第三章 液压机ppt

第三章液压机

液压机是一种利用液体的压力来传递能量的设备。

液压机广泛用于板料成形，管、线、型材挤压，粉末冶金，塑料及橡胶成型，胶合板压制，打包，人造金刚石、砖、耐火砖、炭极压制，压装和校正等，是工业生产中必不可少的设备。本章分四节介绍：

●液压机的工作原理、特点及分类

●液压机本体结构

●液压系统

●液压机的主要技术参数及其选用

第一节

液压机的工作原理、特点及分类

本节主要介绍：一、液压机工作原理二、液压机的分类三、液压机的特点四、液压机型号表示方法

一、液压机工作原理

1、帕斯卡原理----静压下密闭容器中，液体压力等值传递原理。

2、基本组成主机（本体）：机架、活动部件、液压缸、导向装置等；液压系统：泵、液压缸、控制阀、辅助元件；

3、液压机工作循环过程

泵直接传动：（一）充液行程（二）工作行程（三）保压（四）回程（五）停止（六）顶出缸顶出（七）顶出缸回程泵-蓄势器传动

二、液压机的分类

1、按工作介质分类

1°水压机：工作介质为乳化液---2%乳化脂+98%

软水乳化液价格便宜，不燃烧，不易污染场地。

2°油压机：工作介质为机械油或液压油。油的防腐、防锈及润滑性好，粘度大，易于密封。但易燃，成本高，易污染场地。

2、按用途分类

1°手动液压机

2°锻造液压机：自由锻造、模锻、开坯

3°冲压液压机：板料冲压

4°一般用途液压机：通用液压机

5°校正、压装用液压机。

6°层压液压机胶合板、刨花板、纤维板、绝缘材料。

7°挤压液压机线材、管材、棒材、型材、工件拉深、穿孔。

8°压制液压机粉末冶金、人造金刚石、耐火砖、碳极、塑料、橡胶压制。

9°打包、压块液压机

10°其他液压机轮轴压装、电缆包覆、模具研配。

3、按动作方式分类

1°上压式液压机

2°下压式液压机

4、按运动部件数量分类：单动、双动、三动

5、按安装方式分类：立式、卧式、角式

6、按机身结构分类

1°梁柱式液压机

2°框架式液压机：整体式、组合式

3°单臂式液压机

4°钢带緾绕式液压机

5°板框式液压机∶7、按驱动方式分类

1°泵直接驱动液压机

2°泵蓄能器驱动液压机

三、液压机的特点

1°液压传动，结构简单，易于实现很大的工作压力、较大的工作空间、较长的工作行程，适应性强，便于压制大型或较长较高零件；

2°可在行程的任何位置产生最大压力。并可在下转换点长时间保压；

3°可用简单方法调压限压，可以可靠地防止过载，保护模具和设备。

4°滑块行程可任意改变，滑块下转换点可根据压力和行程来控制和改变。

5°滑块速度可调。可适应各种工艺要求。泵直接传动速度调节与压力机行程无关。

6°工作平稳，撞击、振动和噪声小。对工人健康、厂房基础、周围环境及设备本身都有好处。

存在如下缺点：

1°活动横梁运行较慢，生产率、机械效率不够高；

2°冲裁、剪切等切断类工艺振动大，应采取缓冲措施；

3°调整、维修较机械压力机困难；

4°压力高，密封要求高，易产生泄漏。

四、液压机型号表示方法□△□□△―□△产品重大改进序号主参数通用特性代号组型（系列）代号同一型号产品的变型顺序号类代号

第二节液压机的本体结构本节主要介绍：一、典型结构形式概述二、机架部件三、液压缸部件四、附属装置徐州徐州

设计和选用时，应主要考虑的三个基本原则：

1°尽可能好地满足工艺要求，便于操作；

2°具有合理的强度与刚度，使用可靠，不易损坏；

3°具有很好的经济性，质量轻，制造维修方便。

一、典型结构形式概述

1、梁柱组合式是传统的结构形式，应用广泛，有单柱式、双柱式、三柱式、四柱式、多柱式等多种结构。最常见的是三梁四柱式。

特点：1°结构较简单，制造、维修较易；

2°操作使用方便；

3°抗疲劳性能差，导向精度一般。

2、单臂式

多用于冲压、锻造、校正和小型液压机。

特点：1°结构较简单，制造、维修较易；

2°操作、使用方便；

3°导向精度差；

4°刚度较差，受力时会产生角变形，机身转角处存在应力集中。

3、框架式常见的结构形式，可分组合式和整体式。

特点：1°机身刚度好，组合式：立柱和拉紧螺杆共同承受负荷；整体式：避免了螺钉松动的缺陷；

2°导向精度高；

3°提高了立柱抗疲劳性能；

4°结构较复杂，成本高，整体式加工、运输难度大；

5°操作不如梁柱式方便。

4、双柱下拉式主要适用于中、小锻造液压机，它由两根立柱和上、下横梁组成一可动的封闭框架。

特点：1°重心低，稳定性好，抗偏载能力强；

2°工作缸不易损坏；

3°压力机地面上高度小，安装不受车间高度限制，可减少上横梁尺寸；

4°操作方便；

5°地下工程量大；

6°运动部分质量大，惯性大。

二、机架部件

（一）立柱包括立柱、立柱螺母和导套

1、立柱

功能：支撑件、受力件、导向件。

要求：足够的强度、刚度和加工、安装精度。

材料：

结构：实心圆柱体（2.5万KN以下）空心圆柱台（3万KN以上）

加工精度：表面粗糙度几何形状精度、表面硬度要求高。

立柱与横梁的连接

双螺母式：加工、安装、维修比较方便，易松动和产生水平移动；

锥台式：刚度较高，可防止梁的水平移动，加工、安装困难，不易维修，若尺寸不准，会造成较大装备应力；

锥套式：便于调整对中，可以消除或减轻应力

集中，易松动，影响机架刚度。

立柱的预紧方式：加热预紧：预紧效果好，最常用超压预紧：12-4#

2、立柱螺母

结构：圆形螺母（整体式和分体式）螺纹：5000KN以下细牙螺纹

5000KN以上锯齿形螺纹

材料：45#锻钢ZG270~500铸钢

3、立柱导套

作用：1°提高导向精度，减少工作缸密封件磨损提高模具寿命和加工精度；

2°延长立柱和横梁的寿命。

结构：圆柱面导套球面导套：单球面导套、双球面导套可调间隙导套

材料：铸造铜合金：如锡青铜铸铁：HT200以下L3-5

（二）横梁包括上横梁、下横梁（底座）、活动横梁（滑块）

结构：多采用空心箱型结构，增设肋板提高其强度和刚度。

加工方法：铸造和焊接

材料：铸铁HT200小型液压机铸钢ZG270~500

焊接钢板：Q235、16Mn、A3焊接下横梁L1-5

三、液压缸部件

作用：液体压力能→机械能

（一）液压缸的分类及其特点

1、按额定工作压力分类低压液压机p≤2.5Mpa

中压液压机（2.5~8.0）Mpa

中高压液压机（8.0~16）Mpa

高压液压机（16~32）Mpa

超高压液压机＞32Mpa

2、按结构不同分类

1）柱塞式液压缸

水压机主工作缸、回程缸、工作台移动缸、平衡缸。

特点：单作用液压缸，单处密封，单处导向，导向性能差，内表面要求低，加工制造容易。

2）活塞式液压缸

主要用于中、小型液压机和液压辅助系统工作缸，大、中型液压机顶出缸。

特点：双作用液压缸；两处密封，密封要求高；导向精度高；加工制造成本高。

3）差动柱塞式液压缸多用于卧式液压机和立式液压机回程缸。

特点：单作用液压缸，但有利于回程；两处密封，密封要求高；两处导向，导向及抗偏载能力强。

（二）液压缸的安装

1、法兰支承缸底处固定的液压缸

特点：法兰承受全部载荷，法兰过渡区存在应力集中，易于疲劳破坏。

2、缸底支承特点：可减轻毛坯重量；改善了缸体受力，避免了应力集中现象；a)缸底接触情况不明，增加了活动部分质量；b)增加了整机高度。

（三）导套与密封

1、液压缸导套

作用：1°保证活塞或柱塞的运动精度；

2°延长活塞或柱塞、缸的使用寿命。

材料：铸造铜合金：如锡青铜铸造锌铝合金：如

导向长度：柱塞：立式：H=(0.4~0.8)dd-柱塞直径卧式：H=(0.8~1.5)dd大时，取小值。活塞式导向长度可比上述值小一些。

表面粗糙度：内壁

2、密封

作用：1°防止高压液体泄漏，保持液体压力；

2°防止外界异物渗入，如：水、灰尘或其它介质。

要求：1°密封性能好，能随着液体压力的增加自动提高密封性能；

2°摩擦阻力小，耐磨，寿命长；

3°使用维修简单，易拆换，成本低，制造容易。

密封材料应具有的性能特点：

1°在一定的温度范围内，化学稳定性好，不溶于工作介质，与金属接触不粘着，不互相腐蚀；

2°在一定时间范围内，不软化，不硬化，弹性好，不易变形，耐磨，摩擦系数小；

3°易于成形，成本低。

常用密封材料：

橡胶：耐油橡胶、夹布橡胶、聚氨脂橡胶塑料：聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙6、尼龙1010

紫铜

密封件形状：v形、u形、Y形、YX形、O形、人字形此外还有三角形、矩形、梯形等。

（四）液压缸损坏情况及原因分析

1、损坏情况

1）疲劳破坏

a、法兰部分b、缸底

c、圆筒筒壁

2）气饰破坏：介质气饰产生窝状麻点破坏。

2、损坏原因分析

1）设计方面：结构尺寸设计是否合理？如：法兰高度小和外径偏大、过渡区圆弧半径小、横梁刚度不够或肋板布置不合理

2）加工制造方面：加工制造精度是否达到要求？如：表面粗糙度、锻造和铸造毛坯缺陷、焊接和热处理质量

3）安装使用方面：安装使用是否合理？如：液压缸的固定（牢度和接触面积）、介质质量

（五）柱塞与活动横梁的连接形式

1、刚性连接：单缸液压缸及三缸液压机中间工作缸

特点：增加了导向长度，提高了导向精度及抗偏载能力，但偏载加剧了导套及密封件的磨损。

2、球面支承连接：多缸及三缸液压机侧工作缸及回程缸特点：柱塞或活塞可保持垂直，有利于减少导套及密封件的磨损。工作台与顶出缸的连接（六）工作台与顶出缸的连接

四、附属装置

1、顶出装置

种类：

单缸式顶出装置多缸式顶出装置活塞式顶出装置柱塞式顶出装置

2、活动横梁保险装置

------防止活动横梁下滑的装置。

若：1°密封损坏；

2°管路联接松动；

3°背压阀失灵；

4°活塞杆与横梁联接松动。都将造成横梁下落造成设备和人身伤亡事故。

3、打料装置

冲压液压机多采用液压打料装置。特点：

1°可以在任意位置实行打料；

2°打料力大；

3°打料力和打料行程易于调节，便于操作。

4、缓冲装置（系统）

作用：阻止或减缓液压机突然失荷时的能量释放，降低设备的振动，保护模具和液压机，提高模具和液压机的寿命，扩大液压机的工艺范围。

产生振动的原因：

1°工作时机身变形所储存弹性能的突然释放；10%2°工作时液压缸缸内所储存的液体压力能的突然释放。90%

种类：1）液压缓冲装置

2）机械缓冲装置

3）伺服控制缓冲系统

4）液压缓冲系统▲液压缓冲器置于工作台上，在冲断工件前，滑块与活塞杆接触，推动活塞下行，压力油经节流阀排回储液罐，在工件被冲断瞬间，节流阀会产生很大阻力阻止活动横梁下冲，可使卸载时间由5ms延长到100ms。▲碟形弹簧缓冲器置于工作台上，选用不同规格和数量的碟簧可调节缓冲力和工作位置。▲伺服控制缓冲系统由现代检测系统和伺服系统组成，现代检测系统准确测定动梁位置或工作缸液体压力，当检测值与设定值相等时，停止加载，利用液压机释放机身和工作缸内液体所储存的弹性能完成冲裁任务。▲液压缓冲系统如图所示：来自回程缸或工作缸下腔油G09-5电磁换向阀电液比例阀插装阀第三节

液压系统

本节主要介绍：

▲液压系统的作用、组成及基本要求；▲以两种典型液压机液压系统为例，介绍其系统组成、工作原理及其特点。通过学习，进一步理解液压机工作原理和特点。一、液压系统概述

作用：1°实现各种能量的转换；

2°控制主机和辅助机构完成各种动作。

基本组成：1°动力元件：电动机、泵

2°执行元件：各类工作缸

3°控制元件：压力、流量、方向控制阀

4°辅助元件：油箱、压力表、过滤器等

基本要求：1°在操作性能方面，应有利于对模具的调整，可实现手动和半自动操作；

2°在行程速度方面，可实现空程快速下行和回程；

3°在工作液体压力方面，一般属于高压范畴。标称压力小，结构空间大的可取小值，反之取大值；

4°在工艺特点方面，标称压力小的小型液压机不分级，大、中型液压机应分级。可节约能源，保护设备和模具；

5°在防振性能方面，应具有回程预卸载功能。

二、一般通用液压机液压系统分析

（一）用途

适应多种压制工艺，所以亦称万能液压机。多用于生产批量不大，而工艺范围广的部门。

（二）工作特点

1°工作台面大，滑块行程长，可满足多种工艺要求；

2°设有浮动液压缸，用于下顶料、反向拉深、压边；

3°设有充液系统；

4°设有预卸载回路；

5°具有点动、手动、半自动工作方式；

6°结构简单，便于维修。

（三）液压系统

1、组成

2、工作原理Y32-315液压系统1°启动2°活动横梁空程快速下降

1YA、5YA得电3°活动横梁慢速下降及工作加压4°保压√√5°卸压6°回程7°浮动压边8°顶出缸顶出9°顶出缸退回

【附】逻辑阀（插装阀或锥阀式液压阀）

A、方向控制逻辑阀

1、单向阀

AB2、液控单向阀电磁铁失电

AB

电磁铁得电

ABBBAAABBA三、双动拉深液压机（一）双动拉深液压机结构

具有内、外两个滑块

1、工作滑块与压边滑块驱动缸位于机身上部。具有较大的工作台面，应用较广。

2、工作滑块驱动缸位于机身上部，压边滑块驱动缸固定在下横梁上。通常用于中、小型液压机。

（二）双动拉深液压机的特点及应用

1、特点

1°活动横梁和压边滑块分开驱动。工作压力和运动速度可分开控制，可根据工艺要求分别进行调整；

2°活动横梁和压边滑块可同步运动，工作压力等于其压力总和；

3°工作行程和压边行程较大，有利于实行大行程的拉深工艺。

2、应用

主要用于拉深工艺，也可以用于其它板料成形和粉末冶金。

（三）双动拉深液压机的液压系统内外快降（1、4、6得电）内外慢降（1、4得电）外滑块压边（1、4、6得电）内滑块拉深（1、4、6得电）四压边互不干扰内外回程（1、3得电）连接机构顶出（1、2得电）同步运动（1、4、5得电）第四节

液压机的主要技术参数及其选用

液压机的技术参数是根据液压机的工艺用途及结构类型来确定的，反映了液压机的工艺能力和特点、可加工零件的尺寸范围等指标，是选用和选购液压机的主要依据。不同液压机技术参数指标有所不同，但主要技术参数基本一致。本节介绍液压机主要技术参数及其选择和使用。

一、主要技术参数

1、标称压力（KN）

----设备名义上能产生的最大压力。数值上等于液压机液压系统的额定液体压力与工作柱塞（活塞）总面积之乘积（取整）。它是表示液压机压制能力的主要参数，一般用它来表示液压机的规格。

我国液压机标称压力采用公比为系列：如：250、400、630、1000、1600、2500KN3150、4000、5000、6300、8000、10000KN

大、中型液压机标称压力常分为2~3级，泵直接驱动液压机和小型液压机不进行压力分级。

2、额定液体压力（液体最大工作压力）

3、最大净空距（开口高度）H（mm)

----活动横梁在其上限位置时，从工作台上表面到活动横梁下表面的距离。

影响最大总压力的因素除了工作缸缸径大小以外，还有工作液体压力。工作液体压力不宜过低，否则不能满足液压机最大总压力的需要。反之，工作液体压力过高，液压机密封难以保证，甚至损坏液压密封元件。目前国内塑料液压机所用的工作液压力在16Mpa~50MPa之间，最常用为32MPa左右的工作液压力。

最大净空距一方面与装模高度、工作行程长度、取件空间大小有关，另一方面与机身高度（刚度）、稳定性和厂房高度有关。

4、最大行程S(mm)

----活动横梁能够移动的最大距离。

最大行程与加工工件的高度有关，与整机高度、工作缸和回程缸的高度有关。

5、工作台尺寸B×T(mm)

----工作台上可利用的有效尺寸。常用长×宽表示。工作台尺