切邊液壓機的原理與使用問題解決

顏旭玲

（廣東汕頭超聲電子股份有限公司，廣東 汕頭 515041）

切邊液壓機的原理與使用問題解決

顏旭玲

（廣東汕頭超聲電子股份有限公司，廣東 汕頭 515041）

切邊液壓機借助液壓傳動，產生動力，按規定完成沖壓、切邊等工作，弄清楚其工作原理，以便于發現問題，并通過技術改進，解決問題。切邊液壓機主要存在振動大，噪聲嚴重、系統壓力不足、保壓效果低等問題。可通過加墊、縮短間距和加壓時間、清洗部件、定期檢修等技術措施，解決相關問題，以保證液壓機功能正常發揮，提高工作效率。

切邊液壓機；技術；問題；解決

切邊液壓機在實際生產中作用巨大，適用于各種可塑性材料的壓制工藝，如切邊、沖壓、彎曲、翻邊、薄板拉伸等。也可以用于砂輪成型、校正、壓裝、冷擠金屬零件成型、塑料制品及粉末制品的壓制成型工藝。切邊液壓機主要是配合模鍛錘或對擊錘等設備，進行熱切邊，達到按規定處理生產件的目的。液壓機在我國的應用歷史悠久，早在上世紀六十年代就開始使用，迄今仍在沿用，而且，切邊液壓機的品種更趨增多，規格更趨多樣，較好地滿足了工業生產的需要。但是，切邊液壓機使用過程中，一些長期存在的問題，無法得到解決，使得該工具的效能、效益尚未盡如人意。認真發現和解決一些懸而未決的問題，提高切邊液壓機的使用效率，延長其使用生命周期，無疑是一項重要的技術創新。我們在使用過程中，注意根據切邊液壓機的工作原理，調整其工作部件，有效減緩問題負效，其中的一些技術改進值得總結。

1 液壓機的工作原理

切邊液壓機借助液壓傳動，產生動力，積壓工件，按規定完成沖壓、切邊、彎曲、拉伸等工作。一般液壓機大多采用按鈕集中控制，工藝動作采用繼電器控制等方式，實現調整、手動和半自動化操作等操作方式，對工件進行有限處理。

1.1 液壓原理

一般液壓機的主機部分主意包括液壓缸、橫梁、立柱及充液裝置等。動力機構由高壓泵、油箱、電動機、控制系統、壓力閥和方向閥等部件組成。一般的液壓機可采用手動控制，引入高新技術的，也可用PLC控制系統等等，通過泵和油缸及各種液壓閥實現能量的轉換，調節和輸送，完成各種工藝動作的循環。這類液壓機具有獨立的動力機構和電氣系統，并采用按鈕集中控制，可實現手動和自動兩種操作方式。

一些切邊或鍛造的液壓機，其結構形式大多采用三梁四柱上推的形式，液壓缸活塞為柱塞式，3個大直徑的主缸安裝在上梁部位，輸出鍛造或切邊壓力；上梁兩側再行安裝兩個小直徑的回升缸，用于回程，再聚壓力。快速切邊或鍛造時，主液壓泵開始啟動，于是，液壓系統回路建立起整體壓力，引導電磁換向閥獲得電流，推動壓力油進入3個主液壓缸；接著，另一電磁換向閥得到電流，插裝閥啟動，帶動兩個回升缸和主缸連通，促使活動梁下行，這就形成了差動切邊或鍛造。當切邊或鍛造結束后，電磁換向閥得電啟動，3個主液壓缸分別通過多個插裝閥，形成三級快速卸荷狀態。當系統內壓力下降到預先設定的壓力后，電磁換向閥得電啟動，促使壓力油進入回升缸，3個主液壓缸上的充液閥打開，液壓機依靠回升缸內遺留壓力能，以及主液壓泵的供油，使活動梁快速上行，這就完成了一個切邊或鍛造的循環。然后再通過壓力或行程控制，液壓機自動進入下一個循環，形成一個快鍛快切循環。其工作簡單結構如圖1所示。

在液壓機運作過程中，其工作壓力、壓制速度、空載快速下行和減速的行程范圍均可根據工藝需要進行調整，并能完成定壓切邊及定程成型等工作方式。這些工藝方式在壓制后具有保壓、延時及自動回程動作。

1.2 工作流程

一些半自動化操作的液壓機，其運作流程如圖2所示。

圖1 切邊或鍛造液壓機壓力系統結構示意圖

圖2 液壓機操作流程示意圖

這一系列的運作過程，形成周期性循環工作狀態，實現相關切邊器件對襯料的剪切和整修工作，完成切邊工作，提高速度和功效，起到人力所不能解決的作用。維持這些流程的正常運作，是保證液壓機功能和作用正常發揮的前提。由于液壓機本身是機械體，就難免存在著損耗、失效和功能變質等，需要發現和分析問題所在，有效解決，以免影響生產。

2 切邊液壓機使用中存在的問題和成因

切邊液壓機使用過程中的問題，較多地集中在能量退化、壓力不足、異常振動、噪聲嚴重等。

2.1 振動劇烈

液壓機是用液壓傳動和產生壓力的，在運作過程中，通過液壓傳遞，產生作用力，推動切邊機切斷邊緣。在切斷邊緣廢角、多余部位的同時，液壓機就會失去負荷，于是，積壓在液壓油箱和液壓機機身的彈性作用力，變形壓縮勢能，并瞬時間釋放，這樣往往會引起液壓機短時間內的劇烈的震動，液壓機的活動橫梁也會下沖一段空間距離。特別的，強烈的液壓沖擊，會震動并危及液壓系統。實驗檢測數據顯示，液壓機的最大剪切力爆發在切入毛邊深度的50%-70%范圍內，當切邊完成的一剎那間，液壓機震動的振幅達到33.6mm，如此長期的大幅度振動，會嚴重影響液壓機的使用壽命，也會易于損壞摸具。這是一般切邊液壓機都難免的問題。

2.2 噪聲嚴重

液壓機運作過程中，積壓在液壓油箱和液壓機躋身的彈性作用力，在變為壓縮勢能的過程中，會產生很大的噪聲，使得液壓環境嘈雜，嚴重影響工作人員的身心健康。

2.3 系統壓力不足

液壓機的無用功較多，特別是在切邊后，較短時間內失去負荷，結果剩余并浪費了大量的能量。這些能量無法儲存和轉化，很多被白白浪費掉。而要轉入新的周期時，液壓動力被分散后，又無法較快回歸聚合成新的動力，因而又出現系統壓力不足的狀況，導致液壓機工作效率不彰，效果不顯著。這種壓力不足，或壓力損耗，其本質就都屬于液壓機的能量退化了。

2.4 保壓效果低下

液壓機借助單向閥保壓，而壓力能否有效維持，需要借助錐形閥芯與閥座的有效密封，實現反向的無泄漏截止。其工作結構原理如圖3所示。液壓機的壓力產生之后，較快地散失殆盡，無法形成壓力維持，結果導致切邊過程無法完成，或出現切邊未完就無法進行下去的狀況，只能又進入新的液壓周期。如此就嚴重降低了切邊效率。問題的成因主要在于，起著保壓作用的單向閥，其錐形閥芯與閥座的線接觸密封圈，密封不嚴，起不到無泄漏截止作用。而密封不嚴的原因，多是液體中有雜質，這些雜質夾附在錐形閥芯和閥座的線接觸處，形成間隙，導致密封失效。或者是雜質影響，使得錐形閥芯密封位置出現凹凸不平的狀況，使密封出現缺口，導致密封失效。

圖3 單向閥結構示意圖

這些問題，主要直接與液壓機的整體設備有關，故根本性的解決辦法，只能從機械設計入手，而細節上的局部的一些問題，可以在使用過程中予以整改，從技術改造的角度給以維修解決。

3 切邊液壓機的技術改進措施

針對問題，從設備制造過程中，尋找解決辦法，這是較為根本性的解決方案。近年來，新生產的切邊液壓機，主要通過研制新的先進的氣液緩沖和減震控制裝置等，適應了切邊、沖裁的工藝特點，使壓力機在突然失荷狀態下也能正常順利工作，而不致有過大的沖擊振動，因而能有效地解決了較大震動的問題。具體的改造是，采用主動減振的方法對液壓機的總體設計作出全面的變動，通過控制改變切邊液壓機的進出口油的流量，來控制滑塊的速度，進而使沖裁過程積蓄在液壓油箱及液壓機機身的彈性變形能量，在工件斷裂前就基本全部釋放出來，因而能最大限度地減少冗余能量，減輕液壓機沖裁所引起的振動，達到減震的目的。其次是引入氣液緩沖技術，由原來的單一的液體壓力增加為氣和油液共同增壓和緩沖。作為一項國際上的新技術，該設備實際上是以壓縮空氣、液壓油為工作介質的吸收沖擊能量的緩沖減振裝置。該裝置通過氣液進口旁路節流的方式，實現了氣液液壓機沖裁過程中的凸模速度的有效控制，從而有效減少了液壓機沖裁時的振動，起到保護設備，提高模具壽命，改善工作環境的作用，而且無需額外的附加液壓系統，旁路節流的能量可以回收。這項技術獲得大家的高度首肯。

而我們在使用過程中，一些器件增加、器件變動和技術操作改進措施，也可以有助于解決振動、噪聲等問題。

3.1 綜合減少噪聲

用軟管連接液壓泵的吸液口和和液（油）箱，同時，檢查并壓縮液壓泵和電機的同軸度、聯軸器的間隙。液管的管道應盡量避免轉彎，以免產生氣穴，增加噪音。必要時，換用新的吸油口的管道，增加其直徑。還有，注意檢查吸油管路的密封處，加強密封，以防止吸入空氣，增加噪聲。有條件的，可在加墊部位，添加橡膠墊圈，綜合措施的結果，可以有效減少噪聲，改善生產環境。

3.2 縮短加壓時間

影響加壓，形成加壓時間拉長的主要因素中，液壓機溢流閥的動作遲緩，是最嚴重的影響因素。可以改變溢流閥卸荷為二位二通式的液動換向閥卸荷，借以單獨控制充液閥的關閉。而泵房到液壓機的管道距離過長，也使加壓時間拉長。為此，可以適當縮短這一管道距離，利用行程開關，使液流閥提前關閉，在合適的前提下，可以改換主換向閥，也可以縮短加壓時間。

3.3 清洗阻尼通道和先導閥

系統無法產生壓力的問題，主要問題在液壓泵和先導溢流閥無法正常工作，如果在使用過程中，突然失卻壓力，則多是因為液壓中較大的顆粒狀雜質，堵塞了先導溢流閥。主閥芯被雜質卡住，都會造成液流無壓力通過溢流口流回液箱，系統就無法產生壓力。主閥體阻尼孔堵塞，也會使液壓傳遞不到主閥上腔，傳遞不到導閥前腔，導閥就失去調節作用，而進液腔壓力又很低，系統壓力就建立不起來。對這一問題的解決，主要是清洗溢流先導閥，清洗阻尼通道，用適度鋼絲反復搓擦，以去除顆粒狀雜質。

3.4 清洗錐形閥芯及其與閥座的線接觸處

通過清洗，去除錐形閥芯附者的雜質，去除閥座密封位置的雜質，加固密封圈，保證密封效果，以免壓力外泄。如果零件變形，無法密封，可整體檢修，更換配件。

3.5 定期檢修

定期檢修是發現問題、解決問題的重要手段，必須通過必要制度的設立，保證切邊液壓機使用過程中，有著正常的檢修措施。檢查過程中，同時做好維護保養，該換配件，就換好，該清洗，就徹底清洗，就能保證器件完好，正常運作，使液壓機功能得以正常發揮。一般認為，至少每兩年必須操作大修保養，包括對調節導套的上下銅瓦等，徹底沖刮細研，以減少間隙。使綜合間隙保持在0.25mm—0.35mm。平時對液壓機的4根立柱、移動工作平臺等的潤滑，必須強化，保持最佳潤滑狀態。可根據切邊工作實際，采用油壺添加潤滑的辦法，每班添加20號機油灌注液壓機立柱和平臺移動切合位置，以維持良好的潤滑狀態。有關問題都宜通過日常檢查和定期維修中，獲得較好解決。這樣才能發揮好切邊液壓機的整體功能和作用，提高其使用效益。

總之，切邊液壓機使用過程中的問題解決，必須從細節抓起，從檢修預防做起，按照工作流程，做好基本的保養檢修工作，同時，加大現場監測力度，發現異常及時處理，避免造成重大損失，以保證液壓機功能的最大值發揮，提高工作效率。

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