液压机操作与调试.docx
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液压机操作与调试
学习情境之2液压机操作与调试
训练能力目标
1.具备液压机操作的基本技能，具备液压机操作工职业素质；
2.能正确选择液压机成型设备；
3.掌握液压机机的主要技术参数，能正确使用与维护液压机机，能排除液压机常见故障；
4.在理解液压机模具结构与技术要求的基础上，会制订液压成型工艺，能在液压机上正确安装和拆除模具；
5.能分析液压成型零件常见质量缺陷，掌握液压产品质量缺陷控制方法。
6.在教师的指导下，能在液压机上生产出合格零件。
训练项目
1.知识点：
（1）液压机用途和分类
（2）液压机工作原理与结构组成
（3）液压机主要技术参数
（4）液压机的型号
2.训练项目：
（1）液压机操作工工作职责
（2）液压机的选择
（3）液压机的正确使用与维护
（4）液压机常见的故障及排除方法
（5）液压机模具的安装与拆卸
（6）液压成型零件常见的质量缺陷及控制方法
预备知识：
1概述
液压机与其它压力机相比，具有压力和速度可较大范围内无级调节、动作灵活等优点，是金属成形和塑料成形中广泛应用的设备。
它可以用于金属板料的成形加工、金属挤压和粉末冶金制品的压制等，也可用于热固性塑料压缩成形和传递成形。
1.1液压机的工作原理
液压机是根据帕斯卡原理制成的，它利用液体压力能来驱动机器工作。
液压机的工作原理如图4—1所示。
两个充满液体的大小不一的容器（面积分别为A1，A2）连通，并加以密封，使两容腔液体不会外泄。
当对小柱塞施加向下的作用力F1时，则作用在液体上的单位压力为P＝F1／A1，根据帕斯卡原理：
在密闭的容器中，液体压力在各个方向上是相等且压力将传递到容腔的每一点。
因此，另一容腔的大柱塞将产牛向上推力F2，F2＝PA2＝F1（A2／A1）。
故只要增大大柱塞的面积，就可以由小柱塞上一个较小的力F1，在大柱塞上获得一个很大的力F2。
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。
图4-1液压机工作原理
1-小柱塞；2-大柱塞；3-制件
1.2液压机的特点及分类
1.2.1液压机的特点
液压机是静压作用的机器，靠液体静压力使工件变形，这是与曲柄压力机、锻锤、螺旋压力机等其它锻压设备的不同点。
1）．容易获得大的压力
设备吨位越大，液压机的此优点越突出，而靠机械机构传递能量的压力机，压力的增大受到构件强度限制。
2）．工作压力可以调整
有的液压机在一个工作循环中可以用几级工作压力。
液压系统设有限压装置，机器不易超载。
使模具也受到保护。
3）．容易获得大的行程
液压机容易获得大的工作行程，并在行程的任意位置上都可产生额定最大压力和长时间持续保压。
这对长行程的压制工艺特别有利。
如板料的深拉深、型材的挤压等。
4）．调速方便
可调节液压系统实现各种行程速度，这种调速是无级的，操作方便。
5）．液压机结构简单，能够适应多品种生产。
6）．工作振动及噪音小
液压机工作平稳，撞击、振动和噪音都较小。
对厂房基础要求低。
对环境保护及改善工人劳动条件有利。
7）．易于实现自动化生产
但是，液压机也有一些缺点。
如对密封技术要求较高，密封差产生液体渗漏会影响机器的效能，污染环境。
由于液体的流动阻力，液压机的最高工作速度受到限制。
1.2.2液压机的分类
液压机在锻压机械标准ZBJ-62030-90中属于第二类，代号为“Y”。
故设备型号以Y字母开头。
液压机按用途分为10组别：
1）锻造液压机用于自由锻造、钢锭开坯以及有色与黑色金属模锻。
2）冲压液压机用于各种板料冲压，其中有单动、双动及橡皮模冲压等。
3）一般用途液压机用于各种工艺，通常称为万能或通用液压机。
4）校正、压装用液压机用于零件校形及装配。
5）层压液压机用于胶合板、刨花板、玻璃纤维增强材料等的压制。
6）挤压液压机用于挤压各种金属线材、管材、棒材、型材及工件的拉深、穿孔等工艺。
7）压制液压机用于压制各种粉末制品。
如粉末冶金、人造金刚石、热固性塑料及橡胶制品的压制等。
8）打包、压块液压机用于将金属切屑及废料压块与打包、非金属材料的打包等。
9）其它液压机如模具研配、电缆包覆、轮轴压装等各种专用工序的液压机。
10）手动液压机为小型液压机，用于试压、压装等要求力量不大的手工工序。
液压机的工作介质主要有两种。
采用乳化水液作为工作介质的称为水压机，其标称压力一般在10000kN以上。
用油作为工作介质的称为油压机，其标称压力一般小于10000KN。
2塑料液压机
2.1塑料液压机的基本结构
塑料液压机在执行压缩及传递成形工作过程中需完成闭模、排气、开模及顶件动作，以及提供成形所需的压力。
塑料液压机的基本结构如图4—2所示，它主要是由机身（包括上、下横梁及立柱等）、活动横梁、工作油缸、顶出机构、液压系统和电器控制系统等部分组成。
2.2塑料液压机的类型
塑料液压机的类型有：
以机架结构的特点分，有梁柱式和框架式两种；
以机器操纵方式分，有手动式、半自动式和数控全自动式；
以液压机工作缸位置分，有上压式、下压式，上、下压式和直角式。
以上分类法中，以液压机工作缸位置分类法用得较为普遍，故下面按此分类介绍液压机。
2.2.1上压式液压机
工作油缸位于机架上方的液压机称为上压式液压机。
图4-3所示为SY71-45型上压式框架型液压机。
生产时，工作缸驱动活动横梁向下运动进行闭模，最终把液压机的压力传递给模具并作用于塑料上。
在将模内塑料保压以完成交联硬化的过程中，工作缸需启闭模具数次，排除模内气体，制件硬化定形后，活动横梁上升开启模具，再由下顶出装置顶出制件。
清理模具后进行下一轮生产。
上压式液压机是目前成型热固性塑料制品应用最为广泛的一种设备。
2.2.2下压式液压机
下压式液压机的工作主缸位于液压机下部，上部是固定的压板，下压式液压机模塑成型时，操作不便，仅用于压制层压板、硬聚氯乙烯板等。
2.2.3上下压式液压机
如图4-4所示，为双压式液压机。
有上下两个工作压缸，这两个压缸的活塞所产生的压力互相作用力相反。
一个用于闭合锁紧模具，称为主缸，另一个用于将模具加料室中的塑料挤入模腔，称这辅助缸。
主缸压力比辅助缸大得多，以防溢料。
这种压力机主要用于固定式传递模生产塑料制品。
2.2.4直角式液压机
如图4-5所示，机架3固定主要零件，上压缸1和旁压缸5相互垂直，上压缸用于压制塑料，而旁压缸用于启、闭模具。
机器下部设有顶山机构。
直角式液压机特别适宜成形侧向带有较深凹凸结构的塑料制件，此时模具结构简化，制品质量及生产效益提高
图4-4上下压式液压机图4-5直角式液压机
1-上压缸；2-下压缸1-上压缸；2-上活动板；3-机架；4-下活动板；5-旁压缸；6-下导轨；7-上导轨
2.3塑料液压机的主要零部件
各类液压机在结构组成上有所不同，但是它们的主要零部件却是基本相同的。
下面分机身结构和液压缸部件两大部分进行介绍。
2.3.1机身结构
液压机的机身结构可分为梁柱式、框架式两种。
下面介绍梁柱式机身结构，梁柱式结构又分单柱、双校和四柱等形式。
单柱式机身结构如图4-6所示，它可以是整体铸钢结构，也可以是钢板焊接结构。
它的特点是结构简单、紧凑。
由于工作台三面敞开，操作方便。
适合于塑料制品的压制、机械零部件的压装及板材的冲压加工等。
这种结构机身的最大缺点是刚度差，承载后主缸中心与工作台面的垂直度误差变大，导致模具间隙偏于一侧，影响制件质量，降低模具寿命。
双柱式机身结构一般用于小型液压机。
其结构比较简单，操作方便，但机器的稳定性较差。
近年来，下压柱式液压机多采用双柱式。
三柱式常用于卧式挤压液压机中。
而大型液压机的工作台面大，则采用多柱式结构，常见的有六柱
或八柱结构。
梁柱式结构中最常见的是三梁四柱式。
如图4—2所示。
它广泛应用于各种用途的液压机中。
上、下横梁与立柱组成一个刚性的封闭框架。
横梁包括上横梁、下横梁和活动横梁。
上横梁位于机身上部，用于安装工作缸，承受工作缸的反作用力。
下横梁一般称作工作台。
工作台中安装顶出油缸及其它辅助装置，台面可固定模具，工作台承受机器本身的重量及全部载荷。
活动横梁位于上横梁与工作台之间。
活动横梁的主要作用是与工作油缸的活塞杆连接传递液压机的压力给模具；通过导向套沿立柱（框架式结构为导轨）导向面作上下往复运动；安装固定模具等。
为固定模具，活动横梁及工作台工作表面均有T形槽。
T形槽分布形式和尺寸大小因机器规格而异。
从上述知，横梁要求有足够的强度和刚度，活动横梁还需要较高的导向精度。
立柱是梁柱式液压机的重要支承件和受力件，同时又是活动横梁的导向基准。
因此立柱需要有较高的强度、刚度和导向精度。
立柱与上横梁、工作台的连接方式表明了其结构主要特征。
图4-7所示为立柱的结构形式，因4-7（a）为两梁都用立柱台肩支承，用锁紧螺母上加以锁紧的形式；图4-7（b）为两梁都用调节螺母支承，用锁紧螺母上下加以锁紧的形式，它的精度保持性较好；图4-7（c）为上横梁用立柱台肩支承，调节螺母安装于工作台面上，两端用锁紧螺母锁紧的形式；而图4-7（d）为上横梁用调节螺母支承，立柱台肩支承在工作台面上，两端用锁紧螺母锁紧。
从上述几种结构形式可以看出,（a）种方式上横梁与工作台之间的距离是由立柱的台肩之间的尺寸保证的，因此，它的结构简单，装配方便，但装配后不能进行调整，预紧也比较困难。
一般在精度要求不高的小型简易液压机上使用这种结构。
（b）种方式可以对立柱的轴向尺寸进行调整，预紧也比较容易，对立柱的轴向尺寸加工要求不严，所以，它主要应用于精度要求较高的液压机中。
但这种结构对立柱螺纹及调节螺母的精度要求较高，机器的精度调整相对比较复杂。
（c）与（d）的方式基本相同，精度调整和加工亦不复杂，安装维修都比较方便。
因此，在中小型液压机中应用较为普遍。
图4—7立校的结构形式
（a）两梁都用立柱台肩支承；（b）两梁都用调节螺母支承；（C）混合式；（d）混合式
2.3.2液压缸部件
液压缸是产生和传递工作压力实现运动的部件。
液压缸通常分为柱塞式、活塞式和
差动柱塞式三种型式。
如图4-8所示。
图4—8三种液压缸型式
（a）柱塞式；（b）活塞式；（c）差动柱塞式
1）、柱塞式液压缸
如图4-8（a）所示。
此结构广泛用于工作缸、回程缸、工作台移动缸及平衡缸等。
它结构简单，制造容易，但只能单方向作用，反向运动需用回程缸来实现。
2）、活塞式液压缸
如图4-8（b）所示。
此结构在中小型油压机上应用广泛。
活塞式液压缸可以两个方向动作，既能完成工作行程，又可实现回程。
但缸内表面全长需加工，精度要求较高，结构复杂。
3）、差动柱塞式液压缸
这种液压缸导向及承受偏载能力强，可用作回程缸装于上横梁上，与活动横梁连接较简单。
其结构如图4-8（c）所示。
2.4液压机的主要技术参数
液压机的主要技术参数反映了液压机的工作能力和结构特征，是进行设备选择和模具设计的重要依据。
以下就液压机的主要参数作一介绍。
2.4.1公称力（kN）
公称力是指液压机名义上能产生的最大压力。
它反映了液压机的主要工作能力，故一般用其表示机器规格。
如国产的SY-250液压机，即表示其最大的总压力为2500kN，而s表示塑料，Y表示液压机。
2.4.2液体工作压力（Mpa）
液体工作压力是指液压机在工作过程中液压系统中液体的压力。
每台液压机都标出工作液的最大工作压力数值，使用时不能超过其最大值。
液压机的压力与液压机工作液压力、活塞面积的关系如下：
P=pf
式中P―液压机的压力；
p—液压机的工作液压力；
f—液压机工作液压缸活塞的面积。
2.4.3回程力（kN）
上压式液压机在完成压制后，其活动横梁向上回程时所能产生的最大力为回程力。
液压
机的最大回程力一般为公称力的20％～50％。
2.4.4其它参数
液压机的其它参数，如活动横梁至工作台最大距离（相当于注射机模板间最大距离）、动粱最大行程（相当于注射机移动模板行程）、顶出杆最大行程、顶出杆最大顶出力、工作台尺寸、立柱及导轨之间的距离等技术参数。
其含义可参照注射机的有关技术参数。
液压机还有一个比较重要的技术指标，即升压时间。
在塑料压制成形过程中，不仅需要液压机产生足够的压力，而且要求当被压制塑料处于粘度低、流动性最好时，液压机的压力能迅速达到最大值，从而保证模腔充满，获得满意的制件，因此升压时间较短有利。
目前中小型塑料液压机的升压时间约在10秒钟以内。
表4-l列出了部分常用国产塑料液压机的规格型号及主要技术参数，供参考。
表4-1常用国产塑料液压机的规格型号及主要技术参数
常用液
压机
型号
液压部分
活动横梁、工作台部分
顶出部分
公
称
压
力
回
程
压
力
工大
作压
液力
最
动作距
梁台
至最
工大离
动行
梁
最
大程
动作
梁台
、尺
工寸
顶大
出顶
杆出
最力
顶程
出
杆
回力
顶大
出行
杆程
最
KN
KN
MPa
mm
mm
mm×mm
KN
KN
mm
45-58
450
68
32
650
250
400×360
150
YA71-45
450
60
32
750
250
400×360
120
35
175
YA71-45A
450
60
32
750
250
400×360
120
175
SY71-45
450
60
32
750
250
400×360
120
35
175
YX（D）-45
450
70
32
330
250
400×360
Y32-50
500
105
20
600
400
790×490
75
37.5
150
YB32-63
630
133
25
600
400
790×490
95
47
150
BY32-63
630
190
25
600
400
790×490
180
100
130
Y31-63
630
300
32
300
3（手动）
Y71-63
630
300
32
600
300
500×500
3（手动）
130
YX-100
1000
500
32
650
380
600×600
200
165自动
280手动
Y32-100
1000
230
20
900
600
900×580
150
80
180
常用液
常用液压机
型号
液压部分
活动横梁、工作台部分
顶出部分
公
称
压
力
回
程
压
力
工大
作压
液力
最
动作距
梁台
至最
工大离
动行
梁
最
大程
动作
梁台
、尺
工寸
顶大
出顶
杆出
最力
顶程
出
杆
回力
顶大
出行
杆程
最
KN
KN
MPa
mm
mm
mm×mm
KN
KN
mm
Y71-100
1000
200
32
650
380
600×600
200
165自动
280手动
Y32-100A
1000
160
21
850
600
165
70
210
ICH-100
1000
500
32
650
380
600×600
200
165自动
250手动
Y32-200
2000
620
20
1100
700
1320×760
300
82
250
YB32-200
2000
620
20
1100
700
1320×760
300
150
250
YB71-250
2500
1250
30
1200
600
1000×1000
340
300
ICH-250
2500
1250
30
1200
600
1000×1000
630
300
SY-250
2500
1250
30
1200
600
1000×1000
340
300
Y32-300
YB32-300
3000
400
20
1240
800
1700×1210
300
82
250
Y33-300
3000
24
1000
600
Y71-300
3000
1000
32
1200
600
900×900
500
250
Y71-500
5000
32
1400
600
1000×1000
1000
300
YA71-300
5000
160
32
1400
1000
1000×1000
1000
300
2.5液压、电器系统及安全保护措施
2.5.1液压系统
液压机主要是靠液体压力来完成工作的，高压、大流量的液压传动是液压机液压系统的主要特点。
塑料液压机绝大多数以油为工作液，故又称油压机。
液压机的传动主要分为两部分，即活动横梁传动和顶出装置传动。
现以BY32—63普通液压机为例讲述。
BY32—63普通液压机是三梁四柱机身结构的液压机，适用于可塑性材料的压制工艺，如成形塑料制品及粉末制品、冲裁、弯曲、翻边、薄板拉深等。
设有“断续”、“持续”和“半自动”三种操纵方式（与注射机“调整”“手动”和“半自动”式对应）。
BY32—63液压机的液压原理见图4—9。
因为塑料制品在压制成形过程中需要必要的压力、温度和保压时间，而且它的高压压制行程很短，因此在液压系统中采用了小流量的高压柱塞泵和大流量的低压齿轮泵共用，并利用差动原理实现液压机的快速下行，使液压机的功率显著降低，结构紧凑和效率提高。
下面按照半自动工作循环下成形塑料制品的工作过程介绍：
1）.起动
接通电源，启动电机。
调整齿轮泵1使控制油路油压较低0.8Mpa。
阀5、11、12、13处于原始中位。
高压泵4之来油经阀5、阀ll、油箱，泵进入空负荷循环。
2）活动横梁下行
电磁铁IDT通电，阀12换至右位，控制油路之来油进入阀11右端，使滑阀左移，高压泵之来油经阀11、阀9之b阀进入主缸上腔。
主缸下腔油液经阀8、阀ll、阀9之c阀,与泵之来油汇合同时进入主缸上腔。
使主缸活塞带动活动横梁在差动作用下快速下行。
3）．加压及保压
当活动横梁接触被压制件后压力升高。
压力升至2MPa时阀9之泄压阀a打开，主缸下腔油液直接由阀9之a阀回至油箱，从而保证了全压工作。
当压力上升至压力继电器10的调定压力时，压力继电器发讯使电磁铁IDT断电，泵进入空负荷循环。
此时，主缸上腔油液被封闭环和阀9之保压阀b密封，使系统处于“保压状态”。
从压力继电器发讯起，时间继电器便开始“保压延时”之计时动作。
4）．卸压回程
“保压延时”结束，时间继电器又发讯使电磁铁2DT通电，阀12换至左位，控制油路之来油进入阀11左端使滑阀向右，开始卸压回程动作。
泵之来油进入主缸下腔，此时阀9之卸压阀a被主缸上腔油压打开，故泵之来油流经卸压阀的阻尼孔回至油箱。
但由于泵的流量较大，不能立即都回至油箱．所以对泵之来油造成一定压力。
压力油进入阀9之保压阀b的底部，顶起保压阀内的控制活塞，控制活塞上行顶开卸载阀，使主缸油液压力经卸载阀而卸除。
当油压降至2MPa时卸载阀即回位，切断泵之来油不回油箱而入主缸下腔；同时，油泵来油继续打开阀9之保压阀b的单向阀，使主缸上腔油液经阀11回油箱，因此使活动横梁回程。
活动横梁回程至行程开关1HXC位置（根据需要调定）时，1HXC发出讯号切断电磁铁2DT，活动横粱停止回程。
5）．顶出及顶出回位
电磁铁3DT通电，阀13换至左位。
控制油路之来油进入阀5左端，使滑阀换向，泵之来油经阀5进入顶出缸下腔，而顶出缸上腔油液经阀5回油箱。
此时活塞上行即为顶出动作。
切断电磁铁3DT，则顶出动作停止。
待取出成型制件后，使电磁铁4DT通电，与上述原理相同但做逆向动作，从而使顶出活塞下行退至预定位置。
6）．停止
按停止键，电磁阀因电磁铁断电而回到中位，故而泵之来油排回油箱，泵卸荷。
阀8将主缸下腔封闭，t活动横梁悬空静止。
7）．其它
2HXC是行程开关。
当活动横梁下行碰触它时,活动横梁会立即自动回程。
它既可在手动ZHXC是行程开关。
当活动横梁下行碰触它时，活动横梁会立即自动回程。
它既可在手动操作时用来限定活动横梁的下限位置，又可供进行薄板冲压、拉伸等工艺时使用。
动作名称
动作信号
电磁铁
电动机
1DT
2DT
3DT
4DT
1.2D
电动机起步
AQ
快速下行
IA
压制
保压
JP
泄压回程
2A（JS）
回程停止
IHXC
顶出
3A
退回
4A
静止
5A
紧急停止
AT
2.5.2电器系统
电器系统的任务是按照液压系统规定的动作（见图4—9中图表），驱动电动机，选择规定的工作方式（“断续”、“持续”、“半自动”），在发讯元件的指令下，使有关电磁铁动作，以完成指定的工艺动作循环。
图4-10是BY32-63液压机的电气原理图，该图中各种电器元件的名称和作用参见表4-2。
表4-2BY32-63液压机的电器元件及作用
代号
名称
作用
ZK
自动空气断路器
ID主电路的短路保护
1D
交流电动机
2D
交流电动机
1ID～3ID
熔断器
2D主电路和控制电路的短路保护
QC
交流接触器
通过接触器,继电器使线路低电压保护
At
按钮
参见图4-9中图表
AQ,1～4A
按钮
参见图4-9中图表
5A
按钮
参见图4-9中图表
H
按钮
工作方式的转换开关
1,2HXC
行程开关
BK
控制变压器
JO,1～4J
中间继电器
通过接触器和继电器使线路低电压保护
JS
时间继电器
1JR
热继电器
电动机的过载保护
2JR
热继电器
JP
压力继电器
1～4DT
电磁铁
参见图4-9中图表
2.5.3安全保护措施
液压机是一种压力加工机械，在使用中为保证操作人员和
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