摘要：本文首先概述液壓機(jī)應(yīng)用場合，工作原理，分類及特點，然后對國內(nèi)外液壓機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，zui后對液壓機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

1　概述

　　液壓機(jī)是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用zui廣的設(shè)備之一。自19世紀(jì)問世以來發(fā)展很快，已成為工業(yè)生產(chǎn)中*的設(shè)備之一。由于液壓機(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。如板材成型；管、線、型材擠壓；粉末冶金、塑料及橡膠制品成型；膠合板壓制、打包；人造金剛石、耐火磚壓制和炭極壓制成型；輪軸壓裝、校直等等。各種類型液壓機(jī)的迅速發(fā)展，有力地促進(jìn)了各種工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。八十年代以來，隨著微電子技術(shù)、液壓技術(shù)等的發(fā)展和普及應(yīng)用，液壓機(jī)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。目前，液壓機(jī)的zui大標(biāo)稱壓力已達(dá)750MN［1］，用于金屬的模鍛成型。眾多機(jī)型已采用CNC或工業(yè)PC機(jī)來進(jìn)行控制，使產(chǎn)品的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率有了極大的提高。
　　隨著人們生活水平的提高，金屬壓制和拉伸制品的需求逐年提高，同時，對產(chǎn)品品種的需求也越來越多，另一方面產(chǎn)品的生產(chǎn)批量日益縮小。為與中、小批量生產(chǎn)相適應(yīng)，需要能夠快速調(diào)整的加工設(shè)備，這使液壓機(jī)成為理想的成型工藝設(shè)備。特別是當(dāng)液壓機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)具有對壓力、行程速度單獨(dú)調(diào)整功能后，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)雜工件以及不對稱工件的加工，而且，實現(xiàn)了極低的廢品率。這種加工方式還適合于長行程、難成型以及高強(qiáng)度的材料。可變的動力組合、短的加工時間、根據(jù)工件長度的簡易的壓力行程調(diào)整，這與機(jī)械加工系統(tǒng)相比，有其*性。

2　液壓機(jī)的特點及分類

　　液壓機(jī)作為一種通用的無削成型加工設(shè)備，其工作原理是利用液體的壓力傳遞能量以完成各種壓力加工的。其工作特點一是動力傳動為“柔性”傳動，不象機(jī)械加工設(shè)備一樣動力傳動系統(tǒng)復(fù)雜，這種驅(qū)動原理避免了機(jī)器過載的情況；二是液壓機(jī)的拉伸過程中只有單一的直線驅(qū)動力，沒有“成角的”驅(qū)動力，這使加工系統(tǒng)有較長的生命期和高的工件成品率。液壓機(jī)有單動、雙動、三動三種基本的動作方式。在單動方式中，壓頭（或滑板）作為移動部件單向移動完成壓制過程。這種工作方式?jīng)]有壓邊裝置。單動壓力機(jī)主要用于薄型工件成型中，適用于卷材和帶型材料。雙動型壓力機(jī)有兩個移動部件：滑板（或沖頭）和模板。其工作過程是，沖頭（或滑板）自上而下拉伸沖料，模板充作固定壓板。在壓制成型后，模板能實現(xiàn)打料頂出功能。可根據(jù)材料和工件的特征參數(shù)來調(diào)整模板的壓力。三動型壓力機(jī)中，深拉伸滑塊和壓邊滑塊自上而下移動，由模板實現(xiàn)打料動作。但是，模板也可以充作壓邊塊來實現(xiàn)專門的成型操作。這種壓力機(jī)也可以做雙動機(jī)用。由于內(nèi)滑板和壓邊塊相關(guān)連，因此，成型壓力和壓邊力合成整個系統(tǒng)的總負(fù)載。按照機(jī)架結(jié)構(gòu)形式液壓機(jī)可分為梁柱式、組合框架型、整體框架式、單臂式等。按照功能用途液壓機(jī)可分為手動液壓機(jī)、鍛造液壓機(jī)、沖壓液壓機(jī)、一般用途液壓機(jī)、校正、壓裝液壓機(jī)、層壓液壓機(jī)、擠壓液壓機(jī)、壓制液壓機(jī)、打包壓塊液壓機(jī)、液壓機(jī)十組類型。

3　國內(nèi)外液壓機(jī)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

　　由于液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)和整機(jī)結(jié)構(gòu)方面，已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)外液壓機(jī)的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面。微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，為改進(jìn)液壓機(jī)的性能、提高穩(wěn)定性、加工效率等方面提供了可能。相比來講，國內(nèi)機(jī)型雖種類齊全，但技術(shù)含量相對較低，缺乏技術(shù)含量高的機(jī)型，這與機(jī)電液一體化，中小批量柔性生產(chǎn)的發(fā)展趨勢不相適應(yīng)。
　　在國內(nèi)外液壓機(jī)產(chǎn)品中，按照控制系統(tǒng)，液壓機(jī)可分為三種類型：一種是以繼電器為主控元件的傳統(tǒng)型液壓機(jī)；一種是采用可編程控制器控制的液壓機(jī)；第三種是應(yīng)用微處理器（或工業(yè)控制計算機(jī)）的高性能液壓機(jī)。三種類型功能各有差異，應(yīng)用范圍也不盡相同。但總的發(fā)展趨勢是高速化、智能化。
　　（1）繼電器控制方式是延續(xù)了幾十年的傳統(tǒng)控制方式，其電路結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)要求不高，成本較低，相應(yīng)控制功能簡單，適應(yīng)性不強(qiáng)。其適用于單機(jī)工作、加工產(chǎn)品精度要求不高的大批量生產(chǎn)（如餐具、廚具產(chǎn)品等），其也可組成簡單的生產(chǎn)線，但由于電路的限制，穩(wěn)定性、柔性差。現(xiàn)在，國內(nèi)許多液壓機(jī)廠家是以這種機(jī)型為主，使用對象多為小型加工廠，或加工精度要求不高的民用產(chǎn)品。國外眾多廠家只是保留了對這種機(jī)型的生產(chǎn)能力，而主要面向以下兩種技術(shù)含量高的機(jī)型組織生產(chǎn)。
　　（2）可編程控制器是在繼電器控制和計算機(jī)控制發(fā)展的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動化技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)溶為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。目前已被廣泛的應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械以及自動化生產(chǎn)過程中。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程序控制器的功能更加豐富。早期的可編程序控制器在功能上只能進(jìn)行簡單的邏輯控制。后來一些廠家開始采用微電子處理器作為可編程序控制器的*處理單元（CPU），從而擴(kuò)大了控制器的功能，使其不僅可以進(jìn)行邏輯控制，而且還可以對模擬量進(jìn)行控制。因此，可編程控制器控制方式是介于繼電器方式和工業(yè)控制機(jī)控制方式之間的一種控制方式。可編程控制器有較高的穩(wěn)定性和靈活性，但在功能方面與工業(yè)控制機(jī)相比有一定差異。現(xiàn)在，國內(nèi)有些廠家采用可編程控制器控制方式，如天津鍛壓機(jī)械廠有近60%的產(chǎn)品裝有PLC。通過采用PLC控制，使系統(tǒng)的控制性能和可靠性大大提高。國外廠家如丹麥的STENHQJ公司采用了SIEMENS的可編程控制器，實現(xiàn)對壓力和位移的控制。
　　（3）工業(yè)控制機(jī)控制方式是在計算機(jī)控制技術(shù)成熟發(fā)展的基礎(chǔ)上采用的一種高技術(shù)含量的控制方式。這種控制方式以工業(yè)控制機(jī)或單片/單板機(jī)作為主控單元，通過外圍接口器件（如A/D，D/A板等）或直接應(yīng)用數(shù)字閥實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制，同時利用各種傳感器組成閉環(huán)回路式的控制系統(tǒng)，達(dá)到控制的目的。這種控制方式的主要特點如下：
　　①具有友好的人機(jī)交互性，操作簡單。如：BROWN　BOGGS公司的產(chǎn)品，可通過數(shù)字面板顯示輸入壓力、快進(jìn)和回程速度、壓制速度及保壓/停機(jī)時間參數(shù)，極大減輕了勞動強(qiáng)度。
　　②控制精度高。數(shù)字控制的行程長度及工作行程與傳統(tǒng)的機(jī)械式的行程開關(guān)控制相比，精度有極大的提高。一般控制精度可達(dá)到0.05mm［2］。
　　③易于實現(xiàn)高速化，提高生產(chǎn)效率。如美國的FERRA公司通過采用電子微處理控制方式，工作循環(huán)比以前快60%。
　　④可順利實現(xiàn)對工作參數(shù)（壓力、速度、行程等）的單獨(dú)調(diào)整。通過對控制參數(shù)的單獨(dú)控制，調(diào)整被加工材料的流動，能進(jìn)行復(fù)雜工件、不對稱工件的加工。
　　⑤預(yù)存工作模式，可對不同工件的工藝過程、工藝參數(shù)預(yù)先存儲和重復(fù)調(diào)用，縮短調(diào)整時間。這與柔性加工要求相適應(yīng)。
　　⑥對高速下的換向沖擊可利用軟件來消除，以降低噪聲，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　⑦在安全方面，可利用軟件進(jìn)行故障預(yù)診斷，并自動修復(fù)故障和顯示錯誤。如STENHQF的機(jī)型和BROWN　BOGGS公司都有此項功能。
　　⑧易實現(xiàn)生產(chǎn)線的集成控制，組成柔性生產(chǎn)線及與上位機(jī)進(jìn)行通訊和實現(xiàn)調(diào)度控制。
　　現(xiàn)在，國外眾多液壓機(jī)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)這種高性能的工業(yè)控制機(jī)控制方式的液壓機(jī)產(chǎn)品，如美國MULTIPRESS，丹麥STENHQJ及加拿大的BROWN　BOGGS等公司。正是因為采用這種*的控制方式，使整機(jī)的控制性能，生產(chǎn)效率都有很大提高。而與國外發(fā)展情況相比，國內(nèi)極少有采用工業(yè)控制機(jī)控制方式的產(chǎn)品，成熟的產(chǎn)品是采用可編程控制器（PLC）的控制方式。
　　作為液壓機(jī)兩大組成部分的主機(jī)和液壓系統(tǒng)，由于技術(shù)發(fā)展趨于成熟，國內(nèi)外機(jī)型無較大差距。主要差別在于加工工藝和安裝方面。良好的工藝使機(jī)器在過濾、冷卻及防止沖擊和振動方面，有較明顯改善。
　　在油路結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，國內(nèi)外液壓機(jī)都趨向于集成化、封閉式設(shè)計。插裝閥、疊加閥和復(fù)合化元件及系統(tǒng)在液壓系統(tǒng)中得到較廣泛的應(yīng)用。國外已開始廣泛采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計。這種油路設(shè)計有效地防止泄油和污染。更重要的防止灰塵、污物、空氣、化學(xué)物質(zhì)侵入系統(tǒng)，延長了機(jī)器的使用壽命。由于加工工藝等方面的原因，國內(nèi)采用封閉式循環(huán)油路設(shè)計的系統(tǒng)還不多見。在安全性方面，國外某些采用微處理器控制的高性能液壓機(jī)利用軟件進(jìn)行故障的檢測和維護(hù)，如BROWN BOGGS產(chǎn)品可實現(xiàn)負(fù)載檢測、自動模具保護(hù)以及錯誤診斷等功能。

4　發(fā)展趨勢

　　（1）高速化，化，低能耗。提高液壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。
　　（2）機(jī)電液一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的*技術(shù)促進(jìn)整個液壓系統(tǒng)的完善。
　　（3）自動化、智能化。微電子技術(shù)的高速發(fā)展為液壓機(jī)的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理的功能。
　　（4）液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄漏和污染。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便。

參考文獻(xiàn)

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