一、概述:
液壓壓力機(jī)是一種利用 Pascal定律，采用液力壓強(qiáng)驅(qū)動(dòng)，使各種金屬和非金屬材料成形加工的機(jī)械設(shè)備。它的用途非常廣泛，可用于彎曲、翻邊、拉伸、成形及冷擠壓等沖壓加工，是一種利用靜壓加工的產(chǎn)品。用于金屬粉末及非金屬材料的沖壓成型工藝，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料及磨具制品的沖壓成型工藝，也可用于校正、壓裝等工藝。自從19世紀(jì)誕生以來，發(fā)展迅速，水壓機(jī)工作時(shí)的廣泛適應(yīng)性，使它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門得到廣泛應(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、上模和下模，加壓油缸安裝在機(jī)架上端，與上模連接，冷卻系統(tǒng)與上模和下模連接。其特點(diǎn)是機(jī)架的下端設(shè)置了移動(dòng)臺(tái)和與移動(dòng)臺(tái)連接的移動(dòng)缸，下模設(shè)置在移動(dòng)臺(tái)上。
1、 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(電機(jī)或其他遙控機(jī)械)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，為系統(tǒng)提供壓力油。
2)執(zhí)行裝置一一液壓機(jī)（液壓缸、液壓馬達(dá)）。利用其將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，推動(dòng)負(fù)荷工作。
3)控制裝置一一液壓閥。液壓閥可以根據(jù)控制功能的不同而分為壓強(qiáng)、流速和液流方向改變，從而改變作動(dòng)器的力(或力矩)、速度和方向，液壓閥可以分為壓強(qiáng)控制閥、流量控制閥和方向控制閥。該控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)節(jié)閥、分流閥等；控制方向包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。按照控制方式，液壓閥可分為開關(guān)型控制閥、數(shù)值型控制閥和比例型控制閥。
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。大部分的液壓油都使用礦物油，是由系統(tǒng)傳遞能量的。
2、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：
a、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
b、由于固定泵的輸出功率無法調(diào)節(jié)，多余的能量只能消耗在擋板、漏油和油溫升高上，加劇了各種閥門的磨損，造成油溫高、電機(jī)噪音過大、機(jī)械壽命縮短的現(xiàn)象。
c、而且一般在設(shè)計(jì)時(shí)電機(jī)的容量都比實(shí)際需要高出很多，存在著“拖馬拉車”現(xiàn)象，造成電能在量上浪費(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,改由重載變頻器驅(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SKI600通用矢量重載變頻器，其具有以下優(yōu)勢(shì)：
（1）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
（2）采用電機(jī)專用32位cpu，運(yùn)算處理速度快
（3）電流實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速
（4）軟件算法先進(jìn)，控制精度高，
（5）完善的故障保能
（6）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(jiǎn)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(zhǎng)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。
上述重載變頻器應(yīng)用案例資料由杭州三科變頻器工程部工程師提供。
