液压机的工作原理
8.2.1 液压机的工作原理 
液压机是根据帕斯卡原理制成的，它利用液体压力来传递能量，以实现各种压力加工工艺要求。
液压机的工作原理如图8-7所示。两个充满工作液体的具有柱塞或活塞的容腔由管道相连接。当小柱塞上作用的力为
时，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的，则压力将传递到容腔的每一点。因此，在大柱塞2上将产生向上的作用力
，迫使制件3变形，且
。
，
分别为小柱塞1和大柱塞2的工作面积。
| 图8-7 液压机工作原理 | |
1―小柱塞 2―大柱塞 3―制件 |
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8.2.2 液压机的液压系统
液压机主要是靠液体压力来完成工作的，大多数属于高压、大流量的范畴。下面以四柱式通用液压机的液压系统为例来介绍。
图8-8为Y32-315型通用液压机的液压系统原理图，可完成空程快速下降、慢速下降、工作加压、保压、卸压回程、浮动压边及顶出等动作。
| 图8-8 Y32-315型通用液压机液压原理图（滑阀控制） | |
1―控制泵组 2―主电动机 3―液压泵 4，10―电液换向阀 5，7，8―溢流阀 |
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启动。液压泵电动机启动时，全部换向阀的电磁铁处于断电状态，泵输出的油经三位四通电液换向阀10（中位）流入油箱，泵空载启动。
活动横梁空程快速下降。电磁铁1YA及5YA通电，阀10及阀11换向至右位，控制油经阀11（右位），打开夜控单向阀12，主缸下腔油经阀12、阀10（右位）及阀4（中位）排回油箱。动梁在重力作用下快速下降，此时主缸上腔形成负压，上部油箱的低压油经充液阀14向主缸上腔充液，同时泵输出的油也经阀10（右位）及单向阀16进入主缸上腔。
活动横梁慢速下降及工作加压。活动横梁降至一定位置时，触动行程开关2S，使5YA断电，阀11复位，液控单向阀12关闭，主缸下腔油需经支撑阀13排回油箱，活动横梁不再靠重力作用下降，必须依靠泵输出的压力油对活塞加压，才能使活动横梁下降，活动横梁速度减慢。此时活动横梁速度决定于泵的供油量，改变泵的流量即可调节活动横梁的运动速度。同时由于主缸上腔油压较高，液动滑阀15在油压作用下，恒处于上位的动作状态。
保压。电磁铁1YA断电，利用单向阀16及充液阀14的锥面，对主缸上腔油进行密封，依靠油及机架的弹性进行保压。
当主缸上腔油压降至一定值时，压力继电器17发讯，使电磁铁1YA通电，泵向主缸上腔供油使油压升高，以保证保压压力；而当油压超过一定值时，压力继电器17又发讯，使1YA断电，液压泵停止向主缸上腔供油，油压不再升高。
卸压回程。电磁铁2YA通电，阀10换至左位，压力油经阀10（左位）使充液阀14开启，主缸上腔油经阀14排回油箱，油压开始下降。但当主缸上腔油压大于液动滑阀15的动作压力时，阀15始终处于上位。压力油经阀10（作为）及阀15（上位）使顺序阀18开启，压力油可经阀18排回油箱。顺序阀18的调整压力应稍大于充液阀14所需的控制压力，以保证阀14开启。但此时油压并不很高，不足以推动主缸活塞回程。
当主缸上腔油压卸至一定值时，阀15复至下位。顺序阀18的控制油路被换至油箱，阀18关闭，压力油经阀12进入主缸下腔，推动活塞上行。同时主缸上腔油继续通过阀14排回上部油箱，活动横梁开始回升。
浮动压边。当需要利用顶出缸进行压边时，可先令电磁铁3YA通电，阀4换至左位，压力油经阀10（中位）及阀4（左位）进入顶出缸下腔。顶出缸上腔油经阀4（左位）排回油箱，顶出缸活塞上行。当接触压边圈后，令3YA断电。
坯料进行反拉深时，顶出缸活塞在活动横梁与压力作用下，随动梁一起下降。顶出缸下腔油经节流阀6及溢流阀5排回油箱，由于节流阀6有一定的节流阻力，因而产生一定的油压，相应使顶出缸活塞产生一定的压边力。调节溢流阀5即可改变浮动压边力。
顶出缸顶出及退回。电磁铁3YA通电，阀4换至左位，顶出缸活塞上行、顶出。而电磁铁4YA通电，阀4换至右位，则顶出缸活塞下行、退回。
停止。全部电磁铁处于断电状态，阀4和阀10处于中位，液压泵3输出的油经阀10（中位）及阀4（中位）排回油箱，泵卸荷。液控单向阀12将主缸下腔封闭，活动横梁悬空停止不动。
其他。溢流阀8及远程调压阀9做系统安全调压用，溢流阀7则做顶出缸下腔安全限压用。
表8-2为3150KN通用液压机的电磁铁动作顺序表。
表8-2 电磁铁动作顺序表
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液压缸 |
动作名称 |
1YA |
2YA |
3YA |
4YA |
5YA |
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主缸 |
空程快速下降 |
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慢速下降及加压 |
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保压 |
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卸压及回程 |
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停止 |
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顶出缸 |
顶出 |
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退回 |
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停止 |
8.2.3 液压机的特点
基于液压传动的原理，执行元件（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，便于压制大型或较长较高的制件。
在行程的任何位置均可产生压力机额定的最大压力。
可以用简单的方法（各种阀）在一个工作循环中调压或限压，不易超载，模具容易得到保护。
滑块的总行程可以在一定范围内任意改变，滑块行程的下转换点可以根据压力或行程位置来控制和改变。
滑块速度可以在一定范围内进行调节，从而可以适应各种工艺对滑块速度的不同要求。
工作平稳，撞击、振动和噪声较小，对工人健康、厂房基础、周围环境及设备本身都有很大好处。
8.2.4 液压机的基本参数
基本参数是液压机的基本技术数据，是根据液压机的用途及结构类型来确定的，它反映了液压机的工作能力及特点，也基本上确定了液压机的轮廓尺寸及本体总质量。
现以三梁四柱式液压机为例，介绍液压机的基本参数。
1．公称压力（公称吨位）及其分级
公称压力是指液压机名义上能产生的最大力量，在数值上等于工作液体压力和工作柱塞总工作面积的乘积。它反映了液压机的主要工作能力。
2．最大净空距（开口高度）H
最大净空距H是指活动横梁停止在上限位置时，从工作台上表面到活动横梁下表面的距离，见图8-9。最大净空距反映了液压机高度方向上工作空间的大小。
| 图8-9 基本参数示意图 | |
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3．最大行程S
最大行程S指活动横梁能够移动的最大距离。
4．工作台尺寸（长×宽）
工作台尺寸指工作台面上可以利用的有效尺寸，如图8-9中的B与T。
5．回程力
回程力由活塞缸下腔工作面积或单独设置的回程缸来实现。
6．活动横梁运动速度（滑块速度）
可分为工作行程速度、空行程速度及回程速度。工作行程速度由工艺要求来确定。空行程速度及回程速度可以高一些，以提高生产率。
7．允许最大偏心距
允许最大偏心距是指工件变形阻力接近公称压力时，所能允许的最大偏心值。
8．顶出器公称压力及行程
有些液压机下横梁装有顶出器。其压力和行程可按工艺要求确定。
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