機械壓力機過載保護裝置優化設計

張宇寶

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

1 傳統液壓過載保護裝置

在壓力機工作中，最為常見的過載原因是模具安裝、調試過程中的失誤及送料時坯料重迭等。壓機在過載狀態下工作極易導致模具和壓力機零部件的損壞。為防止上述情況發生，在滑塊壓力點內設有過載保護裝置。其原理是在結構中設置保護油腔，腔內充滿壓力油，壓力油與卸荷閥油路相通。過載保護閥通過油壓口及氣壓口建立氣-液平衡，從而實現壓力的控制。

如圖1 所示為傳統過載保護裝置結構，其原理為：油腔7 內充滿高壓油，壓力機工作中內外壓力平衡，壓力對6 撐壓柱塞作用，把力傳到4 環上，由于2蝸桿的位置，這樣就造成了緊固螺釘僅對活塞壓環部分起固定作用，很容易因為內部壓力過大，使4 環與8 壓力缸及1 蝸輪箱產生局部變形，從而在結合面產生間隙，出現翹邊現象，這樣內部壓強的控制就起不到預期作用，造成的后果便是當實際壓力已超過控制壓力時，保護閥還未到卸荷壓力，壓力機就會因超載運轉而發生危險。

圖1 傳統液壓保護裝置

另外，因為此結構特點較為復雜，裝配過程中經常出現精度難以控制，累積誤差過大等現象，還存在個別零件不易加工、精度難以保證等缺點。

2 液壓過載保護裝置改進設計

如圖2 所示為在傳統結構基礎上進行改進的液壓過載保護裝置，此結構的優點在于蝸桿與蝸輪采取分離式結構，在壓力機工作中，12 油腔內充滿高壓油，壓力作用于6 撐壓柱塞的表面上，再經過上表面把力傳遞到4 活塞壓環上。再通過四周的液壓螺母把力均勻傳遞到5 液壓缸的殼體上，這樣就使活塞壓環均勻受力。不會因為局部受力而導致變形、開縫隙的情況。根據設定的卸壓值給定壓強，具體計算公式：

圖2 新型液壓保護裝置

式中：F 為公稱壓力；n 為n 點壓力機；P 為高壓油油壓；S 為有效受力面積。

3 采用液壓螺母預緊固定方式

為保證連接可靠，活塞壓環采用液壓螺母預緊機構，如圖3 所示。具體過程是：首先擰緊液壓螺母2，檢查管路與接觸面積，再向系統3 內注入液壓油，此時泄壓閥需處于關閉狀態，用手動泵打出高壓油，旋轉鎖緊螺母4，液壓油通過作用于液壓螺母的內表面對雙頭螺柱進行拉長，液壓油密封采用1 密封圈Y 型結構，更能有效保證可靠性，這樣達到了預緊的目的。

圖3 液壓螺母預緊裝置

4 結論

該保護裝置穩定可靠，可保證壓機在超載10%情況下安全工作。并且具有結構簡單易于裝配等優點，在零件的加工方面有很大改進，避免了復雜零件的加工。本優化在滿足要求的情況下最大限度地精簡結構，解決了由于局部變形而產生的間隙問題，能夠使過載保護裝置真正起到保護作用，并且對活塞壓環圓周方向上鎖緊，使壓環均勻受力。在預緊方面采用液壓螺母拔長，使連接更加可靠，解決了產生的翹邊現象。