速看!不被淘汰的液壓機應(yīng)具備哪些特性?
液壓機作為一種利用液體靜壓力加工材料的機械,廣泛應(yīng)用于鍛壓、沖壓、冷擠、校直等壓制工藝。自1795年第一臺水壓機問世以來,液壓機經(jīng)歷了200多年的發(fā)展。然而,隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的進步,液壓機市場面臨著激烈的競爭。為了不被淘汰,液壓機必須克服油液泄漏、油溫升高、傳動精度低和能耗大等缺點,提升控制精度和效率,并實現(xiàn)綠色設(shè)計與制造。本文將詳細(xì)介紹現(xiàn)代液壓機的發(fā)展趨勢,以幫助企業(yè)選擇不被淘汰的液壓機。
一、伺服控制技術(shù):提升液壓機性能的關(guān)鍵
1.伺服控制技術(shù)簡介
伺服控制技術(shù)是一種精密驅(qū)動技術(shù),通過控制物體的位置、方位和狀態(tài),使其跟隨輸入目標(biāo)的變化。伺服液壓機將伺服控制技術(shù)與液壓系統(tǒng)結(jié)合,采用伺服電機驅(qū)動主傳動油泵,減少控制閥回路,實現(xiàn)對滑塊的精確控制。
2.伺服液壓機的工作原理
伺服液壓機的主油缸上腔安裝有壓力傳感器,滑塊處安裝位移傳感器。控制器根據(jù)壓力和位置反饋信號,計算出伺服電機的轉(zhuǎn)速,從而控制液壓泵的輸出,實現(xiàn)壓力、速度和位置的精確控制。
3.伺服控制技術(shù)的優(yōu)勢
精度高:伺服電機通過脈沖定位,控制精度可以達(dá)到1/1024圈,結(jié)合傳感器,可以實現(xiàn)對滑塊任意位置的精確控制。
柔性高:滑塊運動曲線可根據(jù)不同生產(chǎn)需求進行優(yōu)化設(shè)置,實現(xiàn)高難度高精度加工。
效率高:滑塊行程次數(shù)、速度和行程調(diào)節(jié)方便,能根據(jù)成形工藝,在最小行程下工作,提高生產(chǎn)效率。
節(jié)能:伺服液壓機省去了飛輪和離合器,采用直接傳動,傳動環(huán)節(jié)減少,能耗顯著降低。
4.伺服控制技術(shù)的挑戰(zhàn)
盡管伺服控制技術(shù)在液壓機上展現(xiàn)了強大的生命力,但仍需完善以下關(guān)鍵技術(shù):
研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大功率伺服電機和驅(qū)動控制單元;
開發(fā)采用伺服電機直接驅(qū)動的液壓機主油泵;
研究能量回收系統(tǒng);
開發(fā)專用控制系統(tǒng)和智能化成形工藝庫。
二、綠色節(jié)能技術(shù):環(huán)保與高效并重
1.液壓系統(tǒng)的能量損失
液壓系統(tǒng)的能量損失可分為三類:
能量轉(zhuǎn)換元件的轉(zhuǎn)換損失:包括液壓泵和液壓馬達(dá)中的機械摩擦損失、壓力損失和容積損失。
液壓回路傳輸損失:過剩流量和過剩壓力是產(chǎn)生液壓回路能量損失的根本原因。
液壓源與負(fù)載不適應(yīng)的匹配損失:液壓機的噸位在設(shè)計之初已經(jīng)固定,不同工件加工過程中常出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象,造成能量浪費。
2.綠色節(jié)能技術(shù)的研究重點
節(jié)能型液壓元件:主要集中在液壓泵和液壓控制閥。電子控制與液壓泵變量控制相結(jié)合,得到較好的節(jié)能效果。
節(jié)能型液壓系統(tǒng):泵節(jié)能的核心思想是液壓源提供的功率與負(fù)載匹配,基于這一思想出現(xiàn)了很多節(jié)能系統(tǒng),如混合動力技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、液壓變壓器技術(shù)和二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及能量回收系統(tǒng)。
水壓傳動技術(shù):水液壓技術(shù)以水為工作介質(zhì),具有成本低、無污染、抗燃性好和可壓縮性小等優(yōu)點。但需解決防腐、氣蝕、潤滑和防凍等關(guān)鍵技術(shù)。
三、集成化技術(shù):簡化結(jié)構(gòu),提升可靠性
1.電機與閥一體化
電磁直驅(qū)閥將電機與普通液壓閥集成在一起,采用永磁直線力馬達(dá)直接驅(qū)動閥芯,簡化了結(jié)構(gòu),提高了可靠性,降低了制造成本。
2.電機與泵一體化
液壓電機泵將液壓泵與原動機高度融合,結(jié)構(gòu)緊湊、功率重量比大、體積小、噪音和振動低、可靠性高。例如,燕山大學(xué)設(shè)計的軸向柱塞液壓電機泵,將永磁同步電動機與斜盤式軸向柱塞泵高度集成,實現(xiàn)了散熱冷卻的效果。
四、機液復(fù)合驅(qū)動技術(shù):融合機械與液壓優(yōu)勢
1.機械液壓復(fù)合式壓力機
機械液壓復(fù)合式壓力機將液壓驅(qū)動和機械驅(qū)動同時應(yīng)用在一臺壓力機上,空行程采用伺服電機驅(qū)動曲柄連桿機構(gòu),在連桿完全豎直處于鎖模狀態(tài)時,液壓系統(tǒng)驅(qū)動油缸進行公稱力壓制。這種設(shè)計有效降低了液壓能在空行程階段的浪費,并保留了機械壓力機快速精確定位的優(yōu)點。
2.空行程與工作行程單獨驅(qū)動增壓缸
基于空行程與工作行程單獨驅(qū)動原理,可以設(shè)計很多節(jié)能型液壓缸。例如,結(jié)合行星絲杠和伺服電機的增壓缸,空行程采用小功率電機驅(qū)動,工作行程采用大功率電機配合行星減速器和增壓腔,整體結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、緊湊。
現(xiàn)代液壓機的發(fā)展趨勢集中在伺服控制技術(shù)、綠色節(jié)能技術(shù)、集成化技術(shù)和機液復(fù)合驅(qū)動技術(shù)等方面。為了不被淘汰,液壓機必須不斷提升控制精度和效率,實現(xiàn)綠色設(shè)計與制造。選擇具備這些先進技術(shù)的液壓機,將有助于企業(yè)在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

