液压机

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简介

液压机是利用液体来传递压力的设备。液体在密闭的容器中传递压力时是遵循帕斯卡定律。液压机的液压系统由动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件和工作介质(液压油)组成。

历史

液压学科学是一门年轻的科学—仅有数百年历史。它开始于一位名叫布莱斯·帕斯卡的人发现的液压机液压杠杆传动原理。这一原理后来被称为帕斯卡定律。虽然帕斯卡作出了这一发现,但却是另一位名叫约瑟·布拉姆的人,在他于1795 年制造的水压机中首次使液压得到了实际使用。在这一水压机中作为媒介利用的液体就是水。第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。液压元件大约在 19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。1925 年维克斯(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动的逐步建立奠定了基础。

20 世纪初康斯坦丁•尼斯克(G•Constantimsco)对油压机能量波动传递所进行的理论及实际研究;1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献,使这两方面领域得到了发展。第二次世界大战(1941-1945)期间,在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出,日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后 , 日本迅速发展液压传动,1956 年成立了“液压工业会”。近20~30 年间,日本液压传动发展之快,居世界领先地位。

液压传动有许多突出的优点,因此它的应用非常广泛,如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、油压机机床等;行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等;发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等等;船舶用的甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;液压机军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。

种类

利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械,种类很多。当然,用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。水压机产生的总压力较大,常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具,而自由锻水压机不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是**锻造水压机。

液压机(油压机)按结构形式现主要分为:四柱式、单柱式(C型)、卧式、立式框架等。

按用途主要分为金属成型液压机、折弯液压机、拉伸液压机、冲裁液压机、粉未(金属,非金属)成型液压机、压装液压机、挤压液压机等。

结构

一、传动系统

液压机的传动系统主要有泵直接传动和泵-蓄能器传动两种型式。泵直接传动这种传动系统的泵向液压缸提供高压工作液体,配流阀用来改变供液方向,溢

流阀用来调节系统的限定压强,同时起安全溢流作用。这种传动系统环节少,结构简单,压强能按所需的工作力自动增减,减少了电能消耗,但须由液压机的最大工作力和最高工作速度来决定泵及其传动电机的容量。这种型式的传动系统多用于中小型液压机,也有用泵直接传动的大型(如120000千牛)自由锻造水压机。

泵-蓄能器传动在这种传动系统中有一个或一组蓄能器。当泵所供给的高压工作液有余量时,由蓄能器储存;而当供给量不足于需要时,便由蓄能器补充供给。采用这种系统可以按高压工作液的平均用量选用泵和电动机的容量,但因为工作液的压强是恒定的,液压千斤顶,电能消耗量较大,并且系统的环节多,结构比较复杂。这种传动系统多用于大型液压机,或者用一套传动系统传动数台液压机。

二、结构型式

按作用力的方向区分,液压机有立式和卧式两种。多数液压机为立式,挤压用则多用卧式。按结构型式分,液压机有双柱、四柱、八柱、焊接框架和多层钢带缠绕框架等型式,中、小型立式液压机还有用C型架式的。C型架式液压机三面敞开,操作方便,但刚性差。冲压用的焊接框架式液压机刚性好,前后敞开,但左右封闭。在上传动的立式四柱自由锻造液压机中,油缸固定在上梁中,柱塞与活动横梁刚性连接,活动横梁由立柱导向,在工作液的压强作用下上下移动。横梁上有可以前后移动的工作台。在活动横梁下和工作台面上分别安装上砧和下砧。工作力由上、下横梁和立柱组成的框架承受。采用泵-蓄能器驱动的大、中型的自由锻水压机常采用三个工作缸,以得到三级工作力。工作缸外还设有向上施加力的平衡缸和回程缸。

特点

1.易于使运转速度进行无级变速;

2.能对速度,转向等进行遥控。

3.每单位总量的作用力大,惯性力小,所以没有冲击振动,适应性比较高。

4.往复运动的机器的速度和位置,能高功率、高精度的进行控制。

5.对静止或是运动中的负荷能准确的改变压力,所以能控制扭矩。

6.对于一定的转数和速度变动,能使之连续自动可逆运转。

7.由于可动部位处在油中,所以摩擦少,容易保养。

基于油压机的液压传动原理,执行元件(工作缸及柱塞或活塞)结构简单,结构上易于实现很大的工作压力、较大的工作空间和较长的工作行程,因此适应性强,便于压制大型工件或较长、较高的工件。

由于执行元件的结构简单,具有灵活布置的特点,因此可以根据工艺要求来进行多方位的布置(垂直的、水平的、倾斜一定你角度等)以及多地点分散布置。在行程的任何位置均可产生液压机额定的最大压力。可以在下转换点长时间保持压力,这对许多工艺而言,都是十分需要的。

活动横梁的总行程可以在一定范围内任意地无极的改变,行程的下转换点也可以根据工艺要求方便地控制或改变。

活动横梁(滑块)的速度可以在一定范围内、在相当大的程度上进行调节,从而可以适应工艺过程对滑块的速度的不同要求。用泵直接传动时,滑块速度的调节与压力及形成无关。

可以用压力机的不同阀的组合来实现工艺过程的不同程序,方便地适应程序的变