液压机胀形压力的自动控制

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1、液压机胀形压力的自动控制80年代末，我国开始用液压胀形技术生产三通管件。西安某厂生产的胀形机自动化程度高，工艺先进，在电控中采用了可编程数学模型SR-21，它具有加减乘除运算、逻辑运算和数据变换功能，由PLC进行控制，设备启动后，各部分自动连贯运作，一个管件可在1-2min内自动完成。虽然该设备自动化程度和生产效率很高，但对胀形压力却无法有效控制，从而影响了三通产品的质量和成品率。我们在试制三通管件的过程中，分析了产生废品的原因及国产胀形机存在的弊病，提出了改进的途径。液压机胀形方式的改进    * 普通溢流阀的定值溢流    为了克服封闭胀形和手控胀形的弊病，我们设计了如下改进方案：  

2、  ·在胀形机尾部放气阀块上安装普通溢流阀。    ·按胀形压力计算公式计算出管子所需的最高胀形压力（即溢流压力）。     P=a1·2δbt/D    式中：（δb）：抗拉强度，kg/cm;t:管材壁厚，cm;D：三通支管内径，cm;a1:成形系数。    ·把普通溢流阀移到泵阀座上，将计算出的溢流压力标定在普通溢流阀上，再将其重新移回放气阀块上。胀形时，管腔压力超过标定的溢流压力时，液体就流入油箱，管腔内始终保持标定的溢流压力值。这种定值滚流比封闭胀形和手控溢流要好得多，用Ø159mm×2.5mm钢管进行实验，结果：成品率60%，次品率27%，废品率仅1.3%。    普通溢流阀定值

3、溢流也有缺点。首先，溢流阀最大额定压力为25MPa，当胀形压力大于25MPa时，溢流阀无法溢流，一般钢、钛等胀形压力都大于25MPa。其次，每一个三通规格，或者说每换一个胀形压力，都要重新标定压力。为避免反复拆装溢流阀，我们在液压机设计人员配合下，又设计了新的自动控制溢流方法。    * 增压器自行调节定值溢流    我所的液压胀形机上有一台200MPa的增压器。而增压器后腔活塞面积是前腔出口处面积的8倍，在活塞受到最大25MPa的初始压力作用下，增压器活塞向前（正向）运动，增压器前腔出口压力就是200MPa，即构成1：8的关系，根据增压器这一特性，我们设计了3个改进方案。    ·取掉双

4、联单向阀球，使增压器能自行向后（反向）运动，并构成8：1的关系，即将增压器前腔的200MPa胀形压力转换为后腔的25MPa压力。    ·在增压器尾部相边的回路管道上，安装一个电流比例溢流阀。   ·将电流比例溢流阀上压力值与操作台上相对应的电流值进行校对，得到电流-压力对应读数表。      通过上述改进后，增压器由原来向前运动的单行程变为也可向后自行运动的增压-降压双行程。在胀形时，只要在操作时给比例溢流阀设定一个相对应的电流值，全部成形过程可一次自动完成，达到自动控制的目的。通过工艺技术改进，产品质量和成品率都大大提高。  Ø159mm×2.5mm钢管的实验结果为：成品率达93%，次

5、品率为7%，废品率为零。图1 三通管胀形自动控制示意图      * 结论    ·影响三通管件成形质量和成品率的因素很多，但胀形压力的调节和控制是最主要的因素，而封闭成形和手控溢流成形不能有效控制胀形压力。因此，很难保证产品成品率。    ·通过对国产胀形机存在弊病的分析，提出了溢流、降压、稳压的控制途径，并经过两次工艺改进，终于实现了胀形压力的自动控制。      ·实现胀形压力自动控制后，就可以将不同规格管子的胀形压力参数输入到可编程数学模型，从而最终全部实现由PLC控制，达到完全自动化。