塑性成形设备第三章

第一节 液压机工作原理、特点和分类
1.1.液压机工作原理
液压机是根据静态下 液体压力等值传递的 帕斯卡原理制成的。
液体压力传递原理为： 在充满液体的密闭容 器中，施于任一点的 单位外力，能传播至 液体全部，其数值不 变，其方向垂直于容 器的表面。
p F1 F2 A1 A2
F2 p A2
目的与要求：
了解液压机的组成结构； 熟悉通用压力机的工作原理和适用工艺和特点； 掌握液压机的选用条件和设计要点。
重点：
通过液压机工作原理和基本结构的学习,对液压 机这种重型锻压机械设备的适用范围有所了解。
难点：
何种工艺对应何种液压机结构形式要好，主要构 件——液压缸的选用及设计。
本章主要内容
第一节 液压机工作原理、特点和分类 第二节 液压机的基本参数 第三节 液压机的本体结构 第四节 液压机的液压系统（泵站） 第五节 液压机主要构件设计计算 第六节 专用液压机
液压机本体没有庞大的机械传动机构，其液压缸 可根据操作的要求来布置，因而可以容易地获得 较大的工作空间。
④工作压力可以调整，可以实现保压，并可防止 过载。
例如，有三个工作缸的液压机可以很容易地获得 三级不同的工作压力。将高压液体通入中间工作 缸得到第一级压力；通入两侧工作缸得到第二级 压力；三个工作缸同时通入高压液体就得到第三 级压力。
我国液压机的公称压力标准采用公比为 5 10和 1010 的系列，如3150、4000、5000、6300、8000、 10000、……，为了充分利用设备和节约能源，大 中型液压机中常将公称压力分为二到三级，以扩大 液压机的工艺范围。
2、 最大净空距（开口高度） （H）
最大净空距是指活动横梁在上限位置时从工作台上表 面到活动横梁下表面的距离，反映了液压高度方向上 工作空间的大小，应根据模具及垫板高度、工作行程 大小、坯料高度及放入取出工件所必需的空间大小等 工艺因素来确定。
1.3.液压机的分类
⑴通用液压机：用于各种工艺，通常称为万能 （通用）液压机。
⑵手动液压机：用于一般压制、压装等工艺。 ⑶锻造液压机：用于自由锻、钢锭开坯及金属模锻。 ⑷冲压液压机：用于各种薄板、厚板的冲压。 ⑸校正压装液压机：用于零件的校正及装配。 ⑹挤压液压机：用于挤压各种有色及黑色金属材料。 ⑺层压液压机：用于胶合板、刨花板、纤维板及绝缘
机械传动的曲柄压力机的滑块行程是不变的，并 且只能在滑块下死点前较小的行程内产生公称压 力。而且必须在下死点后才能回程，如果过载将 会发生“闷车”现象，导致损坏。所以液压机除 用于锻造工艺外，对要求工作行程较长而且变形 力均匀的工艺（如深拉深、深挤压、非金属材料 压制、超硬材料合成等）都十分适应。
③容易获得大的工作空间。
液压机的基本参数是根据液压机的工艺用途及 结构类型来确定的，反映了液压机的工作能力、特 点及液压机的外型尺寸。
以三梁四柱式液压机为例，液压机的基本参数有：
1、 公称压力（KN）
公称压力是液压机的主要参数，它反映了液压机的 主要工作能力，是液压机名义上能产生的最大压力， 数值上等于工作柱塞总的工作面积与液体压力的乘 积。
液压机利用静压力工作，不需要大的砧 座和坚实的地基。由于采用了液压传动，其 动力设备可以与主机分开安置，可以适当加 大柱塞的直径或采用多缸联合工作的方式来 获得大的工作压力。目前大型液压机已造到 100MN～800MN 。
②容易获得大的工作行程，并可在全行程的任意 位置施加最大的工作压力；在工作行程的任意位 置都可以回程。
⑦液压机工作平稳。撞击、振动和噪声都较小， 有利于改善工人的劳动强度和工作条件。
⑧液压机最大的缺点是采用液体作为工作介质 （液压油、机械油或乳化液），因而对液压元件 的精度和密封条件要求较高。另外，不可避免的 泄漏会带来环境的污染。
⑨液压机的工作速度较其它锻压设备低。
由于液体流动时会产生较大的阻力损失，当液压 机高速运动时，这种损失就更为明显。所以液压 机的最高工作速度受到限制。
液压机还可以作长时间的保压。
液压系统有调压装置，可以根据要求来调整液体 的压力。它的安全装置，能可靠地防止过载。
⑤调速方便。
通过调整通入工作缸液体的流量，可以实现各种 行程速度。例如：实现空程下降和回程时高速， 工作行程时慢速，而且这种调速是无级的。
⑥液压机结构简单，操作方便。
液压机的本体结构很简单，而且容易制造。特别 是中小型的液压机，由于液压元件的标准化、系 列化和通用化程度的提高，使其设计与制造更为 简便，成本降低。液压机易于实现自动控制和遥 控。
上图中由于A2＞＞A1，显然F2 ＞＞F1。 液压机能利用小柱塞上较小的作用力F1在 大柱塞上产生很大的力F2。
液压机能产生的总压力取决于工作柱
塞的面积和液体压力的大小。因此，要想 获得较大的总压力，只要增大工作柱塞的 总面积或提高液体压力（液压系统的压 力）。或者说，只要增加大柱塞的面积， 就可以由小柱塞上一个较小的力，在大柱 塞上获得一个很大的力。这里的小柱塞相 当于液压泵中的柱塞，而大柱塞就是液压 机中工作缸的柱塞。
材料板的压制。 ⑻压制液压机：用于各种粉末制品的压制成形，如粉
末冶金、人造金刚石、耐火材料的压制。 ⑼打包压块液压机：用于将金属碎屑及废料压成块。 ⑽其它液压机：包括轮轴压装、冲孔等专门用途的液
压机。Leabharlann 二节 液压机的基本参数1、 公称压力（KN） ； 2、 最大净空距（开口高度） （H）； 3、 最大行程（mm）； 4、 立柱中心距（mm）； 5、 回程力（KN）； 6、 允许最大偏心距 （mm）； 7、 活动横梁的运动速度（mm/min）； 8、 移动工作台尺寸及行程（mm）； 9、 顶出力（KN）。
1.2.液压机的特点（9点）
①容易获得大的压力
容易获得大的压力是液压机最突出的优 点。锻锤是靠冲击力打击锻件，因而会产生 较强的振动。为了提高打击效率和减轻振动， 需要有很大的砧座和良好的地基。因而锻锤 不可能造得很大。曲柄压力机是靠曲柄连杆 构传递能量的，由于受到曲柄连杆强度的限 制，一般只造到100MN以下。