熔模精密铸造液压压蜡机液压系统原理分析
朱育权1,高殿荣2
TheHydraulicSystemAnalysisoftheWaxPresserforExactitudeFounding
ZhuYun-quan1,GaoDian-rong2
(1.西安工业学院,陕西西安 710032;2.燕山大学,河北秦皇岛 066004)
摘 要:对熔模精密铸造液压压蜡机液压系统的工作原理、系统特点和结构特点进行了分析,对生产实践具有一定的指导意义。
关键词:熔模铸造;压蜡机;液压系统
中图分类号:TH137.3 文献标识码:B 文章编号:1000-4858(2004)11-0060-02
1 引言
压蜡机是生产熔模精密铸造蜡型的关键设备。压蜡机的种类有很多,如中温蜡模压蜡机,低温蜡模压蜡机和全气动中低温蜡模压蜡机等。中温蜡模压蜡机模料膏状区间宽,流动性差。为了压制高质量的蜡模,必须提高注蜡压力。注蜡压力提高后,合模压力相应提高,因此动力传输一般采用液压传动。低温蜡模压蜡机主要适用于石蜡硬脂酸类低温模料的蜡模成形,也适应于压注中温模料浇冒口系统的蜡模。动力源为压缩空气。全气动中低温蜡模压蜡机属顶注式专用设备,合模力为5~15t,注蜡压力在5~5.5MPa范围内可调。主要应用在增压器、涡轮类产品需顶注、自动合模的蜡模制作。本文所要介绍的是双工位液压卧式中温蜡模压蜡机的液压系统。
中温蜡模液压压蜡机一般由以下几个主要部分组成:(1)液压系统 它是实现输蜡、合模和压蜡动作的动力源。(2)压蜡系统 一般由储蜡罐、输蜡管和压蜡机构等组成,以完成蜡液的储存、输送和压注。(3)温控系统 用来实现储蜡罐、输蜡管和压蜡机构的温度在室温~100℃范围内任意调节,以满足生产的要求。(4)操作系统 用来实现工作台的升降,从而使模具进蜡孔与压蜡嘴贴合紧密,以防高压蜡液泄漏。2 液压压蜡机动作及工作原理分析
液压系统要完成的主要动作有:输蜡缸往复运动,从储蜡罐中抽吸蜡液,压入到压蜡缸中。当输蜡缸往复运动数次后,压蜡缸被充满。在此之前,合模缸合模。合模后,压蜡缸向模具中压蜡,压蜡完毕合模缸保
压一定时间后,合模缸开模返回,取出蜡模,完成一个
工作循环。在合模缸开始保压时,输蜡缸又开始往复运动,从储蜡罐中抽吸蜡液,下一个工作循环开始。具有这种系统的压蜡机是一种半自动压蜡机,采用主机与液压站分开的方式,降低了工作台高度,操作方便,降低了噪声,解决了液压站发热,操做间需配备空调的缺点。它采用了两柱式合模,注蜡嘴移动调位方式,使操作空间大而方便,工作台刚性好,不变形,使用寿命长,节省能源。采用了PLC可编程控制器控制,大大降低了故障率。其合模力为5t,注蜡压力最高7.0MPa。
图1是双工位卧式液压压蜡机液压系统原理图。系统的工作原理如下:电机8起动后,叶片泵9经过滤器5,阀门6及管道7从油箱中吸油。排油经管式单向阀10,管道28,换向阀27的中位直接回油箱,这时叶片泵处于卸载状态。在泵空载运行几分钟后,电磁铁6DT通电,由溢流阀18调整系统压力,这时的压力比较高。在电磁铁6DT通电的同时,电磁铁1DT通电,电磁换向阀22左位工作,压力油进入输蜡缸16有杆腔,活塞杆缩回,带动相关机构从储蜡罐中吸蜡。当活塞杆缩回到终端时,接触到行程开关,发出一个电信号,使1DT断电,2DT通电,电磁换向阀22右位工作,压力油进入输蜡缸无杆腔,活塞杆伸出,将蜡液挤进与压蜡缸15相连的相关机构中,完成一次输蜡工作。当
收稿日期:2004-04-29
作者简介:朱育权(1962—),男,陕西省西安市人,副教授,学士,主要从事液压技术方面的科研与教学工作。
2004年第11期液压与气动61
1.放油阀 2.油箱 3.空气滤清器 4.液位计 5.吸油过滤器 6.截止阀 7、28.管道 8.电机 9.叶片泵 10.单向阀11.回油过滤器 12.冷却器 13.水用电磁换向阀 14.合模缸 15.压蜡缸 16.输蜡缸 17.压力表 18、25.叠加式溢液阀
19、21.叠加式双单向节液阀 20.叠加式单向节流阀 22、23、26、27.三位四通电磁换向阀 24.叠加式液控单向阀
图1 压蜡机液压系统原理
活塞杆伸出到端点后,接触到另外一个行程开关,发出
电信号,使2DT断电,1DT通电,输蜡缸又开始下一个工作循环。输蜡缸往复运动10次后,就可将压蜡缸注满,输蜡缸往复运动速度由双单向节流阀21调整。在压蜡缸还没有被注满之前,电磁换向阀26的电磁铁4DT通电,左位工作,压力油进入合模缸14的无杆腔,活塞杆伸出合模,到位后,接触到行程开关,发出电信号,使4DT断电,由液控单向阀24锁死合模缸14的无杆腔油路并保压。一旦压蜡缸被注满,电磁铁1DT、2DT均断电,输蜡缸暂停工作。同时电磁换向阀23的电磁铁3DT通电,电磁换向阀27的电磁铁6DT断电,7DT通电,此时的系统压力由溢流阀25设定为低压。低压压力油进入压蜡缸15的无杆腔,活塞杆伸出,压蜡缸15开始压蜡,将蜡液注入到模具中。当压蜡缸压蜡结束后,接触到行程开关,发出电信号,使7DT断电,6DT、1DT通电,输蜡缸又开始新一轮的输蜡工作。其间,合模缸保压到一定的时间后,时间继电器发出电信号,使电磁换向阀26的电磁铁5DT通电,合模缸上升返回,取出蜡模,并为下一次合模作准备。液压系统工作的电磁铁动作表如表1所示。3 压蜡机液压系统特点
(1)泵空载起动,回路具有卸载功能。功率利用合理,发热量低;
(2)阀全部采用叠加阀,双工位对称布置。结构紧凑,体积小,重量轻,安装、拆卸、维护方便且容易。
表1 电磁铁动作表
动作泵起动输蜡缸伸出输蜡缸缩回合模缸伸出合模缸缩回压蜡缸压蜡停止
电磁铁1DT--++---2DT-+--+--3DT-----+-4DT---+---5DT----+--6DT-++++--7DT-----+-
注:表中“+”表示电磁铁通电,“-”表示电磁铁断电。
该液压系统经生产实践证明设计是正确的、合理的。
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