切边液压机的原理与使用问题解决

颜旭玲

（广东汕头超声电子股份有限公司，广东 汕头 515041）

切边液压机的原理与使用问题解决

颜旭玲

（广东汕头超声电子股份有限公司，广东 汕头 515041）

切边液压机借助液压传动，产生动力，按规定完成冲压、切边等工作，弄清楚其工作原理，以便于发现问题，并通过技术改进，解决问题。切边液压机主要存在振动大，噪声严重、系统压力不足、保压效果低等问题。可通过加垫、缩短间距和加压时间、清洗部件、定期检修等技术措施，解决相关问题，以保证液压机功能正常发挥，提高工作效率。

切边液压机；技术；问题；解决

切边液压机在实际生产中作用巨大，适用于各种可塑性材料的压制工艺，如切边、冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以用于砂轮成型、校正、压装、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型工艺。切边液压机主要是配合模锻锤或对击锤等设备，进行热切边，达到按规定处理生产件的目的。液压机在我国的应用历史悠久，早在上世纪六十年代就开始使用，迄今仍在沿用，而且，切边液压机的品种更趋增多，规格更趋多样，较好地满足了工业生产的需要。但是，切边液压机使用过程中，一些长期存在的问题，无法得到解决，使得该工具的效能、效益尚未尽如人意。认真发现和解决一些悬而未决的问题，提高切边液压机的使用效率，延长其使用生命周期，无疑是一项重要的技术创新。我们在使用过程中，注意根据切边液压机的工作原理，调整其工作部件，有效减缓问题负效，其中的一些技术改进值得总结。

1 液压机的工作原理

切边液压机借助液压传动，产生动力，积压工件，按规定完成冲压、切边、弯曲、拉伸等工作。一般液压机大多采用按钮集中控制，工艺动作采用继电器控制等方式，实现调整、手动和半自动化操作等操作方式，对工件进行有限处理。

1.1 液压原理

一般液压机的主机部分主意包括液压缸、横梁、立柱及充液装置等。动力机构由高压泵、油箱、电动机、控制系统、压力阀和方向阀等部件组成。一般的液压机可采用手动控制，引入高新技术的，也可用PLC控制系统等等，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。这类液压机具有独立的动力机构和电气系统，并采用按钮集中控制，可实现手动和自动两种操作方式。

一些切边或锻造的液压机，其结构形式大多采用三梁四柱上推的形式，液压缸活塞为柱塞式，3个大直径的主缸安装在上梁部位，输出锻造或切边压力；上梁两侧再行安装两个小直径的回升缸，用于回程，再聚压力。快速切边或锻造时，主液压泵开始启动，于是，液压系统回路建立起整体压力，引导电磁换向阀获得电流，推动压力油进入3个主液压缸；接着，另一电磁换向阀得到电流，插装阀启动，带动两个回升缸和主缸连通，促使活动梁下行，这就形成了差动切边或锻造。当切边或锻造结束后，电磁换向阀得电启动，3个主液压缸分别通过多个插装阀，形成三级快速卸荷状态。当系统内压力下降到预先设定的压力后，电磁换向阀得电启动，促使压力油进入回升缸，3个主液压缸上的充液阀打开，液压机依靠回升缸内遗留压力能，以及主液压泵的供油，使活动梁快速上行，这就完成了一个切边或锻造的循环。然后再通过压力或行程控制，液压机自动进入下一个循环，形成一个快锻快切循环。其工作简单结构如图1所示。

在液压机运作过程中，其工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围均可根据工艺需要进行调整，并能完成定压切边及定程成型等工作方式。这些工艺方式在压制后具有保压、延时及自动回程动作。

1.2 工作流程

一些半自动化操作的液压机，其运作流程如图2所示。

图1 切边或锻造液压机压力系统结构示意图

图2 液压机操作流程示意图

这一系列的运作过程，形成周期性循环工作状态，实现相关切边器件对衬料的剪切和整修工作，完成切边工作，提高速度和功效，起到人力所不能解决的作用。维持这些流程的正常运作，是保证液压机功能和作用正常发挥的前提。由于液压机本身是机械体，就难免存在着损耗、失效和功能变质等，需要发现和分析问题所在，有效解决，以免影响生产。

2 切边液压机使用中存在的问题和成因

切边液压机使用过程中的问题，较多地集中在能量退化、压力不足、异常振动、噪声严重等。

2.1 振动剧烈

液压机是用液压传动和产生压力的，在运作过程中，通过液压传递，产生作用力，推动切边机切断边缘。在切断边缘废角、多余部位的同时，液压机就会失去负荷，于是，积压在液压油箱和液压机机身的弹性作用力，变形压缩势能，并瞬时间释放，这样往往会引起液压机短时间内的剧烈的震动，液压机的活动横梁也会下冲一段空间距离。特别的，强烈的液压冲击，会震动并危及液压系统。实验检测数据显示，液压机的最大剪切力爆发在切入毛边深度的50%-70%范围内，当切边完成的一刹那间，液压机震动的振幅达到33.6mm，如此长期的大幅度振动，会严重影响液压机的使用寿命，也会易于损坏摸具。这是一般切边液压机都难免的问题。

2.2 噪声严重

液压机运作过程中，积压在液压油箱和液压机跻身的弹性作用力，在变为压缩势能的过程中，会产生很大的噪声，使得液压环境嘈杂，严重影响工作人员的身心健康。

2.3 系统压力不足

液压机的无用功较多，特别是在切边后，较短时间内失去负荷，结果剩余并浪费了大量的能量。这些能量无法储存和转化，很多被白白浪费掉。而要转入新的周期时，液压动力被分散后，又无法较快回归聚合成新的动力，因而又出现系统压力不足的状况，导致液压机工作效率不彰，效果不显著。这种压力不足，或压力损耗，其本质就都属于液压机的能量退化了。

2.4 保压效果低下

液压机借助单向阀保压，而压力能否有效维持，需要借助锥形阀芯与阀座的有效密封，实现反向的无泄漏截止。其工作结构原理如图3所示。液压机的压力产生之后，较快地散失殆尽，无法形成压力维持，结果导致切边过程无法完成，或出现切边未完就无法进行下去的状况，只能又进入新的液压周期。如此就严重降低了切边效率。问题的成因主要在于，起着保压作用的单向阀，其锥形阀芯与阀座的线接触密封圈，密封不严，起不到无泄漏截止作用。而密封不严的原因，多是液体中有杂质，这些杂质夹附在锥形阀芯和阀座的线接触处，形成间隙，导致密封失效。或者是杂质影响，使得锥形阀芯密封位置出现凹凸不平的状况，使密封出现缺口，导致密封失效。

图3 单向阀结构示意图

这些问题，主要直接与液压机的整体设备有关，故根本性的解决办法，只能从机械设计入手，而细节上的局部的一些问题，可以在使用过程中予以整改，从技术改造的角度给以维修解决。

3 切边液压机的技术改进措施

针对问题，从设备制造过程中，寻找解决办法，这是较为根本性的解决方案。近年来，新生产的切边液压机，主要通过研制新的先进的气液缓冲和减震控制装置等，适应了切边、冲裁的工艺特点，使压力机在突然失荷状态下也能正常顺利工作，而不致有过大的冲击振动，因而能有效地解决了较大震动的问题。具体的改造是，采用主动减振的方法对液压机的总体设计作出全面的变动，通过控制改变切边液压机的进出口油的流量，来控制滑块的速度，进而使冲裁过程积蓄在液压油箱及液压机机身的弹性变形能量，在工件断裂前就基本全部释放出来，因而能最大限度地减少冗余能量，减轻液压机冲裁所引起的振动，达到减震的目的。其次是引入气液缓冲技术，由原来的单一的液体压力增加为气和油液共同增压和缓冲。作为一项国际上的新技术，该设备实际上是以压缩空气、液压油为工作介质的吸收冲击能量的缓冲减振装置。该装置通过气液进口旁路节流的方式，实现了气液液压机冲裁过程中的凸模速度的有效控制，从而有效减少了液压机冲裁时的振动，起到保护设备，提高模具寿命，改善工作环境的作用，而且无需额外的附加液压系统，旁路节流的能量可以回收。这项技术获得大家的高度首肯。

而我们在使用过程中，一些器件增加、器件变动和技术操作改进措施，也可以有助于解决振动、噪声等问题。

3.1 综合减少噪声

用软管连接液压泵的吸液口和和液（油）箱，同时，检查并压缩液压泵和电机的同轴度、联轴器的间隙。液管的管道应尽量避免转弯，以免产生气穴，增加噪音。必要时，换用新的吸油口的管道，增加其直径。还有，注意检查吸油管路的密封处，加强密封，以防止吸入空气，增加噪声。有条件的，可在加垫部位，添加橡胶垫圈，综合措施的结果，可以有效减少噪声，改善生产环境。

3.2 缩短加压时间

影响加压，形成加压时间拉长的主要因素中，液压机溢流阀的动作迟缓，是最严重的影响因素。可以改变溢流阀卸荷为二位二通式的液动换向阀卸荷，借以单独控制充液阀的关闭。而泵房到液压机的管道距离过长，也使加压时间拉长。为此，可以适当缩短这一管道距离，利用行程开关，使液流阀提前关闭，在合适的前提下，可以改换主换向阀，也可以缩短加压时间。

3.3 清洗阻尼通道和先导阀

系统无法产生压力的问题，主要问题在液压泵和先导溢流阀无法正常工作，如果在使用过程中，突然失却压力，则多是因为液压中较大的颗粒状杂质，堵塞了先导溢流阀。主阀芯被杂质卡住，都会造成液流无压力通过溢流口流回液箱，系统就无法产生压力。主阀体阻尼孔堵塞，也会使液压传递不到主阀上腔，传递不到导阀前腔，导阀就失去调节作用，而进液腔压力又很低，系统压力就建立不起来。对这一问题的解决，主要是清洗溢流先导阀，清洗阻尼通道，用适度钢丝反复搓擦，以去除颗粒状杂质。

3.4 清洗锥形阀芯及其与阀座的线接触处

通过清洗，去除锥形阀芯附者的杂质，去除阀座密封位置的杂质，加固密封圈，保证密封效果，以免压力外泄。如果零件变形，无法密封，可整体检修，更换配件。

3.5 定期检修

定期检修是发现问题、解决问题的重要手段，必须通过必要制度的设立，保证切边液压机使用过程中，有着正常的检修措施。检查过程中，同时做好维护保养，该换配件，就换好，该清洗，就彻底清洗，就能保证器件完好，正常运作，使液压机功能得以正常发挥。一般认为，至少每两年必须操作大修保养，包括对调节导套的上下铜瓦等，彻底冲刮细研，以减少间隙。使综合间隙保持在0.25mm—0.35mm。平时对液压机的4根立柱、移动工作平台等的润滑，必须强化，保持最佳润滑状态。可根据切边工作实际，采用油壶添加润滑的办法，每班添加20号机油灌注液压机立柱和平台移动切合位置，以维持良好的润滑状态。有关问题都宜通过日常检查和定期维修中，获得较好解决。这样才能发挥好切边液压机的整体功能和作用，提高其使用效益。

总之，切边液压机使用过程中的问题解决，必须从细节抓起，从检修预防做起，按照工作流程，做好基本的保养检修工作，同时，加大现场监测力度，发现异常及时处理，避免造成重大损失，以保证液压机功能的最大值发挥，提高工作效率。

[1]边海岸，戴双献.四柱式万能液压机液压系统原理研究[J]，机械工程师，2007（07）.

[2]高俊峰.我国快锻液压机的发展与现状[J].锻压技术，2008（06）.

[3]印磊.一种轴承装配液压机[J].流动传动与控制，2013（05）.