第六章-液壓機(jī)

第六章液壓機(jī)吉曉莉第一節(jié)概述液壓機(jī)的基本工作原理是帕斯卡原理。它利用液體的壓力能，依靠靜壓作用使工件變形，或使物料被壓制成型。圖6-1YQ32系列液壓機(jī)一、液壓機(jī)工作原理及分類1、工作原理圖4-2液壓機(jī)工作原理1、小柱塞2、大柱塞如圖，兩個(gè)充滿工作液體的具有柱塞或活塞的容腔由管道連接，當(dāng)小柱塞上作用的力為F1時(shí)，在大柱塞上將產(chǎn)生向上的作用力F2，迫使制件變形，且：F2=F1×A2/A1A1、A2分別為小柱塞和大柱塞的工作面積。按工作介質(zhì)分類：液壓機(jī)的工作介質(zhì)為液體，主要有兩種，采用乳化液的一般稱為水壓機(jī)，采用油的稱為油壓機(jī)。水壓機(jī)——乳化液價(jià)格便宜，不燃燒，不易污染工作場(chǎng)地，故耗油量大的以及熱加工用的液壓機(jī)多為水壓機(jī)。油壓機(jī)——在防腐蝕、防銹和潤(rùn)滑性能方面，油優(yōu)于乳化液。但油的成本高，也易污染工作場(chǎng)地。2、分類二、液壓機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用1、優(yōu)點(diǎn)：

容易獲得最大壓力。容易獲得大的工作行程，并能在行程的任意位置發(fā)揮全壓，適合要求工作行程大的場(chǎng)合。容易獲得大的工作空間。壓力與速度可以在大范圍內(nèi)方便地進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，而且可按工藝要求在某一行程作長(zhǎng)時(shí)間的保壓。另外，還便于調(diào)速和防止過(guò)載。設(shè)計(jì)、制造、操作和維修方便，便于實(shí)現(xiàn)遙控與自動(dòng)化。2、缺點(diǎn)：

對(duì)液壓元件精度要求較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，機(jī)器的調(diào)整和維修比較困難。高壓液體易泄露，不但污染工作環(huán)境，浪費(fèi)壓力油，對(duì)于熱加工場(chǎng)所還有火災(zāi)的危險(xiǎn)。效率較低，且運(yùn)動(dòng)速度慢，降低了生產(chǎn)率，對(duì)于快速小型的液壓機(jī)，不如曲柄壓力機(jī)簡(jiǎn)單靈活。3、液壓機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域：

金屬薄板件的沖壓拉深成形工藝。主要用在汽車、家電行業(yè)中金屬覆蓋件的成形加工。金屬機(jī)械零件的壓力成形。主要包括模壓成形、金屬型材的擠壓成形、冷熱模鍛、自由鍛造等加工工藝。粉末制品行業(yè)。如磁性材料、粉末冶金等。非金屬材料的壓制成形，如SMC成型、汽車內(nèi)飾件的熱壓成型、橡膠制品等。木制品的熱壓成型。比如植物纖維板材、型材的熱壓加工。其他應(yīng)用。如壓裝、校正、塑封、壓印等工藝。三、液壓機(jī)的分類1、、按用途分類手動(dòng)液壓機(jī)：一般為小型液壓機(jī)，用于壓制、壓裝等工藝。(2)鍛造液壓機(jī)：用于自由鍛造、鋼錠開(kāi)坯以及有色與黑色金屬模鍛。(3)沖壓液壓機(jī)：用于各種板材沖壓。(4)校正壓裝液壓機(jī)：用于零件校形及裝配。1、、按用途分類(5)層壓液壓機(jī)：用于膠合板、刨花板、纖維板及絕緣材料板等的壓制。行程大，層數(shù)多，層間距離大，可壓制的板數(shù)較多。(6)擠壓液壓機(jī)：用于擠壓各種有色金屬和黑色金屬的線材、管材、棒材及型材。(7)壓制液壓機(jī)：用于粉末冶金及塑料制品壓制成型等。(8)打包、壓塊液壓機(jī)：用于將金屬切屑等壓成塊及打包等。圖4-4YS系列手動(dòng)液壓機(jī)圖4-5YDZ1000柱式自由鍛造液壓機(jī)圖4-6YQ27系列單動(dòng)沖壓液壓機(jī)圖4-8YJ61系列金屬擠壓液壓機(jī)圖4-7YHL41系列單柱校正壓裝液壓機(jī)2、、按動(dòng)作方式分類(1)上壓式液壓機(jī)：該類液壓機(jī)的工作缸安裝在機(jī)身上部，操作方便，容易實(shí)現(xiàn)快速下行，應(yīng)用最廣。(2)下壓式液壓機(jī)：該類液壓機(jī)的工作缸裝在機(jī)身下部，重心位置較低，穩(wěn)定性好，制品可避免漏油污染。雙動(dòng)液壓機(jī)：上活動(dòng)橫梁分為內(nèi)、外滑塊，分別由不同的液壓缸驅(qū)動(dòng)，壓力為內(nèi)外滑塊壓力的總和。工作方式靈活，適合金屬板料的拉深成形，在汽車制造業(yè)應(yīng)用廣泛。(4)特種液壓機(jī)：如角式液壓機(jī)、臥式液壓機(jī)等。圖4-10Y34系列下壓式油壓機(jī)圖4-9下壓式液壓機(jī)工作原理圖4-11Y71系列上壓式四柱型液壓機(jī)圖4-12雙動(dòng)液壓機(jī)圖4-13臥式金屬擠壓成型液壓機(jī)3、、按機(jī)身結(jié)構(gòu)分類(1)柱式液壓機(jī)：液壓機(jī)的上橫梁與下橫梁（工作臺(tái)）的連接采用立柱，由鎖緊螺母鎖緊。壓力較大的液壓機(jī)多為四立柱結(jié)構(gòu)，機(jī)器穩(wěn)定性好，采光也較好。(2)整體框架式液壓機(jī)：機(jī)身由鑄造或型鋼焊接而成，一般為空心箱形結(jié)構(gòu)，抗彎性能較好，立柱部分做成矩形截面，便于安裝平面可調(diào)導(dǎo)向裝置。活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)精度較高，在塑料制品和粉末冶金、薄板沖壓液壓機(jī)中獲得廣泛應(yīng)用。4、按傳動(dòng)形式分類(1)泵直接傳動(dòng)液壓機(jī)：每臺(tái)液壓機(jī)單獨(dú)配備高壓泵，中小型液壓機(jī)多為這種傳動(dòng)形式。(2)泵蓄能器傳動(dòng)液壓機(jī)：高壓液體采用集中供應(yīng)的辦法，可節(jié)省資金，提高液壓設(shè)備的利用率，但需要高壓蓄能器和一套中央供壓系統(tǒng)，以平衡低負(fù)荷和負(fù)荷高峰時(shí)對(duì)高壓液體的需要。在使用多臺(tái)液壓機(jī)（尤其多臺(tái)大中型液壓機(jī)）的情況下較為可行。5、按操縱方式分類

手動(dòng)液壓機(jī)半自動(dòng)液壓機(jī)全自動(dòng)液壓機(jī)圖4-14YT-5T二柱半自動(dòng)液壓機(jī)

目前使用較多的是上壓式泵直接傳動(dòng)半自動(dòng)和手動(dòng)柱式或框架式液壓機(jī)。對(duì)層壓機(jī)一般采用下壓式液壓機(jī)。212/6/2023第二節(jié)液壓機(jī)在塑料成型中應(yīng)用

進(jìn)行壓制成型，主要用于熱固性塑料，橡膠制品等，也能加工長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)和片狀填料的熱固性塑料，其物理性能和機(jī)械性能要強(qiáng)于注射機(jī)。

222/6/2023一、工作過(guò)程：

將塑料放入敞開(kāi)的模具中，然后通壓力油、合模、將模具壓實(shí)、塑料加熱熔化、在壓力作用下充滿模腔、開(kāi)模排氣（小分子物）再保證固化，開(kāi)模取出制品。

232/6/2023

基本要求：壓力足夠大；上板在任何一點(diǎn)都能停止、返回；上壓板可以進(jìn)行速度控制；空行時(shí)快速。

242/6/2023二、工作步驟１、步驟：

252/6/2023二、工作步驟１、步驟：加料262/6/2023二、工作步驟１、步驟：

加料→合模272/6/2023二、工作步驟１、步驟：

加料→合模282/6/2023二、工作步驟１、步驟：

加料→合模292/6/2023二、工作步驟１、步驟：

加料→合?！訅杭訜?02/6/2023二、工作步驟１、步驟：

加料→合?！訅杭訜帷鈮号艢?12/6/2023二、工作步驟１、步驟：

加料→合模→加壓加熱→解壓排氣→繼續(xù)加壓322/6/2023二、工作步驟１、步驟：

加料→合?！訅杭訜帷鈮号艢狻^續(xù)加壓→保壓硬化332/6/2023二、工作步驟１、步驟：

加料→合模→加壓加熱→解壓排氣→繼續(xù)加壓→保壓硬化→脫模

三、工作原理

液壓機(jī)是以液壓傳遞為動(dòng)力的壓力機(jī)械。壓制時(shí)，首先把塑料加入敞開(kāi)的模具內(nèi)，隨后向工作油缸通入壓力油，活塞連同活動(dòng)橫梁以立柱為導(dǎo)向，向下（或向上）運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行閉模，最終把液壓機(jī)產(chǎn)生的力傳遞給模具并作用在塑料上。模具內(nèi)的塑料，在熱的作用下熔融和軟化，借助液壓機(jī)所施壓力充滿模具并進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。三、工作原理

為了排出塑料在縮合反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的水分及其它揮發(fā)物，保證制品的質(zhì)量，需要進(jìn)行卸壓排氣。隨即升壓并加以保持，此時(shí)塑料中的樹(shù)脂繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)一定時(shí)間后，便形成了不溶不熔的堅(jiān)硬固體狀態(tài)，完成固化成型，隨即開(kāi)模，從模具中取出制品。清理模具后，即可進(jìn)行下一輪生產(chǎn)．四、對(duì)液壓機(jī)的要求

（一）壓制壓力應(yīng)該足夠并能調(diào)整，還要求在一定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到和保持預(yù)定壓力。（二）液壓機(jī)的活動(dòng)橫梁在行程中的任何一點(diǎn)位置上，都能停止和返回。這在安裝模具、預(yù)壓、分次裝料或發(fā)生故障時(shí)，是十分必須的。（三）液壓機(jī)的活動(dòng)橫梁在行程中任何一點(diǎn)位置都能進(jìn)行速度控制和施加工作壓力。以適應(yīng)不同高度模具的要求。（四）液壓機(jī)的活動(dòng)橫梁，在陽(yáng)模尚未接觸塑料前的空行程中，應(yīng)有較快的速度，以縮短壓制周期，提高機(jī)器的生產(chǎn)率和避免塑料流動(dòng)性能降低或硬化。當(dāng)陽(yáng)模接觸塑料后即應(yīng)放慢閉模速度，不然可能使模具或嵌件遭致?lián)p壞或粉料從陰模中沖散出來(lái)，同時(shí)放慢速度還可以使模內(nèi)空氣得到充分排除。五、結(jié)構(gòu)和分類

（一）結(jié)構(gòu)

典型液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)：它由機(jī)身（包括上、下橫梁、立柱等）、工作油缸、活動(dòng)橫梁、頂出機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)和電器控制系統(tǒng)等組成。工作油缸安裝在上橫梁上?；顒?dòng)橫梁與工作油缸的活塞聯(lián)接成整體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)（框式液壓機(jī)以導(dǎo)軌為導(dǎo)向），并傳遞工作油缸內(nèi)產(chǎn)生的力量，向塑料施壓。第三節(jié)主要技術(shù)參數(shù)一、最大總壓力（工稱壓力）

液壓機(jī)的最大總壓力或稱液壓機(jī)的噸位，是表示機(jī)器壓制能力的主要參數(shù)，一般用它表示機(jī)器規(guī)格。例如國(guó)產(chǎn)ＳＹ－250液壓機(jī)即表示最大總壓力為250噸的塑料（Ｓ）液壓機(jī)（Ｙ）。液壓機(jī)的最大總壓力是根據(jù)成型制品所需的壓制能力來(lái)定，壓制能力可按下式計(jì)算。N-壓制能力（噸）P0-壓制壓力（公斤/cm2)F-壓制面積cm2n-模具內(nèi)成型型腔的數(shù)目

壓制能力N與最大總壓力P的關(guān)系：二、工作液的壓力

工作液壓力是液壓機(jī)設(shè)計(jì)中比較重要的參數(shù)。工作液壓力的高低影響工作油缸的大小、液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及機(jī)器的維修等一系列問(wèn)題。因此，在確定工作壓力時(shí)，一定要考慮各方面的因素，按照壓力標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行確定。目前國(guó)內(nèi)塑料液壓機(jī)所使用的工作壓力有160、300、320、500公斤／cm2等數(shù)種，多數(shù)用300公斤／cm2左右的工作壓力。液壓機(jī)的工作壓力不宜過(guò)低，否則，為了滿足液壓機(jī)最大總壓力的需要，就要有較大的工作油缸，使液壓機(jī)結(jié)構(gòu)龐大，重量增加。三、最大回程力最大回程力：活動(dòng)橫梁在回程時(shí)要克服各種磨擦阻力、回油壓力以及構(gòu)件重力（上壓式）。經(jīng)驗(yàn)值估算為Ｆ（最大總壓力）的20-50%。四、升壓時(shí)間

升壓時(shí)間雖然在一些液壓機(jī)的性能參數(shù)中并未列出，但它卻是液壓機(jī)一個(gè)比較重要的技術(shù)指標(biāo)。因?yàn)樵谒芰蠅褐七^(guò)程中不僅需要液壓機(jī)產(chǎn)生足夠的力，而且當(dāng)被壓制塑料正處于粘度最低、流動(dòng)性最好時(shí)，要求液壓機(jī)的壓力能迅速達(dá)到最大值，才能保證塑料充滿模具，得到滿意的制品。因此，液壓機(jī)工作壓力必須在一定時(shí)間內(nèi)升高到所需要的數(shù)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，目前500噸以下的塑料液壓機(jī)，要求升壓時(shí)間大約在10秒以內(nèi)。

為了保證塑料充模均勻，升壓時(shí)間在一個(gè)合適的值。升壓時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)使整個(gè)成型同期延長(zhǎng)，升壓時(shí)間太短，短時(shí)間內(nèi)壓力驟升，不利于散熱，也不利于排氣。

項(xiàng)目、型號(hào)單位YC32-315公稱力KN3150頂出力KN630回程力KN600工作液體最大壓力MPa25滑塊距工作臺(tái)最大開(kāi)口(A)mm1250滑塊最大行程(B)mm800頂出器最大行程(G)mm300滑塊行程速度下行mm/s120工作mm/s6～12回程mm/s60頂出器行程速度頂出mm/s55回程mm/s100工作臺(tái)有效面積(E×D)mm1200×1260立柱中心距左右mm1400前后mm900工作臺(tái)面距地面高(I)mm650電動(dòng)機(jī)功率KW22.6機(jī)器外形尺寸前后（F）mm200左右（G）mm2360地面以上高（H）mm4175機(jī)器重量t16表4-1YC32型四柱通用液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù)1主壓油缸型號(hào)YG300/220-1850數(shù)量1只公稱推力2000KN行程1850mm2門蓋油缸型號(hào)YG160/105-1160數(shù)量1只公稱推力530KN行程1160mm3小門油缸型號(hào)YG110/70-300數(shù)量2只公稱推力250KN行程300mm4液壓系統(tǒng)工作壓力25MPa5壓縮室尺寸1400×700×600mm6包塊截面尺寸(200～300)×700×280mm表4-2Y81Q-2000金屬打包液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù)7單次循環(huán)時(shí)間約65秒8電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y225M-6額定功率30KW額定轉(zhuǎn)速980rpm數(shù)量1臺(tái)型號(hào)Y160L-4額定功率15KW額定轉(zhuǎn)速1440rpm數(shù)量1臺(tái)9液壓泵型號(hào)160YCY14-1B額定壓力31.5MPa公稱排量160ml/r數(shù)量1臺(tái)型號(hào)63YCY14-1B額定壓力31.5MPa公稱排量63ml/r數(shù)量1臺(tái)10設(shè)備總重×103kg～8.2續(xù)表4-2Y81Q-2000金屬打包液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù)液壓機(jī)型號(hào)表示方法：

例如：Y32A—315表示最大總壓力為3150kN，經(jīng)過(guò)一次變型的四柱立式萬(wàn)能液壓機(jī)，其中32表示四柱式萬(wàn)能液壓機(jī)的組型代號(hào)。液壓機(jī)型號(hào)表示的主要原則如下圖。圖4-15液壓機(jī)型號(hào)表示方法第三節(jié)主要零部件

液壓機(jī)所受的力是一個(gè)封閉系統(tǒng)，產(chǎn)生的力全部由液壓機(jī)本身承受，而不會(huì)作用在地基上，壓制過(guò)程中，油液的壓力經(jīng)活塞傳至模具中的塑料上；另一方面，油液以大小相等，方向相反的力作用在缸底，并傳給上橫梁及其它部件。在這種受力條件下，對(duì)于結(jié)構(gòu)較大的模具一定要放在壓機(jī)中心，防止液壓機(jī)處于偏載受力狀態(tài)。一、機(jī)身結(jié)構(gòu)分析（一）上橫梁及其與工作油缸連接方式：1、依靠圓螺母固定油缸2、依靠法蘭盤固定工作油缸（二）工作臺(tái)及其與頂出缸連接方式（三）立柱（四）框架式機(jī)身結(jié)構(gòu)二．活動(dòng)橫梁及其與活塞連接方式作用：

①連接工作油缸油塞桿

②傳遞液壓機(jī)壓力

③通過(guò)導(dǎo)向套沿立柱作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)

④安裝與固定模具

二、活動(dòng)橫粱及其與活塞連接方式第四節(jié)液壓傳動(dòng)與安全措施一、液壓傳動(dòng)

Y71-100液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)（二）YA71-250型液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)二、液壓機(jī)的安全措施

液壓機(jī)是一種壓力加工機(jī)械，因此無(wú)論在設(shè)計(jì)或使用過(guò)程中，都必須認(rèn)真注意操作人員和設(shè)備的安全問(wèn)題。故一般液壓機(jī)上皆設(shè)有防止活動(dòng)橫梁超行程的限位裝置（即在活動(dòng)橫梁回程的終了位置裝有限位開(kāi)關(guān)，用來(lái)停止電機(jī)，防止活動(dòng)橫梁行程過(guò)大而撞擊缸底），液壓機(jī)工作部位安全保護(hù)裝置（防止工作人員進(jìn)入液壓機(jī)內(nèi)安裝模具、維修設(shè)備時(shí)活動(dòng)橫梁可能下降），模具的安全保護(hù)裝置等。第五節(jié)其他類型的液壓機(jī)一、角式液壓機(jī)二、鑄壓液壓機(jī)三、層壓機(jī)三、層壓☆液壓機(jī)的發(fā)展方向和趨勢(shì)：（1）配有自動(dòng)上下料裝置的液壓機(jī)或自動(dòng)生產(chǎn)線將會(huì)成為未來(lái)液壓機(jī)發(fā)展的方向。（2）多工位液壓機(jī)的需求將會(huì)大幅度增加。（3）快速、高速液壓機(jī)在批量生產(chǎn)中能成倍地提高效率。（4）依托電液比例技術(shù)、傳感器、電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等提升液壓機(jī)的性能。