王鎮(zhèn)江

（廣西工學(xué)院 汽車工程系，廣西 柳州 545006）

筆者根據(jù)行業(yè)的實際情況，為某企業(yè)設(shè)計了合模力為2000 kN高速旋壓機(jī)的液壓系統(tǒng)。高速旋壓機(jī)主要特點是速度差大、成型速度快（每模產(chǎn)品的速度最快可達(dá)16 s）。在設(shè)計中，采用變量泵加定量泵結(jié)構(gòu)，配以差動連接快速回路，以期達(dá)到滿足設(shè)備要求的效率，又能減少系統(tǒng)功率的目的。

1 液壓增速回路

1.1 常見的液壓增速回路

（1）差動連接增速回路。是液壓傳動系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的一種調(diào)速回路。其實質(zhì)是使液壓缸活塞桿腔排出的液體返回至液壓缸的活塞腔，從而增加進(jìn)入活塞腔的流量，相應(yīng)也加大了活塞的伸出速度，靈活地滿足大推力、小速度及小推力、大速度的工作行程的要求。速度是差動回路重要的工作參數(shù)，易受管道壓力損失以及差動工作時換向閥工作狀態(tài)等因素影響而發(fā)生異常。

（2）蓄能器增速回路[1]。蓄能器增速回路是在液壓回路中，增加一個蓄能器，當(dāng)某一工作階段執(zhí)行元件需要快速運動時，蓄能器作為泵的輔助動力源，與泵同時向系統(tǒng)提供壓力油，常用于間歇運動的液壓機(jī)構(gòu)，當(dāng)執(zhí)行元件間歇或低速運動時，泵向蓄能器充油。但是需要增加蓄能器，加大成本，整個液壓系統(tǒng)的體積也較大。

（3）增速缸增速回路[2]。在主缸內(nèi)部增加一個小油缸，主缸的活塞桿是增速缸的缸體，或在系統(tǒng)外面增加一個小油缸，使得主缸前進(jìn)速度快，大多應(yīng)用在空行程速度要求快速的臥式液壓系統(tǒng)中，如臥式液壓機(jī)等。缺點是，增速缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工、安裝、維護(hù)麻煩，且對設(shè)備的結(jié)構(gòu)也有較高要求。

1.2 高速旋壓機(jī)的液壓系統(tǒng)分析

高速旋壓機(jī)主要由合模夾緊及旋壓成型兩大部分組成，根據(jù)旋壓成型工藝要求，合模夾緊油缸要有足夠的壓力夾住工件，使工件在成型過程中，不能有徑向位移現(xiàn)象，要求壓力較大，油缸直徑也就大；而成型油缸是使工件變形，使其達(dá)到成型目的，所需的力較小，油缸直徑也就較小。經(jīng)分析該設(shè)備有如下特征：

（1）執(zhí)行油缸較多。主缸一個，頂出缸一個，成型油缸6個。

（2）工藝要求主缸最大速度200 mm/s，成型油缸最大速度70 mm/s，而缸徑差也很大，經(jīng)計算，主缸直徑為200 mm，成型缸直徑為70 mm，故兩類油缸需求的流量差別就很大。

（3）系統(tǒng)壓力較高。系統(tǒng)壓力要求為23 MPa以上。

1.3 液壓系統(tǒng)及其工作原理

為了滿足設(shè)備的上述要求，特別是主缸的快速要求，本設(shè)計采用雙泵（變量泵+定量泵）加差動方式。液壓原理圖如圖1。

1.反芻動物。主要發(fā)生于犢牛和羔羊，表現(xiàn)為食欲下降、運動失調(diào)、不能站立、嚴(yán)重腹瀉、脫水。因腦灰質(zhì)軟化（大腦皮質(zhì)壞死）主要表現(xiàn)神經(jīng)癥狀如易興奮、痙攣、四肢抽搐呈驚厥狀、倒地后牙關(guān)緊閉、眼球震顫、角弓反張。嚴(yán)重者強(qiáng)直性痙攣，在12～72 h昏迷死亡。

圖1 液壓原理圖

該系統(tǒng)的執(zhí)行器：頂出油缸為一單作用油缸，其余為雙桿活塞液壓缸。油源為一臺變量泵（大泵），一臺定量泵（小泵），工作壓力分別由電磁溢流閥Y 1、Y 2調(diào)定。系統(tǒng)工作循環(huán)過程如下：

電磁鐵 Y 1、Y 2、Y 3、Y 6得電，大小泵壓力油通過換向閥9進(jìn)入主缸右端使得主缸活塞桿向左運動，回油通過單向閥7回到主油路上，形成差動快速回路，達(dá)到快速前進(jìn)的目的。

當(dāng)模具接近工件時，Y 6失電同時Y 4通電，去掉差動回路，形成較大的壓力差，進(jìn)行慢速合模并鎖緊工件。夾緊工件后，主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)，同時Y 3失電，Y 9通電，小泵油流經(jīng)過換向閥11到成型缸右端，帶動成型模具進(jìn)給，進(jìn)給速度分別由閥12、13、14進(jìn)行調(diào)節(jié)，預(yù)成型后，電磁鐵Y 9斷電，Y 10通電，壓力油進(jìn)入成型油缸左腔，帶動成型模具快速返回；根據(jù)制品精度要求不同，第二組、第三組……油缸進(jìn)行工作，可有6組成型油缸，完成不同精度要求的制品。

帶輪旋壓成型后，Y 1、Y 5通電，壓力油通過減壓閥4、單向閥5、換向閥6進(jìn)入主缸左端使得主缸活塞桿向右運動，進(jìn)行開模，從而完成帶輪的旋壓成型過程。

2 本系統(tǒng)的特點

采用變量泵+定量泵雙泵結(jié)構(gòu)——主缸快速運動，雙泵同時工作，而且通過差動回路達(dá)到快速目的。當(dāng)成型油缸要求流量比較小時，可以只用定量泵2進(jìn)行工作，可滿足6組成型油缸（側(cè)缸）的速度要求。此設(shè)計有如下特點：

（1）較好滿足旋壓工藝要求；

（2）系統(tǒng)功率較小，達(dá)到節(jié)能目的；

（3）成本不會太高；

（4）使用效果很好。

3 結(jié)束語

根據(jù)高速旋壓機(jī)的具體特點，設(shè)計了一種新型高效的雙泵（變量泵+定量泵）加上差動快速回路，通過雙泵及差動回路的組合，來實現(xiàn)設(shè)備不同速度的要求，特別適合速度差比較大的系統(tǒng)。設(shè)備試制成功，通過企業(yè)在生產(chǎn)線上的連續(xù)運行，使用效果較好，生產(chǎn)率高，與企業(yè)原有同壓力等級的旋壓機(jī)上相比，生產(chǎn)效率提高了1倍以上，且成型精度比原來設(shè)備高。事實證明設(shè)計合理，值得在相關(guān)行業(yè)推廣。

[1]許福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]趙月靜，寧辰校.液壓實用回路360例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.