锻造液压机液压系统传动方式研究

　　一、引言

　　锻造液压机一般有水泵——蓄势器传动和油泵直接传动两种形式。油泵直接传动比水泵—— 蓄势器传动效率高，同时液压机加压速度不受锻件变形抗力的影响，较容易实现与操作机的同步运转。除旧式锻造液压机及部分巨型锻造液压机组仍沿用水泵——蓄势器传动外，多数为油泵直接传动。

　　二、液压系统的基本要求

　　油泵直接传动锻造液压机主要用于锻造高合金钢及特殊金属锻件，一般要求具有较高的锻造次数和锻件尺寸控制精度，因此对液压伺服系统有一定的要求：(1)在计算机控制下，能实现压机在较小行程下的快速循环，即快速锻造；(2)压机在较高锻造次数下，液压系统的冲击、振动应控制在最小范围内，即系统在高压大流量、工作循环次数较高的状态下，能安全、正常、稳定工作； (3)压机的活动部分在工作转换瞬间对基础的冲击和振动应较小。

　　锻造液压机的液压伺服系统不论采用何种传动形式，基本回路的构成均相似，其性能主要由主控元件决定。

　　在一定流量下，锻造液压机的快速性和平稳性主要受主控元件的开启特性影响，即系统主缸、回程缸的进、排液速度及其规律的影响。实际应用表明，为了减少压力冲击，使压机动作平稳，主缸、回程缸的进液过程应满足先慢后快再慢的过程，如图1a所示；应使主缸卸荷过程为先慢后快，如图1b所示。

　　主缸、回程缸进排液过程按正弦曲线组合，可使压机动作快速而平稳。

　　图1 油缸进排液曲线

　　(a)油缸进液阀开启曲线 (b)油缸卸载阀开启曲线

　　三、液压传动方式

　　锻造液压机吨位大，液压系统工作在高压、大流量状态下，要求液压系统控制精度高、压力冲击小、以及节能等。因此国内外对锻造液压机的传动系统进行了广泛研究，并逐渐形成了以下几种典型的传动形式。

　　(1)滑阀为主控阀的系统，这类系统由Pahnke一三菱长崎机工株式会社研制。主控滑阀Vl(图2，以20MN压机为例)为大型2／3位专用5通滑阀，换向时中间位置不停为2位滑阀；中间位置停就是3位滑阀，其中间位置为O型机能。

　　图2 20MN液压机主控滑网V1

　　(a)回程 (b)中间 (c)加压

　　滑阀由伺服阀直接驱动，在压机手动操作时，伺服阀由控制台上的手柄控制，主控滑阀V1的动作大小、快慢等与控制台上的操作手柄动作成对应关系，而在自动锻造时则取决于设定值。主控滑阀V1完成液压系统主要流量的分配，其它辅助阀完成锻造过程中液体的分流；调节V1某一通道的相角超前，可改善V1的流量梯度，有目的地降低传动刚度，减少上下转换点位置超程，有效减少液压冲击，使压机运行平稳。