桶身液压胀形压力的自动控制

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80年代末，我国开始用液压胀形技术生产桶身。西安机械研究所生产的“三合一”桶身成形机是第一台液压胀形机，现在该设备经过多次改进，其自动化程度高，工艺先进，在电控中采用了可编程数学模型，它具有加减乘除运算、逻辑运算和数据变换功能，由PLC进行控制，设备启动后，各部分自动连贯运作，一系列动作可以自动完成。

目前采用液压胀形的桶身生产设备已经比较普及，多数液压胀形机虽然自动化程度和生产效率很高，但对胀形压力却无法有效控制，从而影响了产品的质量和成品率。我们在试制生产过程中，分析了产生废品的原因及国产胀形机存在的弊病，提出了改进的途径。

1、普通溢流阀的定值溢流

为了克服定位胀形和手控胀形的弊病，我们设计了如下改进方案：

·在胀形机尾部放气阀块上安装普通溢流阀。

·按胀形压力计算公式计算出管子所需的最高胀形压力（即溢流压力）。
P=a1·2δbt/D
式中：δb——抗拉强度，kg/cm；t——管材壁厚，cm；D——三通支管内径，cm；a1——成形系数。

·把普通溢流阀移到泵阀座上，将计算出的溢流压力标定在普通溢流阀上，再将其重新移回放气阀块上。
胀形时，胀形压力超过标定的溢流压力时，液体就流入油箱，胀形始终保持标定的溢流压力值。这种定值溢流比定位胀形和手控溢流要好得多。

普通溢流阀定值溢流也有缺点。首先，溢流阀最大额定压力为25MPa，当胀形压力大于25MPa时，溢流阀无法溢流，一般钢板胀形压力都大于25MPa。

其次，每一个三通规格，或者说每换一个胀形压力，都要重新标定压力。为避免反复拆装溢流阀，我们又设计了新的自动控制溢流方法。

２、增压器自行调节定值溢流

我们的液压胀形机上有一台200MPa的增压器。而增压器后腔活塞面积是前腔出口处面积的8倍，在活塞受到最大25MPa的初始压力作用下，增压器活塞向前（正向）运动，增压器前腔出口压力就是200MPa，即构成1：8的关系，根据增压器这一特性，我们设计了3个改进方案。

·取掉双联单向阀球，使增压器能自行向后（反向）运动，并构成8：1的关系，即将增压器前腔的200MPa胀形压力转换为后腔的25MPa压力。

·在增压器尾部相边的回路管道上，安装一个电流比例溢流阀。

·将电流比例溢流阀上压力值与操作台上相对应的电流值进行校对，得到电流-压力对应读数表。

通过上述改进后，增压器由原来向前运动的单行程变为也可向后自行运动的增压-降压双行程。在胀形时，只要在操作时给比例溢流阀设定一个相对应的电流值，全部成形过程可一次自动完成，达到自动控制的目的。通过工艺技术改进，产品质量和成品率都大大提高。

３、结论

·影响桶身胀形质量和成品率的因素很多，但胀形压力的调节和控制是最主要的因素，而定位成形和手控溢流成形不能有效控制胀形压力。因此，很难保证产品成品率。

·通过对国产胀形机存在弊病的分析，提出了溢流、降压、稳压的控制途径，并经过两次工艺改进，终于实现了胀形压力的自动控制。

·实现胀形压力自动控制后，就可以将不同规格桶身的胀形压力参数输入到可编程数学模型，从而最终全部实现由PLC控制，达到完全自动化。