J1140型壓鑄機增壓控制油路設計特點與應用

張海華

(沈陽工學院機械與運載學院，遼寧撫順 113122)

壓鑄機是在壓力作用下把熔融金屬液壓射到模具中冷卻成型，開模后得到固體金屬鑄件的一系列工業鑄造機械。J1140型壓鑄機的壓射系統是由壓射缸后接增壓缸組成，為使壓射系統應用于較大的工藝范圍，其壓射力要在較大的范圍內可調并且當手工澆筑壓鑄液體質量不同時，要保證各個零件的建壓工藝參數相同。為此，特設計增壓控制油路，保證壓射系統實現工藝要求。

1 J1140壓鑄機增壓控制液壓原理分析

1.1 J1140壓鑄機增壓控制液壓原理

J1140壓鑄機增壓液壓原理如圖1所示。

圖1 J1140壓鑄機增壓液壓原理

壓射時，液壓油經過增壓活塞桿與浮動活塞之間的縫隙進入壓射缸，推動壓射活塞向左進行壓射;由壓射蓄能器放油在同一油路上進行快壓射;當壓鑄金屬液充型完成后，液壓系統壓力升高至正常液壓系統壓力的80%時，增壓控制閥換向，增壓閥JV14后腔壓力油回油并開啟，增壓蓄能器內壓力油快速進入增壓缸，推動增壓活塞向左運動，使增壓活塞桿與浮動活塞接觸，將壓射活塞與浮動活塞之間的油腔封閉。由于增壓力極大，將封閉油腔內的液壓油壓縮，使其油壓升高到32 MPa以上，從而形成最高的壓射力。

1.2 增壓控制油路應用設計

為提高增壓控制油路的可靠性，采用了目前國內外最先進的插裝閥結構并實現模塊化設計。即將增壓控制油路分解設計成3塊模塊化油路板:增壓蓄能器充油油路板、增壓控制油路板、截止閥板。增壓蓄能器充油油路板為主閥板，另兩塊油路板分別置于兩側。既減小了生產制造的技術難度、降低成本，又保證了增壓控制油路的可靠性。

2 增壓控制油路設計特點及其應用

2.1 增壓控制油路板設計

設計增壓控制油路板，以保證建壓工藝參數相同。壓鑄機工作時，由于人工澆筑材料質量不同，造成壓射沖頭行進的距離并不準確，但機床必須保證生產各個零件時的工藝參數相同 (即增壓開始點相同)，以保證生產的壓鑄零件具有相同的質量。壓鑄實驗證明:當壓鑄機壓射結束時，壓射油路油壓力上升，當其油壓力達到液壓系統壓力的80%時，開始增壓，既保證生產出合格的零件，而且各個零件具有相同的工藝參數。為此，特設計如圖2所示的增壓控制油路板。

圖2 增壓控制閥組

如圖2(部分油口改變位置)所示:原始情況下，液壓系統壓力油推開小錐閥4，進入小蓄能器進行充油;同時經小錐閥4內孔，作用于滑閥3的右側;再經油口B，作用于增壓閥JV14(如圖1所示)后腔。由于壓射系統壓射時，阻力很小，液壓系統壓力會短時下降，小錐閥4的作用是將滑閥3的右側油路封閉，并由小蓄能器補充各個閥的滲漏，使壓射過程中滑閥3的右側始終維持為液壓系統壓力。

壓射時，增壓控制電磁閥同時得電動作 (圖1所示)，壓射油經閥蓋1與活塞2壓力腔接通。由于壓鑄液體開始沖型，壓射壓力較小，活塞2不動作。當壓鑄液體沖型完成后，壓射油路壓力上升。當壓力升高到液壓系統壓力的80%時，活塞2在壓射油路壓力作用下，向右滑移，推動滑閥3向右滑動，先封閉油口B，斷開液壓系統壓力，再打開油口A，使增壓閥JV14(圖1所示)后腔壓力油經油口A流回油箱，增壓閥開啟，增壓蓄能器內壓力油沖入增壓缸，進行增壓。當壓射系統壓回時，壓射油路壓力為0，滑閥3在液壓系統壓力與彈簧力共同作用下回歸原位。

2.2 增壓蓄能器充油油路板設計

設計增壓蓄能器充油油路板，以調整壓射力。壓鑄機的壓射力主要與增壓力有關，調整增壓蓄能器充油壓力就能控制壓射力大小。

如圖1所示，在增壓蓄能器的沖油油路上設計有增壓蓄能器充油油路板，調整減壓閥VP4，即可以控制增壓蓄能器的充油壓力。在壓鑄機實際應用過程中，穩定的蓄能器運行壓力是充油壓力表BY4與蓄能器氣體壓力表BY5讀數相同，即保證蓄能器內的壓力油容積大于增壓缸需要釋放的液壓油容積。當增壓蓄能器充氣壓力一定時，減壓閥VP4的壓力調整范圍有一定限度，超過調整限度，會使增壓蓄能器充油壓力與氣體壓力不一致，增壓蓄能器運行不穩定(或油量少，油壓下降過快;或油量多，氣壓小，液壓油釋放過慢)。因此，壓射力調整較大時，還要調整增壓蓄能器的沖氣壓力。

2.3 截止閥板設計

設計截止閥板，以調整增壓蓄能器充氣壓力。當需要調整增壓蓄能器充氣壓力時，可以通過截止閥VK13進行充氣和放氣。但這提高了壓鑄機的應用難度，降低了生產效率;同時造成氮氣浪費，操作復雜，增加了壓鑄機的使用成本。因此，必須設計液壓油路進行解決。

如圖1所示，設計截止閥VK10、VK11、VK12組成截止閥板，通過蓄能器氣瓶底部的沖、放油來調整增壓蓄能器充氣壓力。在壓鑄機實際應用過程中，首先將充油單向閥JV15關閉，斷開液壓系統壓力，打開截止閥VK10，將蓄能器內液壓油放掉 (此時在液壓系統壓力作用下，減壓閥VP4會有細小的回油聲);其次打開截止閥VK12，系統壓力油沖入氣瓶底部，將瓶內氣體壓縮，氣體壓力升高。當需要降低氣體壓力時，首先將液壓系統卸荷，關閉充油單向閥JV15，打開截止閥VK10，將蓄能器內液壓油放掉;其次打開截止閥VK11，氣瓶內液壓油在氣體壓力作用下流回油箱，氣瓶氣體體積增大，氣壓減小。在實際調整過程中，截止閥VK11開度非常小，防止氣體沖入油箱，造成油箱內液壓油大量溢出。

3 結論

壓鑄機增壓控制油路的設計，改善了由于人工澆筑量不同而造成的工藝參數變化，提高了壓鑄機實際生產的適用性。增壓蓄能器充油油路板與截止閥板的設計，使壓射力在較大范圍內可調，從而擴大了壓鑄機的工藝范圍。這種液壓控制回路具有復雜性和典型性，為其他液壓系統設計提供參考。

［1］盧醒庸.液壓與氣壓傳動［M］.2版.上海:上海交通大學出版社，2002.

［2］左建民，張懷德.J113C-1250KN壓鑄機液壓系統的改進設計研究［J］.機床與液壓，1995(6):353－355.

［3］李葳，孔曉武，邱敏秀.壓鑄機增壓系統的數學模型及仿真研究［J］.機床與液壓，2009，37(9):99－101.

［4］林克偉，徐開杰，周才根.注塑機液壓系統節能技術的現狀分析［J］.工程塑料應用，2011(8):84－87.