泵直接传动式锻造液压机研究

　　1 引言

　　直接传动式锻造液压机液压伺服控制系统按主控单元可分为两种类型：阀控(节流控制)系统和泵控(容积控制)系统。大通径滑阀式、多级插装节流阀式以及大通径比例节流阀式液压系统均是阀控系统。阀控系统动态性能好，响应速度快，但系统的速度、位置、压力控制都是通过高压溢流方式实现，因而系统能量损失大，发热较严重；同时为了构成大功率系统．需要较多的控制阀组，系统的投人大，安装、调试复杂。采用可逆旋转式径向柱塞变量泵作为主控单元的泵直接传动式锻造液压机，由于是容积控制方式，能量损失小，效率高，同时系统结构紧凑，使用维护方便，叉由于其主控泵变量机构的控制环节构造特殊。具有较高的动态响应特性，因而其控制特性好，运行平稳，锻造速度快。

　　2 液压系统原理

　　图1为采用4台可逆旋转式径向柱塞变量泵传动的锻造液压机系统原理图。该系统与其他类型的系统截然不同，其加压速度随泵的排量变化而变化．而加压和回程的方向变换由泵本身的转换来实现。因此．没有其他液压系统所采用的充液阀和换向阀，加压速度，方向及定位等控制仅需控制泵即可。该系统的动作程序为：

　　1)空程下降

　　4台泵同时向主缸供液，其中P1一P3从供液泵P5、P7获取油源，泵p4从回程缸吸油。从而控制压机快速下降。

　　2)加压

　　上砧与锻件接触后，主缸内压力上升，压机上砧的加压速度与位置控制由泵P3的排量控制。

　　3)卸压与回程

　　主泵和阀v6使主缸卸压，4台泵同时从主缸吸油，泵p1～P3将油排人油箱，P4将油注人回程缸，借此控制压机的上升速度。

　　图1 泵直接传动的10 MN锻造液压机系统原理图

　　图2为压机行程与时间关系曲线。A-B段为速度渐增的缓降段。B-C段接近直线，为速度较高的空降段。C-D段速度逐渐降低，加压主要在这一速度段进行。D-E段为缓慢加压直至下停点E。E-F段速度较低，以便无冲击卸压。F-G段为侠速回程阶段。G-H段回程速度渐缓直至上停点H。整个曲线具有快而软的特性，表明压机既具有最快的速度，冲击叉很小。

　　图2 压机行程和时间关系曲线

　　3 控制系统原理

　　液压机在进行锻造时，行程次数达80—120次／min。由于动梁速度高，主控单元必须进行频繁、快速的动作切换，且压机运动部分的惯性又相当大，往往引起剧烈的液压冲击和机械振动，严重影响压机的运行精度和使用寿命。为了实现压机动作次数高、尺寸控制精度好以及振动小等特性，其关键措施是在尽可能小的液压冲击和机械振动的前提下获得满意的主控单元控制特性。压机控制结构如图3所示。