SJ1140型压铸机液压系统
出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册下册》第2393页（3315字）
SJ1140型卧式冷室压铸为国产第一台数控压铸机，它配备自动定量浇注机、取件机械手、压铸型喷涂装置和压铸件成型检测装置等自动辅机组成压铸FMC，通过数控系统对所要生产的压铸件工艺参数、机器工作程序、生产数量等的预设，实现全自动压铸生产。因此具有自动检测、显示与自动调控功能，压铸工艺参数的自动控制精度小于4%。机器的公称合型力4000kN，压射力1800～4000kN(可调)，慢压射速度0～0．3m／s，快压射速度0．15～5m／s，增压建压时间0．03～0．25s，浇注液态金属的质量最大为4．5kg。因此液压系统必须满足数控的要求，所有工作参数能实现精确的自动调控。
图44．1－1为SJ1140型压铸机液压系统原理图。(图中所示为机器的原位状态。)
图44．1－1 SJ1140型压铸机液压系统
压铸机的液压系统最主要的特点是在快压射过程中压射缸的活塞运动速度很高(本机的最大速度为5m／s以上)，且有良好的可调性，因此需要解决超大流量(qmax≥5500L／min)的压力油源和流量调节方向阀；另一点是在快压射停止的瞬间，压射缸中的油压必须在极短的时间(小于0．03s)内由工作压力上升到所要求的增压压力值，这就必须有快速响应的增压控制阀和超大流量的增压压力油源。由于市场上没有能满足上述性能要求的控制阀，故需专门设计。而超大流量的压力油源则采用了蓄能器供油，从而可以选用合理排量的泵以节省能耗。
根据数控的要求，本系统采用了电液比例控制技术与元件，对一般压力、流量等进行控制和调节，而压射部分则设计了经济型数字阀和快响应增压控制阀。为了保证元件和系统可靠地工作，充分考虑了液压油的过滤、冷却和液压系统的安全防护等措施。
机器液压系统的全部液压能源由泵站部分提供。它包括液压泵、油箱及压力、流量、过滤、冷却、液位等控制与安全保护等元件和装置。液压泵为双联叶片泵，低压泵1提供较大的低压流量，供轻载快速运动的需要，工作压力由卸荷溢流阀6控制在4MPa。而高压泵2则主要用于各执行元件大负载驱动和蓄能器充液，其工作压力由电液比例压力阀4控制，但最高工作压力则由溢流阀5调定在13MPa。比例压力阀4根据压铸机不同的动作要求随时控制液压系统的工作压力。压力继电器3为安全防护措施，它可在溢流阀5、比例阀4失控时保证系统的安全。
为了保持液压油的清洁度，系统设有吸油过滤器和回油过滤器，真空压力继电器可在过滤器堵塞时发出报警信号。循环过滤泵40用于液压油的连续过滤，其过滤回路上的过滤器同样装有压力继电器和安全单向阀，在滤芯堵塞时，指示清洗滤芯并保护泵。
电磁水阀41用来控制油冷却器的冷却水，当油箱中液压油的温度低于40℃时，冷却水关闭，高于时自动打开，以保证油温在适宜的范围内。油温计除控制水阀41外，在油温超过规定的60℃时，还自动报警。液位指示计可保证油箱内油面低于规定值时发出信号报警并停止泵运转，以保护泵。
压铸机典型的动作程序如下：
关闭护门→插入动型芯→合型→插入静型芯→(浇入合金液)→压射(慢压射→快压射→增压)→(冷却)→抽静芯→开型并跟出→抽动芯和开护门→顶出→顶出回程→压射回程。
合型 电磁阀8通电，来自泵站的压力油经锥阀推动合型缸右行，通过曲肘连杆机械扩力机构进行合型，其速度由比例节流阀7进行调节，而压力则由比例压力阀4调控。为减少空行时间，合型启动后应尽快平稳加速，快速合型可通过差动实现，即电磁阀9也通电，使活塞杆腔压力油回到活塞腔。在压铸型即将闭合前，必须使系统工作压力降低到2MPa左右用以保护压铸型，在压铸型分型面接触亦即确认无障碍物后，比例压力阀4立即使管路压力升到13MPa，全力完成最后合型动作。电磁换向阀11、12为动芯插入与抽出控制阀，而阀13为静芯抽插控制阀，其动作顺序根据压铸件的工艺要求而由数控系统调定。合型到位后，限位开关发出允许压射的信号与指令。
压射 允许压射指令发出后，即可将定量的金属液浇入压射室，然后进行压射动作。首先进行慢压射，即使金属液充满压射室容腔，压射速度由比例方向流量阀14控制，当金属液进入内浇口时，立即开始快压射，使金属液按调定的流速充填型腔，快压射速度由数字阀15～19控制，它可组合出31种速度，保证快压射速度在0．15～5m／s的范围内进行调节，使调定速度与实际速度值误差小于4%，具体调节由数控系统根据实测值与调定值的比较结果而进行优化组合调节，如果连续5次自调仍超过允许的范围，则自动报警，以示有机械故障。由于快压射需要巨大的高压流量，故设置了蓄能器30，它保证压射过程中液压油的压力波动小于10%而不必用大功率的液压泵。快压射停止即充型结束的瞬间，为了获得高密度的紧实压铸件，必须在金属液尚未凝固前立即施加高压(即增压)，使之在50MPa～142MPa的压力下凝固成形，而此增压压力必须在0．03s的时间内达到(指最快的要求)，因此专门设计了增压控制阀21，它保证在压射缸活塞运动停止的瞬间便打开阀22，迅速启动增压器。活塞式蓄能器29同样是为增压时提供超大流量的压力油。增压压力的大小由比例减压阀23′控制并经阀25和26通过改变增压蓄能器的充气压力和工作压力来实现。压力传感器27检测蓄能器的实际压力值并与压射缸的压力传感器28－起检测压射力的实际值，再由数控系统比较调定值进行调控。比例方向流量阀20用来调节增压建压时间，使之可在0．03～0．25s的范围内任意调节，以满足不同压铸件的要求。
压射完成后，机器保持合型与压射状态，等压铸件冷却时间到时后，阀20动作，关闭增压阀22，快压射数字阀关闭(同时阀15开启)，开始进行开型与跟出动作。
开型 保压冷却计时到时后，电磁阀8断电，同时电磁阀9通电，合型缸活塞左行并通过曲肘扩力机构打开压铸型，即完成开型动作。(若有静芯插入程序，则阀13先换向抽出静芯后才启动开型。)与开型的同时，慢压射比例方向流量阀仍维持压射状态快压射阀15接通，压射活塞左行进行跟出直到终了。开型到位后，在启动防护门打开(为气动)的同时，顶出阀10换向，顶出缸右行进行压铸件顶出(若有动型芯插入程序，则须先由抽芯阀11、12换向抽出动芯后方能启动顶出)。顶出行程到位，经延时阀10换向，顶出缸返回，与此同时，阀14换向、阀15断电，压射活塞返回直到原位。至此一个工作循环即告结束。
为适应数控工作的需要，机器有压铸型快速夹紧装置，当压铸型装入时，阀36、37通电，卡具松开，定位后立即断电，压铸型便被准确固定，而卸下压铸型时，只需阀36、37断电即可，从而实现模具的快换。为了便于大型压铸型的装卸，机器有一根拉杆可以抽出，它由电磁阀38控制抽出缸来实现。在抽出和插回拉杆时，阀35、39先将拉杆两端的开合螺母打开，当拉杆插回到位后，阀35、39断电，开合螺母便卡住拉杆，机器便可开始工作。
根据不同压铸件的需要，本机的压射缸有三个压射位置，其变换可由阀34使其升降到所要求的位置。
当机器需较长时间停止工作或维修时，为了安全原因，可用阀32、33使增压和压射蓄能器中的压力油卸压。