工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速下行。下降到一定高度后,閥12回中位,閥5通電,下腔油液經(jīng)換向閥5回油箱,此時(shí)由于換向閥5通徑較小,起節(jié)流作用,工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)慢速下行。T200型冷擺輾機(jī)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)時(shí)序見(jiàn)表2。32瑞士t系列冷擺解析機(jī)液壓系統(tǒng)的改進(jìn)雖然2種冷擺輾機(jī)工作臺(tái)所完成的基本動(dòng)作是一致的,但二者結(jié)構(gòu)有很大不同。波蘭PXW200型冷擺輾機(jī)設(shè)計(jì)年代較早,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,其控制系統(tǒng)也相對(duì)簡(jiǎn)單,不易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化無(wú)人生產(chǎn),系統(tǒng)升級(jí)空間有限。瑞士T系列冷擺輾機(jī)是在波蘭PXW系列冷擺輾機(jī)的基礎(chǔ)上,對(duì)其液壓系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn),改進(jìn)后不僅更易于控制和實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化無(wú)人生產(chǎn),還具有生產(chǎn)監(jiān)控和自動(dòng)診斷功能,大大提高了設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的能力。T系列冷擺輾機(jī)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本較高,技術(shù)難度大,不適合我國(guó)當(dāng)前國(guó)情。以下從3方面對(duì)比這2種冷擺輾機(jī)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)。3.1比例溢流閥的采用液壓控制閥的作用是控制液壓油的流向、壓力和流量,進(jìn)而控制整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作,因此,液壓控制閥的選擇影響著整個(gè)液壓系統(tǒng)的性能在方向控制閥的使用上,傳統(tǒng)的滑閥由于其結(jié)構(gòu)所限,可以集成化的換向閥的通流能力只有200L/min,而且由于其閥芯尺寸大,行程大,導(dǎo)致響應(yīng)慢,換向時(shí)間長(zhǎng),因此不適合用于大流量系統(tǒng)在壓力控制閥的使用上,相比傳統(tǒng)的先導(dǎo)式溢流閥,比例溢流閥能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)壓力的連續(xù)控制,使系統(tǒng)更加集成化,并減小由于油液方向突然變化對(duì)系統(tǒng)的沖擊,使系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)。由于二通插裝閥和比例溢流閥的優(yōu)勢(shì)明顯,應(yīng)用技術(shù)難度不大,成本適中,因此北京機(jī)電研究所設(shè)計(jì)的冷擺輾機(jī)工作臺(tái)液壓系統(tǒng)的液壓控制閥選用了二通插裝閥和比例溢流閥。3.2變量柱塞泵控制方式比選液壓泵是液壓系統(tǒng)中的核心元件,它將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能,為系統(tǒng)提供壓力和流量。冷擺輾過(guò)程中的變形能量是由系統(tǒng)的高壓泵,即PXW200系統(tǒng)中的變量柱塞泵1和T200系統(tǒng)中的變量柱塞泵1提供的。某著名液壓元件廠商生產(chǎn)的變量柱塞泵不同控制方式的壓力與流量關(guān)系示意如圖3所示。PXW200的液壓系統(tǒng)使用的變量柱塞泵是恒壓控制方式,其壓力與流量關(guān)系如圖3a所示,在系統(tǒng)壓力未達(dá)到調(diào)定壓力之前,泵向系統(tǒng)提供最大流量;當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到調(diào)定值時(shí),保持泵的輸出油液壓力不變3.3補(bǔ)充柱塞泵與無(wú)壓縮液閥的液壓系統(tǒng)集成系統(tǒng)的對(duì)比在工作臺(tái)快速上升階段,由于所需流量較大,出于控制成本考慮,上述2種變量柱塞泵所能輸出的最大流量均不能滿足要求,為此,二者選擇了不同的方式解決流量不足的問(wèn)題。PXW200液壓系統(tǒng)使用充液閥直接將油箱中油液補(bǔ)足至B腔,而T200液壓系統(tǒng)則使用附加低壓葉片泵和差動(dòng)連接增速的方式補(bǔ)充柱塞泵流量的不足。前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,成本低,后者則充分利用了系統(tǒng)流量4系統(tǒng)的局限性PWX200型冷擺輾機(jī)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低