液壓閘式數控剪板機自動送料裝置液壓系統的研究

盧壽麗　張　強,2　 劉　婷　　宋開功　申世英/ .山東協和學院　2.河北工業大學

液壓閘式數控剪板機自動送料裝置液壓系統的研究

盧壽麗1張強1,2劉婷1宋開功1申世英1/ 1.山東協和學院2.河北工業大學

本文研究的是液壓閘式數控剪板機自動送料裝置的液壓系統，其針對較厚的大面積板料所設計的液壓系統能滿足夾鉗座兩夾爪的開合要求，夾鉗傳動系統保證板料的準確送給，為較厚的大面積板料的自動送進提供足夠的動力，減少了工人的勞動強度，提高了板料生產的效率。

剪板機；閘式；前送料裝置；液壓系統

引言

剪板機是生產線中對校平后的板料進行橫剪的設備，被廣泛應用于航空、電機、汽車等行業中。近幾年來，模具技術與沖壓技術得到了較快的發展，使得剪板機的應用范圍不斷地擴大，為了提高生產效率，對剪板機各方面的性能有了有了更高的要求。

1.剪板機液壓系統的設計及控制

液壓系統的原理圖如圖1所示，液壓系統為本機的動力系統，由電機、高壓油泵、液壓件、油箱、油缸及其連接管路組成。液壓系統采用先進的液壓集成系統，結構緊湊，減少管路連接，提高了系統的可靠性與易維修性。

圖1　系統的液壓原理總圖

1油標 2空氣濾清器 3油泵 4單向閥 5 高壓軟管 6電機 7溢流閥 8液壓站 9液動閥 10電磁換向閥 11集成塊體 12單向節流閥 13電磁換向閥 14節流閥 15電磁換向閥 16單向閥 17節流器 18濾油器 19閘閥 20壓力閥 21壓料油缸 22壓力表 23閘閥 24蓄能器 25左油缸 26返程油缸 27高壓軟管 28節流器 29閘閥 30右油缸 31電磁換向閥 32溢流閥 33、34高壓球閥

1.1 蓄能器充油

當上刀架返程上升緩慢，壓力表序22的讀數較低時，需要給蓄能器充油。

蓄能器充油時，電磁閥序8、10、13、31和15b得電。序8得電，液壓站建立控制油路壓力，序10得電，9a上行，關閉泄荷口，系統建立壓力；序13得電，切斷系統與左油缸上腔通道；15b得電，9d下行，系統連接序28、29，限制充油時蓄能器的最高壓力。油液一部分通過閘閥序19、34進入蓄能器，一部分通過序28、29旁路流回油箱，還有一部分進入壓料油缸。

給蓄能器充油需要二人配合操作，步驟如下：

a.打開球閥序34，松開閘閥序19，放下上刀架，旋緊閘閥序29；

b.按電機啟動按鈕，啟動主電機；點動、一次行程選擇旋鈕旋至↓↑（點動）位置；旋轉充油旋鈕至位置“1”，給蓄能器充油；觀察壓力表序37讀數，當其讀數達到P2值時，旋轉充油旋鈕至位置“0”，旋緊閘閥序19與球閥序34，停止充油。這時，刀架在蓄能器壓力油的作用下，上升返程；

c.松開球閥序33，按剪切角增大或減小按鈕，將剪切角調至適當位置；觀察刀架下行及返程速度是否符合要求，合適后關閉球閥序33。

d.旋松閘閥序29。

1.2 剪切角的增大與減小

剪切角增大：調整剪切角以前，不管是剪切角增大，還是剪切角減小，請先將球閥（序33）松開；調好后，再將球閥(序33)關緊。打開球閥序33，按剪切角增大按鈕，電磁鐵15a得電，9d上行，右油缸上腔與系統接通，而此時系統處于泄荷狀態，在返程油缸的作用下，右油缸上行，右油缸上腔油液排至油箱，剪切角增大，然后關閉球閥序33。

剪切角減小：打開球閥序33，按剪切角減小按鈕，電磁鐵8、10、13及15a得電，電磁鐵8、10、13的作用與上述蓄能器充油時作用相同，電磁鐵15a得電，9d上行，右油缸上腔與系統接通，此時，由于電磁鐵10得電，系統建立壓力，壓力油經9d進入右油缸上腔，右油缸下行，剪切角減小，然后關閉球閥序33。阻尼器序14的作用是減慢剪切角減小時的右油缸下行速度。

剪切角的數值可從指示裝置上讀出，最佳剪切角度可根據板厚和材質來確定。

注意：調整剪切角后，應使上刀架空載運行1-2后，再正式剪切。

1.3上刀架的運動

上刀架下行：踩腳踏開關，電磁鐵10、8得電，9a上行，系統建立壓力；壓力油首先通過9b進入壓料油缸，壓料腳下行，壓住板料；其次，壓力油推動9c上行，壓力油進入左油缸上腔，刀架下行；左油缸下腔的油液進入右油缸上腔，返程油缸內的油液則被壓入蓄能器儲存起來。由于左缸下腔的面積與右缸上腔面積近似相等，因而，左缸與右缸組成了一串聯同步回路，刀架左、右兩側同步下行。

上刀架返程：上刀架到達下死點后，電磁閥全部失點電，油泵泄荷，上刀架在蓄能器和返程油缸的作用下返程上升至上死點。

2.油缸的主要參數計算

在液壓系統中，液壓系統串聯油缸，大油缸直徑：

∵流入大油缸下腔和小油缸上腔的流量相等，為了實現同步動作，所以要求有效面積A相同，大油缸直徑1d取為

∴ 工作

A—液壓缸有效工作面積；

f—行程次數9次/分；

Sa—刀架行程，即：

Sb—刀片重合量，取Sb=5；

∴ 油缸的工作流量：

3.壓料缸的有效直徑和總壓料力

PN —為系統額定工作壓力，PN=22MPa；

hm—為壓料缸的機械效率，hm=0.95；

n—壓料缸數量，n=42。

(2) 總壓料力的驗算

P—額定工作壓力，因為沒有減壓閥，所以取P=NP

=22MPa。

在前面計算中已知壓料力為：

4.結論

綜上所述，本文研究的液壓閘式數控剪板機的自動送料裝置，能完成較厚的和大面積板料的自動送進，解決了一些較大的板料需要多次剪切的麻煩。其前送料裝置的液壓控制部分為板料的自動送進提供了動力，減少了工人的勞動強度，提高了板料生產的效率。

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本文系山東協和學院校級科研發展計劃項目（XHXY201526）。

盧壽麗（1986-），女，漢族，山東煙臺人，碩士研究生，現任教于山東協和學院機電工程系，從事教學工作。