液压机高效吨位转换技术

夏卫明，嵇宽斌，杨维民

(江苏国力锻压机床有限公司，江苏 扬州 225127)

液压机高效吨位转换技术

夏卫明，嵇宽斌，杨维民

(江苏国力锻压机床有限公司，江苏 扬州 225127)

我公司率先推出液压机吨位转换技术，并申请技术专利保护。该项技术适用于多缸组合的液压机技术方案，通过吨位转换阀组控制工作油缸的不同组合，实现液压机不同吨位压制，从而提高液压机工进行程的工作速度。该项技术增加的制造成本很少，但可以将液压机的压制速度提高1.5～2.5倍，具有非常高的价值。

液压机；吨位转换；插装阀；充液阀；液压缸

节能减排是我国“十一五”规划纲要的一项重要内容。节能与高效一直是液压机制造厂家和用户共同追逐的目标。液压机在冲压成形过程中，板料变形产生的抗力是逐渐增大的，液压机的工作压力也是逐步增大的。采用多缸驱动，进行工作压力的动态分级，泵输出的油供给其中的不同油缸组合，在不增加装机功率的情况下，可以得到不同的吨位和工作速度分级，此即为吨位转换技术的核心原理。该项技术可大大提高液压机的工作效率，增加用户产量，但液压机的制造成本增加很小，只需增加一组或多组吨位转换阀组即可实现。

我公司早在2010年就在广西柳州2000t大型框架薄板拉伸液压机项目上率先采用了该项技术，并取得非常好的效果，得到用户好评。经过几年的成熟运用，该项技术和控制方法逐步完善，并形成了系列化的设计方案，并于2013年申请了专利保护：一种可进行吨位转换的液压机，专利号：CN201320688071.6。该项技术又在2016年进行了改进升级，成功用于芜湖三花亚威科电器公司的YGM-500伺服液压机上，采用了五缸组合技术方案，可以得到五种吨位和五种速度分级，工作频次可以达到12min-1，用户使用效果非常好。并于2016年申请了发明专利：一种快速稳定的主缸液压系统，专利号：CN201610671545.4，目前该发明专利已经通过审批。

1 吨位转换原理

吨位转换技术最常用的是采用两只活塞缸和一只柱塞缸的三缸组合形式，也可以采用四缸、五缸等多种组合方式。下文以三缸组合形式进行论述，如图1所示。

图1 吨位转换原理

动力油管5上并联连接有可以控制油路通断吨位转换阀组4a、4b。第一电磁阀YV1和第二电磁阀YV2分别控制插装阀C1、C2的开启与关闭。

当第一电磁阀YV1得电，第二电磁阀YV2不得电时，插装阀C1打开，进油油管5向滑块中部的柱塞缸2b打油，两侧油缸2a、2b底部的充液阀3b、3c打开，油箱内油液通过充液阀3b、3c分别流入两侧油缸，仅中间油缸工作，提供第一种吨位。

当第一电磁阀YV1不得电，第二电磁阀YV2得电时,插装阀C2打开，进油油管5向两侧活塞缸2a、2b打油，中间柱塞缸底部的充液阀3a打开，油箱内油液通过充液阀3a流入中间柱塞缸，两侧活塞缸2a、2c工作，提供第二种吨位。

当电磁阀YV1、YV2同时得电，插装阀C1、C2均打开，充液阀均关闭，滑块两侧及中部油缸均工作，提供第三种吨位。

通过电磁阀的通断即可控制提供动力油缸的数量，实现吨位的转换，从而提高液压机滑块的压制速度。该方案中只需增加两组吨位转换阀组和相应的油管连接及少量的电器元件，即可实现三种吨位的转换，相对整机的制造成本增加很少，但液压机的冲压阶段的工作速度可以提高1.5～2.5倍，在深拉伸工艺中功率提高尤为明显。该原理亦可用于四缸、五缸甚至更多缸的多种吨位转换组合。

液压机在作吨位转换时，不同吨位的切换可以通过滑块的位置检测反馈给电控系统进行控制，一般可以采用位移传感器设置不同的行程位置，采用不同压制吨位。三种吨位的转换作为粗略的设置可以均匀取工进行程的1/3。如果需要精细设置，可以结合工件的压力行程曲线进行设置，则更为准确。

2 应用案例

2.1 案例一

某630t液压机采用了吨位转换技术，驱动滑块的主油缸为230t+200t×2的三缸组合结构，采用3件160ml/r的恒功率变量柱塞泵驱动，泵的容积效率取0.92，计算得到的速度列表如表1所示。

表1 630t液压机吨位组合工作速度

由表1数据可知，液压机在前1/3工进行程处工作速度提高了2.7倍，在1/3～2/3工进行程处工作速度提高了1.57倍，整个工作行程提高速度约为(2.7/3+1.57/3+1)/3=1.75倍。提速效果非常明显。

2.2 案例二

我公司为芜湖三花亚威科电器公司开发的YGM-500伺服液压机采用300t+50t×4五缸组合方案，如图2所示。该液压机可以实现 100t、200t、300t、400t、500t五种吨位转换。其中300t主缸为活塞缸,还负责滑块回程，4件50t主缸为柱塞缸。每只油缸缸底安装了一只高频响的动态阀补油，以适用滑块高速运行快速响应的需要。该液压机工作效率非常高，配合自动送料装置，每分钟能生产12个零件，用户非常满意。

图2 YGM-500伺服液压机油缸组合方案

3 结束语

我公司不断进行技术创新，率先推出液压机吨位转换技术，无需增加装机功率，在增加很少的制造成本的基础上，极大提高了液压机工作效率。

[1] 夏卫明，骆桂林，嵇宽斌.一种新型无级可调高速伺服液压机液压系统[J].锻压装备与制造技术，2012，47(5).

[2] 夏卫明，骆桂林，等.一种无级可调恒压控制液压系统及其应用[J].锻压装备与制造技术，2010，45(5).

High efficiencytonnage conversion technology of hydraulic press

XIA Weiming,JI Kuanbin,YANG Weimin
(Jiangsu Guoli Metal Forming Machine Tool Co.,Ltd.,Yangzhou 225009,Jiangsu China)

The tonnage conversion technology of hydraulic press has been put forward in the text with patent protection,which is suitable for the hydraulic press with combination of multi-cylinder.The different combination of working hydraulic cylinders has been controlled by tonnage conversion valves.Thus in this way,the different tonnages have been achieved and the working speed of the hydraulic press in the pressing phase has been improved.The increased manufacturing cost for this technology is small,but the pressing speed has been increased by 1.5-2.5 times,which has very high value.

High efficiency;Tonnage conversion;Hydraulic press;Cartridge valve;Suction valve;Hydraulic cylinder

TG315.4

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.05.002

1672-0121(2017)05-0009-02

2017-03-30；

2017-04-24

夏卫明(1981-)，男，硕士，工程师，从事液压机研发。E-mail：xiaweiming2000@aliyun.com