一、概述:

液壓壓力機(jī)又稱液壓成形壓力機(jī)，利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強(qiáng)傳動(dòng)的機(jī)械，是用來使各種金屬與非金屬材料成型加工的設(shè)備。其用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓力機(jī)是一種用靜壓來加工產(chǎn)品。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工藝。自19世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，液壓機(jī)在工作中的廣泛適應(yīng)性，使其在國民經(jīng)濟(jì)各部門獲得了廣泛的應(yīng)用。

二、工作原理:

    液壓壓力機(jī)主要是有機(jī)架、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加壓油缸、上模及下模，加壓油缸裝在機(jī)架上端，并與上模聯(lián)接，冷卻系統(tǒng)與上模、下模聯(lián)接。其特征在于機(jī)架下端裝有移動(dòng)工作臺(tái)及與移動(dòng)工作臺(tái)聯(lián)接的移動(dòng)油缸，下模安放在移動(dòng)工作臺(tái)的上面。

   液壓系統(tǒng)作為整個(gè)機(jī)械的重要組成部分,直接影響著整個(gè)壓力機(jī)的性能,其主要由以下部分組成:

    1)能源裝置一一液壓泵。它將動(dòng)力部分（電動(dòng)機(jī)或其它遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)）所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，給系統(tǒng)提供壓力油液。

    2)執(zhí)行裝置一一液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。通過它將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)載做功。

    3)控制裝置一一液壓閥。通過它們的控制和調(diào)節(jié)，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執(zhí)行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥（安全閥）、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同，液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

4)輔助裝置一一油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關(guān)等，通過這些元件把系統(tǒng)聯(lián)接起來，以實(shí)現(xiàn)各種工作循環(huán)。

5)工作介質(zhì)一一液壓油。絕大多數(shù)液壓油采用礦物油，系統(tǒng)用它來傳遞能量。

目前液壓機(jī)的缺點(diǎn):

     液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力由電機(jī)帶動(dòng)油泵提供。在工件塑化周期過程中，

u 液壓機(jī)在不同工序下需要的流量和壓力不同，必須依靠比例流量閥和壓力閥調(diào)節(jié)不同工序所須的流量和壓力

u 由于定量泵不可調(diào)節(jié)輸出功率，因此多余的能量只能在擋板，油路泄露，油的溫升中消耗，加劇了各種閥的的磨損，又造成油溫過高，電機(jī)噪音過大，以及機(jī)械壽命縮短等現(xiàn)象。

u 并且通常在設(shè)計(jì)電機(jī)的容量比實(shí)際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的在量浪費(fèi)。

因此推廣變頻器在液壓機(jī)上的應(yīng)用，對(duì)于減少能源費(fèi)具有重要意義。更重要的是通過變頻控制可以做到液壓機(jī)的數(shù)字化伺服控制

三、系統(tǒng)配置

       針對(duì)壓力機(jī)存在的以上缺點(diǎn),我們提出了變頻改造的方案,采取以下方式進(jìn)行改造: 

由上圖可以看出,該液壓機(jī)結(jié)構(gòu)為：電機(jī)+液壓泵+換向閥+工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓缸

,去除了溢流閥,節(jié)流閥,改由變頻器驅(qū)動(dòng)油泵直接驅(qū)動(dòng)油缸進(jìn)行工作.其根據(jù)液壓傳動(dòng)計(jì)算原理得:

q為泵的排量；A為液壓缸的工作面積;n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，M為電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩

由上式得知,只要改變油泵電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，即可達(dá)到改變液壓缸工作速度的要求；改變電機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩M,即可到達(dá)改變油缸工作壓力的目的。

改造變頻器選用ALPHA6000S電流矢量型變頻器，其具有以下優(yōu)勢(shì)：

u 速度模式下，可進(jìn)行力矩限幅輸出，從而滿足了該工況的必須要求

u 采用電機(jī)專用32位cpu，運(yùn)算處理速度快

u 電流實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速

u 軟件算法先進(jìn)，控制精度高，

u 完善的故障保能

u 產(chǎn)品制造工藝優(yōu)良，適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境

其改造原理圖如下所示：

用PLC替代原電氣系統(tǒng)里時(shí)間繼電器，中間繼電器實(shí)現(xiàn)整個(gè)液壓機(jī)的控制邏輯，控制變頻器運(yùn)行停止。變頻器的故障輸出信號(hào)再反饋到PLC輸入端，當(dāng)變頻器故障時(shí)，PLC停止工作，并輸出故障指示通知操作人員。調(diào)節(jié)速度電位器，可調(diào)節(jié)油缸工作速度；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩電位器，可調(diào)節(jié)變頻器最大輸出轉(zhuǎn)矩，從而控制油缸的最大工作壓力。

四、 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：

1. 由于去除了溢流閥，節(jié)流閥等，使整個(gè)系統(tǒng)更加簡潔，減少了故障點(diǎn)。

2. 調(diào)節(jié)壓力，流量更加方便；如果配合使用上位機(jī)的配方功能，則可完全實(shí)現(xiàn)不同加工工藝要求的自動(dòng)化。

3. 油泵根據(jù)工藝要求設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)，不再有多余的油流通過溢流閥回郵箱，降低了油溫，延長了油的使用時(shí)間。

4. 在更換工件間隙，電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，節(jié)約了電能。