張海華

(沈陽工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院，遼寧撫順 113122)

壓鑄機(jī)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(yè)鑄造機(jī)械。J1140型壓鑄機(jī)的壓射系統(tǒng)是由壓射缸后接增壓缸組成，為使壓射系統(tǒng)應(yīng)用于較大的工藝范圍，其壓射力要在較大的范圍內(nèi)可調(diào)并且當(dāng)手工澆筑壓鑄液體質(zhì)量不同時(shí)，要保證各個(gè)零件的建壓工藝參數(shù)相同。為此，特設(shè)計(jì)增壓控制油路，保證壓射系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝要求。

1 J1140壓鑄機(jī)增壓控制液壓原理分析

1.1 J1140壓鑄機(jī)增壓控制液壓原理

J1140壓鑄機(jī)增壓液壓原理如圖1所示。

圖1 J1140壓鑄機(jī)增壓液壓原理

壓射時(shí)，液壓油經(jīng)過增壓活塞桿與浮動活塞之間的縫隙進(jìn)入壓射缸，推動壓射活塞向左進(jìn)行壓射;由壓射蓄能器放油在同一油路上進(jìn)行快壓射;當(dāng)壓鑄金屬液充型完成后，液壓系統(tǒng)壓力升高至正常液壓系統(tǒng)壓力的80%時(shí)，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(nèi)壓力油快速進(jìn)入增壓缸，推動增壓活塞向左運(yùn)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(nèi)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(yīng)用設(shè)計(jì)

為提高增壓控制油路的可靠性，采用了目前國內(nèi)外最先進(jìn)的插裝閥結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)。即將增壓控制油路分解設(shè)計(jì)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(cè)。既減小了生產(chǎn)制造的技術(shù)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(shè)計(jì)特點(diǎn)及其應(yīng)用

2.1 增壓控制油路板設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)增壓控制油路板，以保證建壓工藝參數(shù)相同。壓鑄機(jī)工作時(shí)，由于人工澆筑材料質(zhì)量不同，造成壓射沖頭行進(jìn)的距離并不準(zhǔn)確，但機(jī)床必須保證生產(chǎn)各個(gè)零件時(shí)的工藝參數(shù)相同 (即增壓開始點(diǎn)相同)，以保證生產(chǎn)的壓鑄零件具有相同的質(zhì)量。壓鑄實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)壓鑄機(jī)壓射結(jié)束時(shí)，壓射油路油壓力上升，當(dāng)其油壓力達(dá)到液壓系統(tǒng)壓力的80%時(shí)，開始增壓，既保證生產(chǎn)出合格的零件，而且各個(gè)零件具有相同的工藝參數(shù)。為此，特設(shè)計(jì)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(tǒng)壓力油推開小錐閥4，進(jìn)入小蓄能器進(jìn)行充油;同時(shí)經(jīng)小錐閥4內(nèi)孔，作用于滑閥3的右側(cè);再經(jīng)油口B，作用于增壓閥JV14(如圖1所示)后腔。由于壓射系統(tǒng)壓射時(shí)，阻力很小，液壓系統(tǒng)壓力會短時(shí)下降，小錐閥4的作用是將滑閥3的右側(cè)油路封閉，并由小蓄能器補(bǔ)充各個(gè)閥的滲漏，使壓射過程中滑閥3的右側(cè)始終維持為液壓系統(tǒng)壓力。

壓射時(shí)，增壓控制電磁閥同時(shí)得電動作 (圖1所示)，壓射油經(jīng)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(dāng)壓鑄液體沖型完成后，壓射油路壓力上升。當(dāng)壓力升高到液壓系統(tǒng)壓力的80%時(shí)，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(tǒng)壓力，再打開油口A，使增壓閥JV14(圖1所示)后腔壓力油經(jīng)油口A流回油箱，增壓閥開啟，增壓蓄能器內(nèi)壓力油沖入增壓缸，進(jìn)行增壓。當(dāng)壓射系統(tǒng)壓回時(shí)，壓射油路壓力為0，滑閥3在液壓系統(tǒng)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(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)增壓蓄能器充油油路板，以調(diào)整壓射力。壓鑄機(jī)的壓射力主要與增壓力有關(guān)，調(diào)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(shè)計(jì)有增壓蓄能器充油油路板，調(diào)整減壓閥VP4，即可以控制增壓蓄能器的充油壓力。在壓鑄機(jī)實(shí)際應(yīng)用過程中，穩(wěn)定的蓄能器運(yùn)行壓力是充油壓力表BY4與蓄能器氣體壓力表BY5讀數(shù)相同，即保證蓄能器內(nèi)的壓力油容積大于增壓缸需要釋放的液壓油容積。當(dāng)增壓蓄能器充氣壓力一定時(shí)，減壓閥VP4的壓力調(diào)整范圍有一定限度，超過調(diào)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(yùn)行不穩(wěn)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(diào)整較大時(shí)，還要調(diào)整增壓蓄能器的沖氣壓力。

2.3 截止閥板設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)截止閥板，以調(diào)整增壓蓄能器充氣壓力。當(dāng)需要調(diào)整增壓蓄能器充氣壓力時(shí)，可以通過截止閥VK13進(jìn)行充氣和放氣。但這提高了壓鑄機(jī)的應(yīng)用難度，降低了生產(chǎn)效率;同時(shí)造成氮?dú)饫速M(fèi)，操作復(fù)雜，增加了壓鑄機(jī)的使用成本。因此，必須設(shè)計(jì)液壓油路進(jìn)行解決。

如圖1所示，設(shè)計(jì)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(diào)整增壓蓄能器充氣壓力。在壓鑄機(jī)實(shí)際應(yīng)用過程中，首先將充油單向閥JV15關(guān)閉，斷開液壓系統(tǒng)壓力，打開截止閥VK10，將蓄能器內(nèi)液壓油放掉 (此時(shí)在液壓系統(tǒng)壓力作用下，減壓閥VP4會有細(xì)小的回油聲);其次打開截止閥VK12，系統(tǒng)壓力油沖入氣瓶底部，將瓶內(nèi)氣體壓縮，氣體壓力升高。當(dāng)需要降低氣體壓力時(shí)，首先將液壓系統(tǒng)卸荷，關(guān)閉充油單向閥JV15，打開截止閥VK10，將蓄能器內(nèi)液壓油放掉;其次打開截止閥VK11，氣瓶內(nèi)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(shí)際調(diào)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(nèi)液壓油大量溢出。

3 結(jié)論

壓鑄機(jī)增壓控制油路的設(shè)計(jì)，改善了由于人工澆筑量不同而造成的工藝參數(shù)變化，提高了壓鑄機(jī)實(shí)際生產(chǎn)的適用性。增壓蓄能器充油油路板與截止閥板的設(shè)計(jì)，使壓射力在較大范圍內(nèi)可調(diào)，從而擴(kuò)大了壓鑄機(jī)的工藝范圍。這種液壓控制回路具有復(fù)雜性和典型性，為其他液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

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