22MN快锻液压机液压控制系统

　　随着现代化工业的迅速发展，人们对锻造液压机的整体性能提出了越来越高的要求，因为这不仅可以提高生产率，还可以减小工件损耗，节约原材料 。锻造液压机具有高压、大流量、大运动惯量等特点，这些特点往往造成锻造液压机快速性和稳定性难以协调、卸压卸荷换向冲击大、控制精度低和故障率高 。针对这些负面影响，在22 MN快锻液压机液压及电器控制系统研发的过程中，结合当前先进的电液比例控制技术 ，在系统设计和控制方面做了进一步的研究工作，取得了较大突破，提高了锻压机的整体性能。

　　1 22 MN快锻液压机机组概述

　　22 MN快锻液压机组包括快锻液压机本体、锻造操作机、液压驱动系统及电器、计算机监控系统。如图1所示。22 MN快锻液压机结构形式为单缸、整体框架双柱下拉式结构，液压系统采用泵直接驱动的阀控系统，控制系统由基础自动化级(PLC)和过程自动化级(工业控制机)组成，二者之间的数据通信通过工业以太网实现，可以实现集中监控，分级管理。

　　2 22 MN快锻液压机电液伺服系统

　　2．1 电液比例系统原理

　　22 MN快锻液压机电液伺服系统完全利用先进的电液比例控制技术，在其主缸和回程缸进排液回路上均采用了大通径电液比例插装阀，如图2所示。22MN快锻液压机能够实现空程下降、压下和返程过程中的无级调速，使各个工作过程平稳过渡，冲击振动小，便于操作工掌握锻造速度，提高了工作效率和锻件质量。另外，电液比例元件的高速响应特性又为液压机快锻速度和精度的提高奠定了良好基础。

　　l一电机 2一泵 3-安全阀 4一单向插装阀 5-蓄能器 6一溢流阀 7-回程缸

　　8-主缸 9一电液比例插装阀

　　图2 快锻液压机简化原理图

　　2．2 22 MN液压系统工作特性

　　2．2．1 快速性实现

　　锻造液压机的快速性能可用每分钟工作循环次数来衡量，本系统要求的快锻次数高达每分钟85次，约706 ms一个工作周期。

　　制约快锻次数实现的主要有3个因素： (1)建压时间；(2)卸压时间；(3)返程加速度，这3点和系统所选元件的动态特性有密切关系。因此，在系统设计和泵站装配时要充分考虑高压泵、主控阀、管道、蓄能器等元件的特性及位置摆放，减小其液容效应，提高系统快速性。建压主要包括弹性体建压和系统建压两个方面，弹性体建压中影响最大的是工作缸及高压管道的初始容积，因此要减少增压所需时间，应尽可能减少工作缸及高压管道的初始容积。图3是流量为3 000 L／min，压力变化为30 MPa时，不同的体积所需要的建压时问。可知高压大流量系统体积对建压时间的影响很大。对于快速锻造油压机机组而言，每分钟要完成80～120次的锻击，即500～700 ms的时间内压机完成一次锻打，建压时间虽和阀的启闭时间有所重合，但一般不能超过快锻周期的30％ ，否则会大大影响锻造速度，因此尽量减少工作缸及高压管道的初始容积是提高快速锻造油压机组锻造次数的一个重要因素。系统建压主要和所使用元件本身的特性有关，该系统所选用的63通径比例插装用大通径电液比例插装阀，不仅响应快，而且流量大，能满足快锻时高频转换的特殊要求。