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1、第9章 液压机,9. 1.1 概述,液压机的基本工作原理是帕斯卡原理。它利用液体的压力能，依靠静压作用使工件变形，或使物料被压制成型。 液压机通常由主机、操纵控制系统及泵站三大部分组成。,一、液压机工作原理及分类,1、工作原理,图9-1 YQ32系列液压机,图9-2 液压机工作原理 1、小柱塞 2、大柱塞,如图，两个充满工作液体的具有柱塞或活塞的容腔由管道连接，当小柱塞上作用的力为F1时，在大柱塞上将产生向上的作用力F2，迫使制件变形，且： F2=F1A2/A1 A1、A2 分别为小柱塞和大柱塞的工作面积。,按工作介质分类： 液压机的工作介质为液体，主要有两种，采用乳化液的一般称为水压机，采用
2、油的称为油压机。 水压机乳化液价格便宜，不燃烧，不易污染工作场地，故耗油量大的以及热加工用的液压机多为水压机。 油压机在防腐蚀、防锈和润滑性能方面，油优于乳化液。但油的成本高，也易污染工作场地。,2、分类,二、 液压机的特点与应用,1、优点： 容易获得最大压力。 容易获得大的工作行程，并能在行程的任意位置发挥全压，适合要求工作行程大的场合。 容易获得大的工作空间。 压力与速度可以在大范围内方便地进行无级调节，而且可按工艺要求在某一行程作长时间的保压。另外，还便于调速和防止过载。 设计、制造、操作和维修方便，便于实现遥控与自动化。,2、缺点： 对液压元件精度要求较高，结构较复杂，机器的调整和维修
3、比较困难。 高压液体易泄露，不但污染工作环境，浪费压力油，对于热加工场所还有火灾的危险。 效率较低，且运动速度慢，降低了生产率，对于快速小型的液压机，不如曲柄压力机简单灵活。,3、液压机主要应用领域： 金属薄板件的冲压拉深成形工艺。主要用在汽车、家电行业中金属覆盖件的成形加工。 金属机械零件的压力成形。主要包括模压成形、金属型材的挤压成形、冷热模锻、自由锻造等加工工艺。 粉末制品行业。如磁性材料、粉末冶金等。 非金属材料的压制成形，如SMC成型、汽车内饰件的热压成型、橡胶制品等。 木制品的热压成型。比如植物纤维板材、型材的热压加工。 其他应用。如压装、校正、塑封、压印等工艺。,三、液压机的分类
4、,1、按用途分类 手动液压机：一般为小型液压机，用于压制、压装等工艺。 (2) 锻造液压机：用于自由锻造、钢锭开坯以及有色与黑色金属模锻。 (3) 冲压液压机：用于各种板材冲压。 校正压装液压机：用于零件校形及装配。 (5) 层压液压机：用于胶合板、刨花板、纤维板及绝缘材料板等的压制。行程大，层数多，层间距离大，可压制的板数较多。 (6) 挤压液压机：用于挤压各种有色金属和黑色金属的线材、管材、棒材及型材。 (7) 压制液压机：用于粉末冶金及塑料制品压制成型等。 (8) 打包、压块液压机：用于将金属切屑等压成块及打包等。,图9-4 YS系列手动液压机,图9-5 YDZ 1000 柱式自由锻造液
5、压机,图9-6 YQ27系列单动冲压液压机,图9-8 YJ61系列金属挤压液压机,图9-7 YHL41系列单柱校正压装液压机,2、按动作方式分类 (1) 上压式液压机：该类液压机的工作缸安装在机身上部，操作方便，容易实现快速下行，应用最广。 (2) 下压式液压机：该类液压机的工作缸装在机身下部，重心位置较低，稳定性好，制品可避免漏油污染。 双动液压机：上活动横梁分为内、外滑块，分别由不同的液压缸驱动，压力为内外滑块压力的总和。工作方式灵活，适合金属板料的拉深成形，在汽车制造业应用广泛。 (4) 特种液压机：如角式液压机、卧式液压机等。,图9-10 Y34系列下压式油压机,图9-9 下压式液压机
6、工作原理,图9-11 Y71系列上压式四柱型液压机,图9-12 双动液压机,图9-13 卧式金属挤压成型液压机,3、按机身结构分类 (1) 柱式液压机：液压机的上横梁与下横梁（工作台）的连接采用立柱，由锁紧螺母锁紧。压力较大的液压机多为四立柱结构，机器稳定性好，采光也较好。 (2) 整体框架式液压机：机身由铸造或型钢焊接而成，一般为空心箱形结构，抗弯性能较好，立柱部分做成矩形截面，便于安装平面可调导向装置。活动横梁运动精度较高，在塑料制品和粉末冶金、薄板冲压液压机中获得广泛应用。,4、按传动形式分类 (1) 泵直接传动液压机：每台液压机单独配备高压泵，中小型液压机多为这种传动形式。 (2) 泵
7、蓄能器传动液压机：高压液体采用集中供应的办法，可节省资金，提高液压设备的利用率，但需要高压蓄能器和一套中央供压系统，以平衡低负荷和负荷高峰时对高压液体的需要。在使用多台液压机（尤其多台大中型液压机）的情况下较为可行。,9.1.2 主要技术参数,一、最大总压力（工称压力）,液压机的最大总压力或称液压机的吨位，是表示机器压制能力的主要参数，一般用它表示机器规格。例如国产250液压机即表示最大总压力为250吨的塑料（）液压机（）。液压机的最大总压力是根据成型制品所需的压制能力来定，压制能力可按下式计算。,N-压制能力（吨）。 P0-压制压力（公斤/cm2)。 F-压制面积cm2。 n-模具内成型型腔
8、的数目。,二、工作液的压力,工作液压力是液压机设计中比较重要的参数。工作液压力的高低影响工作油缸的大小、液压机的结构尺寸、液压传动系统的设计以及机器的维修等一系列问题。因此，在确定工作压力时，一定要考虑各方面的因素，按照压力标准系列进行确定。目前国内塑料液压机所使用的工作压力有 160、 300、320、500公斤cm2等数种，多数用 300公斤cm2左右的工作压力。液压机的工作压力不宜过低，否则，为了满足液压机最大总压力的需要，就要有较大的工作油缸，使液压机结构庞大，重量增加。,三、最大回程力,最大回程力 ：活动横梁在回程时要克服各种磨擦阻力、回油压力以及构件重力（上压式）。 经验值估算为（
9、最大总压力）的20-50% 。,四、升压时间,升压时间虽然在一些液压机的性能参数中并未列出，但它却是液压机一个比较重要的技术指标。因为在塑料压制过程中不仅需要液压机产生足够的力，而且当被压制塑料正处于粘度最低、流动性最好时，要求液压机的压力能迅速达到最大值，才能保证塑料充满模具，得到满意的制品。因此，液压机工作压力必须在一定时间内升高到所需要的数值。根据经验，目前500吨以下的塑料液压机，要求升压时间大约在 10秒以内。,为了保证塑料充模均匀，升压时间在一个合适的值。升压时间太长，会使整个成型同期延长，升压时间太短，短时间内压力骤升，不利于散热，也不利于排气。,液压机型号表示方法：,图9-14
10、 液压机型号表示方法,例如：Y32A315表示最大总压力为3150kN，经过一次变型的四柱立式万能液压机，其中32表示四柱式万能液压机的组型代号。,9.2 液压机动力装置,液压机的泵站即动力装置必须产生所需的流量计压力的高压液体。一般动力装置的常见形式有泵直接驱动传动式和泵-蓄能器传动两大类。,简单的液压控制系统简介 液压机的工作循环一般包括：空程向下（充液行程）、工作行程、 保压、回程、停止、顶出缸顶出、顶出缸回程等。 1.泵直接驱动传动式液压机的特点 1）活动横梁的行程速度取决于泵的供液量，与工艺过程中的锻件变形阻力无关。 2）泵的供液压力和所消耗的功率与本加工工件的变形阻力有关，工件变形
11、阻力泵的供液压力和所消耗的功率，反之则减小。 3）泵站系统简单，占地面积小，基本投资省，日常维护和保养方便。,泵直接驱动传动原理,泵直接传动的液泵按液压机的最大工作速度和工作压力的选定，由于油泵 压力、流量及功率的增大，使得泵直接传动形式，广泛应用到大中性液压机中。,1.泵-蓄能器传动液压机的特点 1）液压泵和蓄能器的供液压力保持在蓄能器压力波动值范围内。 2）能力的消耗与液压机行程的大小成正比，而与工件变形阻力无关。 3）液压机工作行程的速度取决于工件的变形阻力，阻力大时，速度小。 4）基本投资大，占地面积大。,泵-蓄能器传动原理,目前，泵-蓄能器传动方式已被多个领域所淘汰，在国内大多用于热
12、态金属的挤压与锻造,9.3液压机的典型液压系统,液压系统 液压机的两大组成部分之一。 控制液压机和辅助机构的行程和动作。 一般为高压、大流量系统。 液压机液压系统的一般要求： 1）能实现调整、手动、半自动操作。 2）能实现空程和回程快速运动。 3）根据具体情况确定液体压强，多为2032MPa。 4）回程要求预泄压。 5）中型以上要有压力分级。,液压系统之一（一般通用滑阀式）,液压缸部件,液压机的执行机构 三种结构： 活塞缸：应用于中小型液压机。 柱塞缸：应用与大中型液压机。 差动柱塞缸：应用与卧式液压机。 主要组成部件： 缸体、柱塞（活塞）、导套、密封等。,附属装置-液压垫（顶出缸）,作用类同
13、于曲柄压力机中的气垫 不同点： 易于获得大的作用力。 压力稳定且调整容易。 动作控制灵活。,9.5 机身,作用： 承受全部工作载荷。 安装其它零部件。 为活动横梁提供导向。 常见结构： 梁柱式、单臂式、组合框架式、钢丝缠绕式、板框式、铰链式等。,梁柱式机身 传统结构，应用广泛（几乎所有用途的液压机）。 常见有三梁四柱式、多柱式、双柱下拉式、三柱卧式、四柱卧式等。 组成方式：用立柱内、外螺母将上、下横梁联结成刚性框架。 特点：结构简单、制造容易、精度一般。,三梁四柱式 液压机的传统结构。 应用最为广泛。,多柱式,立柱,重要支撑与受力件，多为锻件，要求严格。 常用材料：35、45、40Cr、20M
14、nMo、20MnSiMo等。 导向部分光滑（Ra0.8以下），表面耐磨。 中小型为实心，3000吨以上空心。 与立柱联结形式有多种。 预紧方法与曲柄压力机立柱预紧相同。,立柱与横梁的联结形式,立柱导套,安装在活动横梁上，以立柱为导轨进行导向。 一般采用较软的材料，目的： 不会磨损立柱表面。 摩擦面的杂质会嵌入导套，不会划伤立柱。 多为剖分式，有35斜度。,横 梁,特点： 外形轮廓大、承受载荷大、局部接触应力大。 一般为箱形结构。 制造方法： 铸造重量较大，适用于中小型批量生产。 焊接重量较轻，适用于大中型生产。,横梁的结构,框架式机身,一般为组合框架式，类似曲柄压力机的机身 主要特点： 刚度好
15、。 导向精度高。 抗疲劳性能好。 制造难度大，成本高。 操作不如梁柱式方便。 应用： 冲压、锻造、挤压等。,单臂式机身,类同于开式曲柄压力机机身。 多用于锻造、校直、厚板冲压等。,几点注意,不同结构机身强、刚度一般符合如下关系： 框架式 梁柱式 单臂式。 但操作方便与工艺适应性常常正好相反。 上传动油压机一般不用于热成形。 偏心载荷不可过大。,1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.9.2720.9.27Sunday, September 27, 2020 2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。03:45:2003:45:2003:459/27/2020 3:45:20 AM 3、
16、越是没有本领的就越加自命不凡。20.9.2703:45:2003:45Sep-2027-Sep-20 4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。03:45:2003:45:2003:45Sunday, September 27, 2020 5、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。20.9.2720.9.2703:45:2003:45:20September 27, 2020 6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2020年9月27日星期日上午3时45分20秒03:45:2020.9.27 7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2020年9月上午3时45分20.9.2703:45September 27, 2020 8、业余生活要有意义，不要越轨。2020年9月27日星期日3时45分20秒03:45:2027 September 2020 9、
