20MN快速锻造液压机液压系统的设计

２０１　１年第７期　液压与气动　５９　２０　ＭＮ快速锻造液压机液压系统的设计　韩向可，李志军　Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　２０　ＭＮ　ｑｕｉｃｋ　ｆｏｒｇｉｎｇ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｐｒｅｓｓ　ＨＡＮ　Ｘｉａｎｇ－ｋｅ，ＬＩ　Ｚｈｉ—ｊｕ．　（安阳工学院，河南安阳４５５０００）　摘要：快速锻造液压机是锻造生产的重要设备之一，在分析锻压机锻压工况和工艺要求的基础上，设　计了基于比例插装阀的压机液压系统，并对系统的性能和设计特点作了进一步的分析。实践表明，该系统通　流能力大，响应快，满足了快速锻压的要求。　关键词：快锻；液压系统；插装阀　中图分类号：ＴＨ１３７　文献标识码：Ｂ文章编号：１０００－４８５８（２０１　１）０７－００５９－０２　１　引言　快锻液压机是２０世纪６０年代发展起来的一种新　型锻压设备，是锻造生产的重要设备之一。它具有自　动化程度高，锻造频率快，锻造尺寸精度控制精确等特　点，广泛应用于机械、钢铁、有色冶金、铁路机车、船舶、　电力、航空航天等行业；适用于黑色和有色金属的锻压　加工中，特别是特殊钢及钛合金生产中，这些材料塑性　差，变形抗力大，热加工温度范围窄，要求锻压设备能　力大、速度快。液压系统是整个锻压设备的核心，其直　图１锻压机液压系统原理图　电磁阀５断电，液压泵卸荷。电磁阀１８断电，阀１６、　１７关闭；阀ｌ９通电，主缸１１卸荷；卸荷完毕后，电磁　接决定着设备的整体性能，锻件质量的优劣等。因此，　作者设计了一种基于比例插装阀的２０　ＭＮ快速锻造　液压机液压系统。　阀５通电，比例阀１２通电，液压泵压力油经阀１５进入　回升缸，活动梁快速上升，上升到设定位置停止，进人　下一次锻造。　２）快速锻造　２液压系统工作原理　根据锻压工况要求，设备操作可分为普通锻造和　快速锻造。普通锻造时，系统压力为２５　ＭＰａ，主缸输　出力２０　ＭＮ，回程力１　ＭＮ，锻造频次３５～４５　７￣／ｍｉｎ。　快速锻造时，快锻行程为３０　ｍｍ，输出力４　ＭＮ。快锻　频率为８５　７￣／ｍｉｎ。泵站设计有６组定量泵，每组流量　为５４０　Ｌ／ｍｉｎ，电机功率为２５０　ｋＷ，通过不同组流量组　合，可使液压机有不同的工作速度和锻造次数。　１）普通锻造　如图１所示，工作时电磁阀５通电，系统建立压　力。比例溢流阀９通电，建立锻造压力；比例阀６通　电，液压泵排出的压力油经主管道和阀７进入主缸　１ｌ；电磁阀１８通电，插装阀１６，ｌ７打开，回升缸接通油　液压泵组启动，系统建立压力；电磁阀ｌ９通电，储　能器与回升缸连通，比例溢流阀１４通电，建立回升压　力；同时，比例溢流阀９通电，建立锻造压力；系统压力　油经主管道和阀７进入主缸１　１；活动梁快速下降进行　锻压，并将回升缸油液压人储能器；当工进到工件成型　时，电磁阀５断电，液压泵卸荷。比例溢流阀９断电，主　缸１１卸荷；随着主缸压力的降低，储能器中油压推动回　升缸迅速上升，当上升至设定位置后，进入下一次锻造。　３）自循环冷却过滤系统　收稿日期：２０１１－０１－０９　作者简介：韩向可（１９８ｌ一），男，河南平顶山人，讲师，硕士，　主要从事流体传动与控制方面的科研和教学工作。　箱；活动梁快速下降，此时冲液阀打开向主缸补液。当　上砧接触到工件时，转为工进，当工进到工件成型时，　液压与气动　２０１１年第７期　数字液压缸技术开发与应用　邱法维，沙锋强，王刚，张宏基，刘作印　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＱＩＵ　Ｆａ—ｗｅｉ，ＳＨＡ　Ｆｅｎｇ—ｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｇａｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｈｏｎｇ—ｊｉ，ＬＩＵ　Ｚｕｏ—ｙｉｎ　（北京三强同维机电液压科技发展有限公司，北京昌平１０２２００）　摘要：介绍了一种数字液压缸和控制系统，可以进行位移闭环控制和力闭环控制，控制精度可以达到　０．０１　ｉｎｎ，具有静态和动态加载能力，可以进行规则波、随机波和自定义波形的加载，工程应用表明这种数字　液压缸具有优良性能和广泛的适用性。　关键词：数字液压缸；位移闭环控制；力闭环控制；随机波　中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ｂ文章编号：１０００－４８５８（２０１１）０７－００６０－０３　１概论　上的液压油精度。同时数字液压系统可以采用较高的　压力等级２８～４０　ＭＰａ，流量也比较大，可以达到１０００　随着计算机技术和电子技术的飞速发展，数字液　压技术也得到了快速发展，与传统的电液伺服液压系　统相比，数字液压系统的突出优点是控制技术先进、抗　干扰能力强、控制精度高、同步性能好、响应速度快、对　油液的清洁度要求低，数字液压系统采用普通的液压　泵站过滤精度达到９级就可以了，不需要象电液伺服　系统那样特别严格的过滤，电液伺服系统需要７级以　２０　ＭＮ锻压机设置自循环冷却过滤系统，此系统　ｌＭｍｉｎ以上。数字液压系统的核心执行单元是数字液　压缸，从控制功能上需要数字液压缸具有力闭环控制　收稿日期：２０１１－０５４３４　作者简介：邱法维（１９６３一），男，黑龙江哈尔滨人，博士，主要　从事实验技术、液压加载设备和控制软件的研制开发工作。　为连续工作制，保证系统用油足够的清洁度，同时冷却　油液使油温处于正常工作温度。　３结论　塞，磨损较轻，提高液压系统的工作可靠性；　（４）比例溢流阀１４、插装阀２０和储能器组成了　个液压弹簧，能够在向下锻造时吸收液压能，液压缸　一回升时释放液压能，使其迅速回升，并提高系统稳　定性。　４结束语　综上分析，该锻压机的液压系统有如下优点：　（１）由于比例插装阀的采用使系统结构简单，元　件数量少；同时充分发挥最佳的机电液一体化功能，使　该设计是为新型锻压设备开发设计的液压系统，　已经用于生产、使用。经过企业生产实践表明：该系统　通流能力大，响应速度快，稳定可靠，便于自动化控制，　满足了快速锻压的要求。　参考文献：　系统更稳定，性能更全面。同时方便了系统的数字化　控制，提高锻造精度和系统自动化程度；　（２）设计先进。系统回路构成大量采用插装阀控　制方式，与传统液压元件相比：通流能力大、工作压力　高、密封性能好、响应快、动作可靠，是目前大流量液　压系统设计的发展方向；　［１］　杨大祥，等．１６５ＭＮ自由锻造油压机的液压控制系统　［Ｊ］．重型机械，２００６，（３）．　（３）系统安全可靠。系统中设有压力传感器、卸　荷溢流阀和安全阀等保护装置，用以实现系统的过载　保护，除此以外，液压缸设置行程开关，当行程到位时，　［２］　帅长红，等．液压机设计、制造新工艺技术及质量检验标　准规范实务全书［Ｍ］．北京：北方工业出版社，２００６．　［３］雷天觉．液压工程手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９０．　［４］俞新陆．液压机的设计与应用［Ｍ］．北京：机械工业出版　社，２００６．１２．　换向控制油路卸压，液压缸停止动作，保证设备安全。　同时插装阀的抗污染能力强，在介质较脏时，不易堵