意大利公司系列节能型全自动液压压砖机液压系统综合分析冯瑞阳冯长印（佛山力泰陶瓷机械公司528031）（北京工业大学机电学院100022）SITI公司是意大利著名的陶瓷设备制造公司，其近年推出的05系列压机是在03系列压机的基础上研制成功的新系列节能型压机。05系列压机包括1200、为05系列压机液压系统原理图。
05系列压机与03系列压机相比，液压系统具有如下特点：1）液压阀的数量减少，油路更为简捷可靠。如系统压力、主缸加压、主缸卸压各只用1个插装阀完成活动横梁升降由1个比例阀和1个充液阀完成料车的运动由1个比例阀完成模芯的升降由1个油缸和1个比例阀完成。
2）主油泵采用加压供油与卸荷的间歇式工作方式，延长了油泵的使用寿命。
3）与传统的压机相比省去了增压器和加压回路的蓄能器，由机械式蓄能装置飞轮取代，节省了元件，简化了油路。
4）活动横梁、顶出器、料车等运动部件均采用比例控制，使压制、顶出、布料按预先设定的曲线运动，使之更符合砖坯成形工艺要求，压制参数调节更为方便。
5）采用线性布料系统，料车由液压马达经齿轮、齿条传动，布料更为均匀。
1泵站及系统压力控制主泵12为定量斜轴式轴向柱塞油泵。系统加压回路的压力为35MPa ，辅助回路的压力为16 MPa.油泵可以卸荷启动，在工作循环中采用压力供油与间歇卸荷的工作方式，这样可以节省功率消耗，减少发热，延长泵的工作寿命。
插装阀20与其先导压力阀21a、单向节流阀21b、电磁阀21c及梭阀21d等构成系统的压力控制与卸荷阀块。当电磁阀21c断电时，插装阀20的控制腔通回油，阀20开启，泵12出口经此阀回油箱，泵12处于卸荷状态。当电磁阀21c通电时，插装阀20控制腔加上压力油，阀20关闭，泵输出压力油，最高压力由阀21a调定为35 MPa.当系统压力超过35 MPa时，阀21a开启溢流，由于阻尼孔的作用，使阀控制腔的压力小于进口A的压力，阀20开启溢流，但这时主阀20的开启状态和卸荷时的开启状态不一样，而是形成一定的节流口，维持阀20的进口压力不超过35 MPa ，对系统起限压保护作用。压力值由压力表36显示。压力继电器35用于保护系统，其值要比系统压力高3～4 MPa.截止阀37用于主缸放油或接入有关的检测元件。压力传感器31用于检测泵出口压力的大小，并控制第一次加压压力、第二次加压压力（终压），和在这两次之间的多次加压压力。
插装阀17a与先导压力阀17b构成辅助回路的压力控制阀。阀17b的调定压力为16 MPa，由压力表32显示。35a为辅助系统的压力继电器。33为辅助回路的压力传感器。
设置在辅助回路的蓄能器34 ，其作用在于提高回路效率和稳定回路压力。但其补油方式和传统压机不同，是这种压机节能的一个主要方面。首先是在高压加压完成后，主缸内的高压油经过二通插装阀29c向其卸压蓄能。其次由泵12向其充油，一般在加压结束后进行，充油过程长短由时间控制，而后令泵12卸荷，以节省功率消耗。
设置在机架顶部的49为低压充液油箱，其中作用有来自气源经减压后形成的0.15～0.2MPa的压缩空气压力。其优点是：①推动活动横梁快下，使主缸充油迅速②油箱内为正压，防止粉尘进入油箱内③使离心泵入口供油充足，防止气蚀。当充液箱内的压力高于0.25 MPa时，通过安全阀50排气当压力低于0.15 MPa时，打开相关的截止阀，接通电磁阀73 ，向充液箱补充压缩空气。58为真空发生器。当将截止阀56三个都打开，电磁阀73处于常态位时，气源压缩空气以很高的速度从58中流出，根据伯努利方程式，这时充液油箱内将形成负压，以用于在更换回路中的阀件时，防止充液箱中的油流出，给维修带来很大方便。
泵6为冷却过滤油泵。作用是将充液箱49中的油经截止阀1吸入后，从出口经冷却器8 ，过滤器7打入主泵的进口，以保证主泵获得清洁冷却的油液，并使主泵吸油充足，减少噪音。FO是滤油器阻塞发讯继电器。PR1是用于防止主泵吸空的检测元件，当压力低于0.1MPa时发讯关闭主泵电机。并联在主泵进口右测的单向阀管路是主泵壳体的冷却油路，进入壳体的油是清洁的凉油，从壳体流出来的油排入泵6的吸油口，这样设计有利于主泵的冷却，延长主泵的寿命。电磁阀9为冷却水进入控制阀，根据油温检测信号，控制其开启，以保证油温在设定范围内。
设在回油管路上的蓄能器4为一低压蓄能器（充入氮氧压力为0.2MPa），其作用是使系统整个回油路具有稳定的压力，吸收回油冲击，这样可提高执行机构动作的平稳性和动作的响应速度。
2顶出动作05系列压机采用一个顶出油缸，通过下模位移传感器，放大器控制比例阀22可以连续无级地精确定位，完成模芯的一次下落、二次下落和顶出动作，这是目前顶出装置中较新的传动控制方式。阀23是顶出回路中的安全阀。
顶出油缸活塞杆腔常通压力油，活塞腔由比例阀22控制。阀22在常态位时，顶出活塞停止不动右电磁通电时，活塞下降左电磁通电时，活塞升起速度则根据输入电信号的大小无级调节。
由于此装置可以连续无级地精确定位，所以能与线性料车配合稳定地自动控制填料厚度与其调整。
3料车动作05系列压机采用结构新颖的线性料车，由液压马达71驱动齿轮齿条运动，由比例阀67提供驱动动力。
料车的运动控制，包括位置和速度是带有PID（比例积分微分控制器）的闭环控制。使用这种独特的料车的优点是：使料车的运动精确规则化运动行程无级调节易于修正填料可用于多次填料。这种料车还可选购带有液压驱动旋转，并可升降定位的清扫刷72.电液比例阀70控制清扫刷的旋转动作，电磁阀69控制清扫刷的升降动作。
4自动循环过程分析主缸的动作将结合自动循环过程分析。
自动循环的起始条件：1）料车必须处于后极限位置（安全开关FC4 、2）活动横梁处于上极限位置（限位开关Sel ）3）下模芯处于顶砖状态（限位开关Se6 、电液比例阀22左位）。
这时，安全杠放下（开关FC1 、FC2 ），操作自动循环键，压机开始自动循环工作，此时料车启停电磁阀66处于通电状态。
此处说明，表示阀或开关处于通电或接触状态表示断电或脱离状态。
4.1料车运动1）料车启停阀66 ，电液比例阀67右位，料车按设定的速度向前运动。料车的运动位置由旋转编码器检测。
2）在此阶段电磁阀46b ，主缸卸荷阀46a开启，主缸上腔为卸荷状态电磁阀47 ，主缸充液阀48开启电磁阀42 ，主缸活塞支承阀44开启，该阀带有开启位置检测装置，即只有当此阀开启时才允许主缸上腔进入压力油。压力阀39为主缸下腔安全阀，用于限制主缸下腔的压力不超过该阀的设定值。
4.2料车前进和下模芯的一次下落当料车运动到一定位置时由旋转编码器给出信号，令电液比例阀22右位，使顶出缸活塞按设定的速度下降达到规定的位置时，由下模位移传感器给出检测信号，令阀22右位，使顶出缸活塞停在设定位置，完成一次下落。
此阶段4.1的a及b的各阀状态继续保持下来。
4.3料车后退、停止和下模芯的二次下落当料车继续向前达到设定位置时，由编码器发信，电液比例阀67右位，左位，料车按设定的速度转为后退。当后退达到编码器设定的开关点时，令电液比例阀22右位，使顶出缸活塞按设定的速度下降，到达下模位移传感器的设定位置时，令阀22右位，顶出活塞完成二次下落。下模完成二次下落时，将下模落到压机底座的工作台面上，同时也使模腔内的粉料密度均化并排气。
当料车回到由编码器设定的初始位置时，令比例阀67断电，料车停止运动，限位开关FC4 、FC3 .
此阶段4.1中b的各阀状态没有变化。
4.4活动横梁快速下行和减速制动当料车后退到由编码器设定的允许活动横梁下降的开关点时，发信令主缸活塞上下行用电液比例阀38右位，主缸下腔油通回油箱。由于4.1中b的各阀状态没有变化，主缸下腔的排油路是：主缸下腔油※插装阀44※比例阀38右位※充液箱49.这时主缸活塞在充液箱低压油压力作用下推动活动横梁快速下行。快速下行的速度由电液比例阀38的输入电信号的大小来控制。
为了防止上模对模腔中粉料的冲溅，当上模快速下行至粉料表面上方5～10┨时，由上模位移传感器给出信号，令输入阀38的电信号减小，阀38的开口量相应减小，给主缸下腔排油造成较大阻力，活动横梁下行受到减速制动。减速过程的长短，则由给定的时间控制。
阀46为梭阀。梭阀具有压力选择功能，确保当需要插装阀可靠的关闭时，其控制腔始终作用有来自压力较高一侧的压力，这就保证了阀芯的可靠关闭状态。
插装阀44、46a都属于这种应用。例如只有插装阀44可靠的关闭，才能保证主油缸活塞不下滑。
4.5第一次加压一次加压分惯性加压和泵加压两个阶段进行。
惯性加压阶段：利用活动横梁减速后具有的动能对粉料进行压制。在这个阶段由于粉料比较疏松，可易获得较大的压缩比。
当减速过程时间一结束，令惯性加压的设定时间开始工作，控制惯性加压过程的长短。同时令电磁阀46b 、电磁阀47 ，使主缸卸荷阀46a关闭、充液阀48关闭，将主缸上腔与充液油箱隔离开，为一次加压做好准备。在此阶段主缸下腔仍为减速阶段的排油状态，上腔需用的油量较少，靠负压使充液阀48形成小开口，从充液箱进油。在随后的泵加压阶段，当高压油一旦进入主缸上腔，充液阀48将立即关死。
泵加压阶段：利用油泵的压力进行加压。
惯性加压阶段计时一结束，转入泵加压阶段，令电磁阀21c，插装阀20关闭，主泵12停止卸荷，转为输出压力油令电磁阀19b ，插装阀18关闭、30开启，泵输出的压力油经插装阀30进入主缸上腔，开始实质性的一次加压。此过程的长短采用压力时间控制。当压力传感器31检测到一次加压压力设定值时，令阀21c ，插装阀20开启，泵转为卸荷令阀19b ，插装阀30关闭，此时主缸上腔为一封闭容积，维持由31检测到的压力，进入保压。保压有利于消除坯体的应力不均匀性，减少坯体的破损。保压过程的长短采用时间控制，保压性能的好坏取决于主缸上腔的密封性能。
当达到保压设定时间，令电磁阀46b ，阀46a开启，主缸上腔经此阀向充液油箱卸压，进入排气阶段。
4.6排气阶段同时令阀47 ，充液阀48开启令电液比例阀38右位，左位，辅助系统的压力油经阀38左位，阀44进入主缸下腔，而上腔的油排入充液油箱，使活动横梁按设定的速度向上抬起，坯体中的气体随着逸出。动梁上移过程的长短由上模位移传感器检测控制。
动梁上移达到设定位置时，令阀38断电，靠该阀中位机能，将主缸下腔进排油封住，动梁停止上移，悬空在抬起的高度，此时坯体中的气体可继续逸出。悬空过程的长短采用时间控制。
动梁悬空时间一结束，令阀38右位，主缸下腔转为排油状态，上腔作用有充液油箱的低压油，动梁下移到上模接触到坯体表面停止。下移过程的长短由上模位移传感器检测控制。
4.7二次加压阶段当整个排气阶段一结束，令阀47 ，充液阀48关闭令阀46b ，主缸上腔卸荷阀46a关闭阀19 ，插装阀18关闭，插装阀30开启令阀21c ，泵12停止卸荷，转为输出压力油。这样泵的压力油经阀30进入主缸上腔，下腔保持排气阶段动梁下移时的排油状态，开始二次加压阶段。二次加压过程如前述一次加压中的泵加压阶段一样，采用压力时间控制方式，达到设定压力后，转为保压，各阀的通断电关系也相同，在此不再重复。
4.8卸压阶段SITI压机的卸压过程与传统的压机不一样，而是分作两个阶段进行，即先将主缸内的压力降到辅助回路压力，但不是将超出的压力卸掉，而是将高压压力油回收到辅助回路蓄能器34内，然后再将主缸内的压力油泄至充液箱内。
主缸压力回收。在二次加压中的延时保压结束后，由于主缸卸荷阀46a和充液阀48保持关闭状态，插装阀30保持关闭状态，令电磁阀29d通电，插装阀29c的控制腔因梭阀29a的作用与辅助回路压力相通，但因阀29c的进口压力，即主缸压力大于辅助回路压力，阀29c开启，这样主缸内的高压油便进入蓄能器34内蓄积起来作为辅助回路压力油源使用。此过程采用时间控制，但当时间设定过长时，当辅助回路压力与主缸压力达到相同时，靠梭阀29a的作用，插装阀29c会自行关闭。
主缸压力回收结束后，令电磁阀29d断电，插装阀29c关闭令电磁阀46b ，插装阀46a开启，主缸上腔油经此阀回油箱，主缸内的压力降至充液箱的压力，达到完全卸压。同时令充液阀延时开启时间环节工作，下模芯延时升起时间环节工作，动梁延时回程时间工作。
下模芯延时升起时间结束后，电液比例阀22左位，按设定值形成开口量，但由于这时活动横梁尚未升起，只是做好随后当动梁升起时砖坯跟着被顶出模腔的准备，这样设计有利于减少坯体边角的破损。
4.9动梁回程动梁延时回程时间结束后，令电液比例阀38左位，主缸下腔进压力油，上腔经插装阀46a回油，动梁按设定的速度慢速升起，砖坯随着被顶出。仔细调整动梁的慢速升起速度和坯体的顶出速度，可获得很好地跟模效果。
当充液阀延时开启时间结束后，令电磁阀47 ，充液阀48打开，主缸上腔回油通畅，为动梁快速回程做好准备。当动梁慢速升起达到设定的位置时，由上模位移传感器给出信号，令输入阀38左位的电信号加大，阀38形成较大的开口量，进入主缸下腔的流量加大，动梁按设定的速度快速回程。
当动梁快速回程到设定位置时，由上模位移传感器发信号，令比例阀38左位的开口量减小，动梁以较慢的速度回程，为在上极限位稳定停止做好准备。动梁回程到上极限位时，由上模位移传感器发信，令比例阀38 ，主缸下腔停止进压力油，动梁停止在上极限位置。
在动梁回程过程中，设定一合适位置，由上模位移传感器检测发信，令下一个工作循环延时开始时间环节工作，此时间为下一工作循环开始的信号。
本文在写作过程中得到了西蒂中国有限公司佛山代表处李钢先生的帮助，他为我们提供了西蒂05系列压机使用保养手册，在此表示衷心的感谢。
