锻造用液压机多是水压机,吨位较高。为减小设备尺寸,大型锻造水压机常用较高压强(35兆帕左右),有时也采用 100兆帕以上的压。其他用途的液压机一般采用 6~25兆帕的工作压强。油压机的吨位比水压机低。
简史
1795年,英国的J.布拉默应用帕斯卡原理发明了水压机,用于打包、榨植物油等。到19世纪中期,英国开始把水压机用于锻造,水压机遂逐渐取代了超大型蒸汽锻锤。到19世纪末,美国制成126000千牛自由锻造水压机。此后,全世界先后制造20余台10万千牛级的自由锻造水压机,其中中国制造的有2台(见彩图)。随着电动高压泵的出现和完善,锻造水压机也向较小吨位方向发展。20世纪50年代后出现了小型快速锻造水压机,可进行相当于30~50千牛锻锤所做的工作。40年代,德国制成180000千牛的巨型模锻水压机,此后全世界先后制成180000千牛以上的模锻水压机18台,其中中国制造的一台为300000千牛。
工作原理
液压机的工作原理。大、小柱塞的面积分别为S2、S1,柱塞上的作用力分别为F2、F1。根据帕斯卡原理,密闭液体压强各处相等,即F2/S2=F1/S1=p;F2=F1(S2/S1)。表示液压的增益作用,与机械增益一样,力增大了,但功不增益,因此大柱塞的运动距离是小柱塞运动距离的S1/S2倍。
工作介质
液压机所用的工作介质的作用不仅是传递压强,而且机器工作部件工作灵敏、可靠、寿命长和泄漏少。液压机对工作介质的基本要求是:①有适宜的流动性和低的可压缩性,以提高传动的效率;②能防锈蚀;③有好的润滑性能;④易于密封;⑤性能稳定,长期工作而不变质。
油有良好的润滑性、防腐蚀性和适度的粘性,有利于改善液压机的性能。20世纪下半叶出现了新型的水基乳化液,其乳化形态是“油包水”,而不是原来的“水包油”。“油包水”乳化液的外相为油,它的润滑性和防蚀性接近油,且含油量很少,不易燃烧。但水基乳化液价格较贵,限制了它的推广。
这种驱动系统环节少,结构简单,压强能按所需的工作力自动增减,减少了电能消耗,但须由液压机的大工作力和高工作速度来决定泵及其驱动电机的容量。这种型式的驱动系统多用于中小型液压机,也有用泵直接驱动的大型(如120000千牛)自由锻造水压机。