液壓機的工作原理
8.2.1 液壓機的工作原理 
液壓機是根據(jù)帕斯卡原理制成的，它利用液體壓力來傳遞能量，以實現(xiàn)各種壓力加工工藝要求。
液壓機的工作原理如圖8-7所示。兩個充滿工作液體的具有柱塞或活塞的容腔由管道相連接。當小柱塞上作用的力為
時，根據(jù)帕斯卡原理：在密閉的容器中，液體壓力在各個方向上是相等的，則壓力將傳遞到容腔的每一點。因此，在大柱塞2上將產(chǎn)生向上的作用力
，迫使制件3變形，且
。
，
分別為小柱塞1和大柱塞2的工作面積。
| 圖8-7 液壓機工作原理 | |
1―小柱塞 2―大柱塞 3―制件 |
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| 動畫講解 | 圖片說明 |
8.2.2 液壓機的液壓系統(tǒng)
液壓機主要是靠液體壓力來完成工作的，大多數(shù)屬于高壓、大流量的范疇。下面以四柱式通用液壓機的液壓系統(tǒng)為例來介紹。
圖8-8為Y32-315型通用液壓機的液壓系統(tǒng)原理圖，可完成空程快速下降、慢速下降、工作加壓、保壓、卸壓回程、浮動壓邊及頂出等動作。
| 圖8-8 Y32-315型通用液壓機液壓原理圖（滑閥控制） | |
1―控制泵組 2―主電動機 3―液壓泵 4，10―電液換向閥 5，7，8―溢流閥 |
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| 動畫講解 | 圖片說明 |
啟動。液壓泵電動機啟動時，全部換向閥的電磁鐵處于斷電狀態(tài)，泵輸出的油經(jīng)三位四通電液換向閥10（中位）流入油箱，泵空載啟動。
活動橫梁空程快速下降。電磁鐵1YA及5YA通電，閥10及閥11換向至右位，控制油經(jīng)閥11（右位），打開夜控單向閥12，主缸下腔油經(jīng)閥12、閥10（右位）及閥4（中位）排回油箱。動梁在重力作用下快速下降，此時主缸上腔形成負壓，上部油箱的低壓油經(jīng)充液閥14向主缸上腔充液，同時泵輸出的油也經(jīng)閥10（右位）及單向閥16進入主缸上腔。
活動橫梁慢速下降及工作加壓?；顒訖M梁降至一定位置時，觸動行程開關(guān)2S，使5YA斷電，閥11復位，液控單向閥12關(guān)閉，主缸下腔油需經(jīng)支撐閥13排回油箱，活動橫梁不再靠重力作用下降，必須依靠泵輸出的壓力油對活塞加壓，才能使活動橫梁下降，活動橫梁速度減慢。此時活動橫梁速度決定于泵的供油量，改變泵的流量即可調(diào)節(jié)活動橫梁的運動速度。同時由于主缸上腔油壓較高，液動滑閥15在油壓作用下，恒處于上位的動作狀態(tài)。
保壓。電磁鐵1YA斷電，利用單向閥16及充液閥14的錐面，對主缸上腔油進行密封，依靠油及機架的彈性進行保壓。
當主缸上腔油壓降至一定值時，壓力繼電器17發(fā)訊，使電磁鐵1YA通電，泵向主缸上腔供油使油壓升高，以保證保壓壓力；而當油壓超過一定值時，壓力繼電器17又發(fā)訊，使1YA斷電，液壓泵停止向主缸上腔供油，油壓不再升高。
卸壓回程。電磁鐵2YA通電，閥10換至左位，壓力油經(jīng)閥10（左位）使充液閥14開啟，主缸上腔油經(jīng)閥14排回油箱，油壓開始下降。但當主缸上腔油壓大于液動滑閥15的動作壓力時，閥15始終處于上位。壓力油經(jīng)閥10（作為）及閥15（上位）使順序閥18開啟，壓力油可經(jīng)閥18排回油箱。順序閥18的調(diào)整壓力應稍大于充液閥14所需的控制壓力，以保證閥14開啟。但此時油壓并不很高，不足以推動主缸活塞回程。
當主缸上腔油壓卸至一定值時，閥15復至下位。順序閥18的控制油路被換至油箱，閥18關(guān)閉，壓力油經(jīng)閥12進入主缸下腔，推動活塞上行。同時主缸上腔油繼續(xù)通過閥14排回上部油箱，活動橫梁開始回升。
浮動壓邊。當需要利用頂出缸進行壓邊時，可先令電磁鐵3YA通電，閥4換至左位，壓力油經(jīng)閥10（中位）及閥4（左位）進入頂出缸下腔。頂出缸上腔油經(jīng)閥4（左位）排回油箱，頂出缸活塞上行。當接觸壓邊圈后，令3YA斷電。
坯料進行反拉深時，頂出缸活塞在活動橫梁與壓力作用下，隨動梁一起下降。頂出缸下腔油經(jīng)節(jié)流閥6及溢流閥5排回油箱，由于節(jié)流閥6有一定的節(jié)流阻力，因而產(chǎn)生一定的油壓，相應使頂出缸活塞產(chǎn)生一定的壓邊力。調(diào)節(jié)溢流閥5即可改變浮動壓邊力。
頂出缸頂出及退回。電磁鐵3YA通電，閥4換至左位，頂出缸活塞上行、頂出。而電磁鐵4YA通電，閥4換至右位，則頂出缸活塞下行、退回。
停止。全部電磁鐵處于斷電狀態(tài)，閥4和閥10處于中位，液壓泵3輸出的油經(jīng)閥10（中位）及閥4（中位）排回油箱，泵卸荷。液控單向閥12將主缸下腔封閉，活動橫梁懸空停止不動。
其他。溢流閥8及遠程調(diào)壓閥9做系統(tǒng)安全調(diào)壓用，溢流閥7則做頂出缸下腔安全限壓用。
表8-2為3150KN通用液壓機的電磁鐵動作順序表。
表8-2 電磁鐵動作順序表
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液壓缸 |
動作名稱 |
1YA |
2YA |
3YA |
4YA |
5YA |
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主缸 |
空程快速下降 |
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慢速下降及加壓 |
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保壓 |
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卸壓及回程 |
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停止 |
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頂出缸 |
頂出 |
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退回 |
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停止 |
8.2.3 液壓機的特點
基于液壓傳動的原理，執(zhí)行元件（缸及柱塞或活塞）結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)上易于實現(xiàn)很大的工作壓力、較大的工作空間和較長的工作行程，因此適應性強，便于壓制大型或較長較高的制件。
在行程的任何位置均可產(chǎn)生壓力機額定的最大壓力。
可以用簡單的方法（各種閥）在一個工作循環(huán)中調(diào)壓或限壓，不易超載，模具容易得到保護。
滑塊的總行程可以在一定范圍內(nèi)任意改變，滑塊行程的下轉(zhuǎn)換點可以根據(jù)壓力或行程位置來控制和改變。
滑塊速度可以在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，從而可以適應各種工藝對滑塊速度的不同要求。
工作平穩(wěn)，撞擊、振動和噪聲較小，對工人健康、廠房基礎、周圍環(huán)境及設備本身都有很大好處。
8.2.4 液壓機的基本參數(shù)
基本參數(shù)是液壓機的基本技術(shù)數(shù)據(jù)，是根據(jù)液壓機的用途及結(jié)構(gòu)類型來確定的，它反映了液壓機的工作能力及特點，也基本上確定了液壓機的輪廓尺寸及本體總質(zhì)量。
現(xiàn)以三梁四柱式液壓機為例，介紹液壓機的基本參數(shù)。
1．公稱壓力（公稱噸位）及其分級
公稱壓力是指液壓機名義上能產(chǎn)生的最大力量，在數(shù)值上等于工作液體壓力和工作柱塞總工作面積的乘積。它反映了液壓機的主要工作能力。
2．最大凈空距（開口高度）H
最大凈空距H是指活動橫梁停止在上限位置時，從工作臺上表面到活動橫梁下表面的距離，見圖8-9。最大凈空距反映了液壓機高度方向上工作空間的大小。
| 圖8-9 基本參數(shù)示意圖 | |
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3．最大行程S
最大行程S指活動橫梁能夠移動的最大距離。
4．工作臺尺寸（長×寬）
工作臺尺寸指工作臺面上可以利用的有效尺寸，如圖8-9中的B與T。
5．回程力
回程力由活塞缸下腔工作面積或單獨設置的回程缸來實現(xiàn)。
6．活動橫梁運動速度（滑塊速度）
可分為工作行程速度、空行程速度及回程速度。工作行程速度由工藝要求來確定?？招谐趟俣燃盎爻趟俣瓤梢愿咭恍?，以提高生產(chǎn)率。
7．允許最大偏心距
允許最大偏心距是指工件變形阻力接近公稱壓力時，所能允許的最大偏心值。
8．頂出器公稱壓力及行程
有些液壓機下橫梁裝有頂出器。其壓力和行程可按工藝要求確定。
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