压力机T型工作台机构及液压系统分析

周桂祥;祥;薛远琴

【摘 要】本文介绍了目前应用较少的闭式压力机用T型工作台机构及其液压控制原理.T型工作台机构成功地将两个移动工作台集中在压力机的左侧或右侧,实现了用户在压力机工作时进行更换模具,同时解决了很多客户因厂房空间原因而不能使用常规的左右移工作台的问题.

【期刊名称】《锻压装备与制造技术》 【年(卷),期】2016(051)004 【总页数】5页(P12-16)

【关键词】闭式压力机;移动工作台;T型工作台;液压系统 【作 者】周桂祥;祥;薛远琴

【作者单位】江苏扬力坚城锻压机床有限公司,江苏扬州225009;江苏扬力坚城锻压机床有限公司,江苏扬州225009;江苏省扬州技师学院,江苏扬州225009 【正文语种】中 文 【中图分类】TG315.5

目前国内压力机带有双移动工作台的路轨一般采用左右移动式或前后移动式。如图1所示，左右移动式路轨结构和操作虽然简单，但该路轨没有集中到压力机一侧，导致占地面积非常大，给用户厂房建造提出了更多要求。另外一种前后移工作台虽然占地面积相对较小，但却不适合用于大型机械压力机生产线或自动化线，原因在于生产线上压力机与压力机之间有整套自动送料和卸料装置。

为满足用户需求，公司设计出一种T型移动工作台，如图2所示，以便在使用两个移动工作台的情况下不占用过多厂房面积。然而由于T型路轨的移动工作台运动相对复杂，提高了相应液压系统控制难度。本文探讨了移动工作台在T型路轨上按照一定顺序运动时其液压系统技术动作原理及其可靠性。

如图3所示为T型路轨结构示意图，中部整体路轨6上装有机外顶起油缸4、机外前侧小车定位油缸9和机外后侧小车定位油缸5，首节短路轨8连接压力机底座和中部整体路轨6，前后侧短路轨3分别安装在中部整体路轨6的前后侧。如此首节短路轨8、中部整体路轨6和前后侧短路轨3相互连接组成T型路轨。在中部整体路轨6上装有机外顶起油缸4、机外前侧小车定位油缸9和机外后侧小车定位油缸5，用来升降和定位移动工作台。前后侧短路轨3的端部装有前后侧撞块1和前后侧限位检测架2，用来最终停止移动工作台。中部整体路轨6的右侧装有撞块7，用来移动工作台换向时初步停止移动工作台。10为前侧外置顶出装置，11为后侧外置顶出装置。

如图4所示，初始状态为移动工作台A在压力机内工作，移动工作台B在T型路轨的后侧。底座上机内顶起缸落下，旋转式夹紧缸夹头夹住移动工作台，此时移动工作台A处于工作状态，与此同时，操作人员可以将模具安装到移动工作台B上。当移动工作台A工作完毕后需要更换模具时，机内旋转式夹紧缸松开并缩回底座内，机内顶起缸将整个移动工作台A顶起，此时开动移动工作台A到中部整体路轨，移动工作台A减速并最终通过撞块停止。前后侧定位油缸的活塞杆升起，并插入到移动工作台A的圆弧撞块上，实现精定位，机外顶起油缸落下（原始状态为升起），移动工作台A落下后另四个滚轮与前后侧短路轨3面水平相切。移动工作台A向前侧方向开动并最终通过前侧撞块和前侧限位检测架停在前侧短路轨上。（以上过程如图4中空心箭头所示）此时机外前侧小车定位油缸的两个活塞杆升起，开动移动工作台B，到中部整体路轨并轻轻撞在机外前侧小车定位油缸的

两个活塞杆上，此时，机外后侧小车定位油缸的两个活塞杆升起，并插入到移动工作台B的圆弧撞块上，实现精定位，机外顶起油缸升起（原始状态为落下），移动工作台B升起后其中四个滚轮与前后侧短路轨面分离，另外四个滚轮与首节短路轨8水平相切。移动工作台B向左开动并最终进入压力机内。（以上过程如图4中实心箭头所示）上述过程能够实现两个移动工作台换模具时互相不干涉。 T型工作台液压系统主要由泵站系统和控制系统两部分组成。控制系统分成机内小车夹紧系统、机内小车顶起系统、机外小车顶起系统、机外小车前侧定位系统、机外小车后侧定位系统、前侧外置顶出系统和后侧外置顶出系统。整个T型工作台液压泵站三维图如图5所示。 2.1 泵站系统

泵站系统的功能主要是为控制系统提供油压，主要由主电机、柱塞泵、液位液温计、空气滤清器、单向阀、电磁溢流阀、吸油过滤器、回油过滤器和加热棒组成，原理如图6。由于整个T型移动工作台换模时间必须在2分钟以内，根据相关计算，此处电机选用功率相对较大，为1kW。泵的前端选择自封式吸油过滤器且放置在油箱下部，保证系统换滤芯时油箱中的油不会从油箱中流出和不会因为过滤器精度较高导致泵吸孔的现象。 2.2 机内小车夹紧系统

如图7所示，机内小车夹紧系统中所述三位四通电磁换向阀处于中位时，旋转式夹紧缸不动作，当三位四通电磁换向阀处于右侧时，即A口和P口相通，B口和T口相通，旋转式夹紧缸的下腔体通入压缩空气，压缩空气推动活塞，旋转式夹紧缸中的油通过T口回到油箱中并且旋转式夹紧缸缩进底座内，此状态称为夹紧缸松开。当三位四通电磁换向阀处于左侧时，即A口和T口相通，B口和P口相通，此时旋转式夹紧缸夹头先由气体作用缓缓升起，液压油由柱塞泵打入到旋转式夹紧缸中，此状态为旋转式夹紧缸夹紧。在夹紧过程中，系统同时给蓄能器补压，当压

力达到压力继电器1所示压力时，系统停止给夹紧缸加压。因为在使用过程中系统的油压存在漏油泄压现象，夹紧缸中的压力低于压力继电器2时（16MPa），柱塞泵启动对系统开始补压，直到压力达到压力继电器1所示压力时停止。叠加式液控单向阀有两个作用，一个是保证顶起缸系统的压力，另一个是保证回油时整个管路油能够经过T口回到油箱中。 2.3 机内小车顶起系统

如图8所示，三位四通电磁换向阀处于中位时，顶起缸不动作，当三位四通电磁换向阀处于左侧时，即A口和T口相通，B口和P口相通，此时液压油由柱塞泵打入到顶起缸中，此时移动工作台处于抬起状态。当三位四通电磁换向阀处于右侧时，即A口和P口相通，B口和T口相通，由于移动工作台自重原因，顶起缸中的油通过T口回到油箱中，此时移动工作台处于落下状态。叠加式液控单向阀有两个作用，一个是保证顶起缸系统的压力，另一个是保证油时整个管路油能够经过T口回到油箱中。 2.4 机外小车顶起系统

如图9所示，三位四通电磁换向阀处于中位时，机外顶起缸不动作，当三位四通电磁换向阀处于左侧时，即A口和T口相通，B口和P口相通，叠加式液控单向阀全部打开，从柱塞泵打出的油经过B口打入到机外顶起缸的上腔，机外顶起缸下腔的油通过叠加式液控单向阀流入到油箱中，此时机外顶起缸处于落下状态。当三位四通电磁换向阀处于右侧时，即A口和P图9机外小车顶起系统）口相通，B口和T口相通，叠加式液控单向阀全部打开，从柱塞泵打出的油经过A口进入到机外顶起缸的下腔，机外顶起缸上腔的油通过叠加式液控单向阀并经T口流入到油箱中，此时机外顶起缸处于顶起状态。顶起和落下的压力通过叠加式减压阀来控制，并通过压力继电器控制系统压力不超过预设压力，防止压力过大。 2.5 机外小车定位系统和外置顶出系统

机外小车定位系统和外置顶出系统的控制原理和机外小车顶起系统的控制原理相同。 由于机外小车定位油缸和外置顶出油缸的前侧缸和后侧缸动作不是一致的，所以将它们分成前侧和后侧，整个定位系统主要用来在移动工作台准备换向时，初步和最终精定位移动工作台，前侧和后侧定位油缸升起的时间是根据移动工作台移动方向而定的。外置顶出系统主要用来顶起移动工作台上模具顶杆，以便操作人员取出模具顶杆。

综合上述各控制系统特点，如原理图10所示，整个液压系统有如下特点： （1）液压系统与T型路轨结合使用，通过控制各路油缸的动作顺序，有效的将两个移动工作台在压力机同侧同一根路轨上运行，从而达到了既能装拆模具的同时又能节约压力机的整体占地面积。

（2）通过叠加式液控单向阀控制将各个缸体的保压功能和回油功能放在一根管路中，实现各管路油流向互不干涉。另外单向阀能保证当柱塞泵不工作的同时，管路中的油不回到油箱中，从而缩短下一次柱塞泵对各个油缸充油的时间。

（3）机内夹紧缸通过压力继电器和压力继电器的互相检索作用，在不平凡启动柱塞泵的条件下，由蓄能器进行实时补压，保证夹紧缸夹紧时的油压在一定的范围内，经过现场试验，该方法方便安全可靠。

（4）本T型工作台液压系统在实际使用过程中，将和压力机润滑系统、滑块过载系统组成一个整体。实现同一台压力机上各个液压部分的整合化，有利于电气控制及降低成本。

现场实际使用表明，所设计的T型路轨和液压系统完全满足用户需求，安全可靠，安装调试方便，更符合人性化需求，解决了不少客户厂房面积小的问题。

【相关文献】

[1]何德誉，主编.曲柄压力机（第2版）[M].北京：机械工业出版社，1987. [2]雷天觉，主编.新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社，1998. [3]成大先，主编.机械设计手册（第五版）[M].北京：化学工业出版社，2006. [4]许福玲，陈尧明，主编.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2005. [5]路勇祥，主编.液压气动技术手册[M].北京：机械工业出版社，2002.

[6]尹 霞，余永平，等.新型双列柱塞泵设计研究与分析[J].液压气动与密封，2015，（1）.