机械压力机过载保护装置优化设计

张宇宝

（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

1 传统液压过载保护装置

在压力机工作中，最为常见的过载原因是模具安装、调试过程中的失误及送料时坯料重迭等。压机在过载状态下工作极易导致模具和压力机零部件的损坏。为防止上述情况发生，在滑块压力点内设有过载保护装置。其原理是在结构中设置保护油腔，腔内充满压力油，压力油与卸荷阀油路相通。过载保护阀通过油压口及气压口建立气-液平衡，从而实现压力的控制。

如图1 所示为传统过载保护装置结构，其原理为：油腔7 内充满高压油，压力机工作中内外压力平衡，压力对6 撑压柱塞作用，把力传到4 环上，由于2蜗杆的位置，这样就造成了紧固螺钉仅对活塞压环部分起固定作用，很容易因为内部压力过大，使4 环与8 压力缸及1 蜗轮箱产生局部变形，从而在结合面产生间隙，出现翘边现象，这样内部压强的控制就起不到预期作用，造成的后果便是当实际压力已超过控制压力时，保护阀还未到卸荷压力，压力机就会因超载运转而发生危险。

图1 传统液压保护装置

另外，因为此结构特点较为复杂，装配过程中经常出现精度难以控制，累积误差过大等现象，还存在个别零件不易加工、精度难以保证等缺点。

2 液压过载保护装置改进设计

如图2 所示为在传统结构基础上进行改进的液压过载保护装置，此结构的优点在于蜗杆与蜗轮采取分离式结构，在压力机工作中，12 油腔内充满高压油，压力作用于6 撑压柱塞的表面上，再经过上表面把力传递到4 活塞压环上。再通过四周的液压螺母把力均匀传递到5 液压缸的壳体上，这样就使活塞压环均匀受力。不会因为局部受力而导致变形、开缝隙的情况。根据设定的卸压值给定压强，具体计算公式：

图2 新型液压保护装置

式中：F 为公称压力；n 为n 点压力机；P 为高压油油压；S 为有效受力面积。

3 采用液压螺母预紧固定方式

为保证连接可靠，活塞压环采用液压螺母预紧机构，如图3 所示。具体过程是：首先拧紧液压螺母2，检查管路与接触面积，再向系统3 内注入液压油，此时泄压阀需处于关闭状态，用手动泵打出高压油，旋转锁紧螺母4，液压油通过作用于液压螺母的内表面对双头螺柱进行拉长，液压油密封采用1 密封圈Y 型结构，更能有效保证可靠性，这样达到了预紧的目的。

图3 液压螺母预紧装置

4 结论

该保护装置稳定可靠，可保证压机在超载10%情况下安全工作。并且具有结构简单易于装配等优点，在零件的加工方面有很大改进，避免了复杂零件的加工。本优化在满足要求的情况下最大限度地精简结构，解决了由于局部变形而产生的间隙问题，能够使过载保护装置真正起到保护作用，并且对活塞压环圆周方向上锁紧，使压环均匀受力。在预紧方面采用液压螺母拔长，使连接更加可靠，解决了产生的翘边现象。