一、概述:

液壓壓力機又稱液壓成形壓力機，利用帕斯卡定律制成的利用液體壓強傳動的機械，是用來使各種金屬與非金屬材料成型加工的設備。其用途廣泛，適用于彎曲、翻邊、拉伸、成型和冷擠壓等沖壓工藝，壓力機是一種用靜壓來加工產品。適用于金屬粉末制品的壓制成型工藝和非金屬材料，如塑料、玻璃鋼、絕緣材料和磨料制品的壓制成型工藝，也可適用于校正和壓裝等工藝。自19世紀問世以來發展很快，液壓機在工作中的廣泛適應性，使其在國民經濟各部門獲得了廣泛的應用。

二、工作原理:

    液壓壓力機主要是有機架、液壓系統、冷卻系統、加壓油缸、上模及下模，加壓油缸裝在機架上端，并與上模聯接，冷卻系統與上模、下模聯接。其特征在于機架下端裝有移動工作臺及與移動工作臺聯接的移動油缸，下模安放在移動工作臺的上面。

   液壓系統作為整個機械的重要組成部分,直接影響著整個壓力機的性能,其主要由以下部分組成:

    1)能源裝置一一液壓泵。它將動力部分（電動機或其它遠動機）所輸出的機械能轉換成液壓能，給系統提供壓力油液。

    2)執行裝置一一液壓機（液壓缸、液壓馬達）。通過它將液壓能轉換成機械能，推動負載做功。

    3)控制裝置一一液壓閥。通過它們的控制和調節，使液流的壓力、流速和方向得以改變，從而改變執行元件的力（或力矩）、速度和方向，根據控制功能的不同，液壓閥可分為村力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥（安全閥）、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節流閥、調整閥、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據控制方式不同，液壓閥可分為開關式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。

4)輔助裝置一一油箱、管路、蓄能器、濾油器、管接頭、壓力表開關等，通過這些元件把系統聯接起來，以實現各種工作循環。

5)工作介質一一液壓油。絕大多數液壓油采用礦物油，系統用它來傳遞能量。

目前液壓機的缺點:

     液壓傳動系統中的動力由電機帶動油泵提供。在工件塑化周期過程中，

u 液壓機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節不同工序所須的流量和壓力

u 由于定量泵不可調節輸出功率，因此多余的能量只能在擋板，油路泄露，油的溫升中消耗，加劇了各種閥的的磨損，又造成油溫過高，電機噪音過大，以及機械壽命縮短等現象。

u 并且通常在設計電機的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現象，造成電能的在量浪費。

因此推廣變頻器在液壓機上的應用，對于減少能源費具有重要意義。更重要的是通過變頻控制可以做到液壓機的數字化伺服控制

三、系統配置

       針對壓力機存在的以上缺點,我們提出了變頻改造的方案,采取以下方式進行改造: 

由上圖可以看出,該液壓機結構為：電機+液壓泵+換向閥+工作執行機構液壓缸

,去除了溢流閥,節流閥,改由變頻器驅動油泵直接驅動油缸進行工作.其根據液壓傳動計算原理得:

q為泵的排量；A為液壓缸的工作面積;n為電機轉速，M為電機輸出轉矩

由上式得知,只要改變油泵電機的當前轉速，即可達到改變液壓缸工作速度的要求；改變電機的最大輸出轉矩M,即可到達改變油缸工作壓力的目的。

改造變頻器選用ALPHA6000S電流矢量型變頻器，其具有以下優勢：

u 速度模式下，可進行力矩限幅輸出，從而滿足了該工況的必須要求

u 采用電機專用32位cpu，運算處理速度快

u 電流實時調節，動態響應迅速

u 軟件算法先進，控制精度高，

u 完善的故障保能

u 產品制造工藝優良，適應惡劣的工業環境

其改造原理圖如下所示：

用PLC替代原電氣系統里時間繼電器，中間繼電器實現整個液壓機的控制邏輯，控制變頻器運行停止。變頻器的故障輸出信號再反饋到PLC輸入端，當變頻器故障時，PLC停止工作，并輸出故障指示通知操作人員。調節速度電位器，可調節油缸工作速度；調節轉矩電位器，可調節變頻器最大輸出轉矩，從而控制油缸的最大工作壓力。

四、 系統優點：

1. 由于去除了溢流閥，節流閥等，使整個系統更加簡潔，減少了故障點。

2. 調節壓力，流量更加方便；如果配合使用上位機的配方功能，則可完全實現不同加工工藝要求的自動化。

3. 油泵根據工藝要求設定運轉，不再有多余的油流通過溢流閥回郵箱，降低了油溫，延長了油的使用時間。

4. 在更換工件間隙，電機處于停止狀態，節約了電能。