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组装3250吨大型智能化偏载多工位闭式压力机,江苏车间智能工位机制造商人民网 工位机生产企业国家超级计算无锡中心,让气候变得可测可算;南京紫金山实验室,创造太赫兹无线通信实时传输世界纪录;中兴通讯5G智能制造基地,17米高的立体仓库摆放着10万多个货箱,悬空的传送带,根据生产指令自动将分拣好的物料货箱运送至各个车间……这些场景正在江苏上演。顺应产业和科技变革大势,江苏加强前沿探索和前瞻布局,新技术、新材料、新产品、新产业不断涌现。如今,全国有超过20%的高新技术产品在江苏制造。处处涌动的澎湃活力,让江苏在高质量发展轨道上科学作为、奋勇向前。今年全国两会期间,习近平总书记在参加江苏代表团审议时强调,希望江苏继续真抓实干、奋发进取,在高质量发展上继续走在前列,为谱写“强富美高”新江苏现代化建设新篇章实现良好开局,为全国大局作出新的更大贡献。不谋全局者,不足谋一域。作为长三角一体化的重要一翼,江苏广大干部群众牢记总书记嘱托,推动产业科技创新,奋力在高质量发展上继续走在前列。工位机生产企业打造具有全球影响力的产业科技创新中心坐在办公室里,动动手指就能精准操控井下240米深处的采煤机,实现远程“一键采煤”;身处300公里以外,就能远程操纵手术机器人完成高难度手术,时延不超过6毫秒……走进紫金山实验室,未来网络技术典型应用场景让人赞叹。“未来网络为制造业而来。”紫金山实验室负责人介绍,实验室成立于2018年8月,是江苏打造的重大科技创新平台。“当下最引人注目的当属6G技术创新成果,相当于1秒钟可下载5部高清电影,速度比5G提升数十倍。”在我国现代化建设全局中,创新处于核心地位。开辟发展新领域新赛道、塑造发展新动能新优势,根本上还是要依靠科技创新。江苏抓住创新这个牵动经济社会发展全局的“牛鼻子”,加快实施创新驱动发展战略,着力打造具有全球影响力的产业科技创新中心,以效率变革、动力变革促进质量变革。制定基础研究三年行动方案;布局建设苏州实验室、太湖实验室等一批重大创新平台;2022年以来牵头实施2项国家“卡脖子”重点科技专项、15项重大基础研究,组织实施115项关键核心技术研发项目……2022年,江苏全社会研发投入强度达3%,达到创新型国家和地区中等水平,对全国的贡献超过12%;万人发明专利拥有量50.4件,保持全国前列。企业是创新的主体,只有不断激发经营主体活力,创新才有不竭动力。成立于1966年的扬力集团,是一家金属成形机床制造企业。走进车间,一台3250吨大型智能化偏载多工位闭式压力机正在组装,即将交付客户。据介绍,这台压力机是国内首台套产品,可以实现汽车大型覆盖件一次冲压成形,不仅提高了生产效率,而且提升了制造精度,是汽车制造领域的高端产品。“关键核心技术是买不来、要不来的,市场倒逼企业不断创新,稍微慢一点就会掉队落伍。”扬力集团副总裁张军表示,在国家和江苏省相关政策支持下,公司建成8个研究所和1个智能制造中心,每年研发投入达1亿元。目前,江苏85%以上的研发投入由企业完成,80%的科技平台和高层次创新创业人才集聚在企业,70%的有效发明专利由企业创造。加快建立以企业为主体、市场为导向的技术创新体系,江苏着力构建科创金融、开放创新等生态体系,加强基础研究、技术攻关、成果转化等全链条创新,推动创新链产业链资金链人才链在产学研深度合作中贯通融合,高新技术企业达4.4万家、科技型中小企业超过8万家。工位机生产企业推动产业结构加快迈向中高端这段时间,靖江造船业频频传来好消息:江苏扬子江船业集团建造的首制24000标箱(TEU)超大型集装箱船命名交付;江苏新时代造船有限公司投资17.5亿元打造的高端船舶智能化分段制造项目一期工程完工,进入全面试生产,企业造船效率不断提高……近年来,泰州靖江市积极引导造船企业向世界一流企业学习,把“智改数转”作为推动产业转型升级的主攻方向,加大自动化、智能化改造,全力打造现代化造船基地,向世界一流船舶产业基地蜕变。船舶产业是江苏的传统优势产业。仅靖江市的造船企业,2022年手持订单占全球比重达10.7%,订单生产计划排到2026年。为进一步提升产业集中度、全产业链现代化水平和优势企业竞争力,2022年7月,江苏印发《关于进一步提升全省船舶与海工装备产业竞争力若干政策措施的通知》,包含6部分18条政策措施,其中第一部分便是“加快建设世界级先进制造业集群”。江苏以实体经济见长,制造业规模多年保持全国第一。江苏制造业覆盖全部31个大类,其中销售产值居全国前三的有18个。近年来,江苏不断激发产业体系完备和配套能力强的优势,提升产业链供应链韧性和安全水平,推动产业结构加快迈向中高端,围绕打造具有国际竞争力的先进制造业基地,努力建设具有完整性、先进性、安全性的现代化产业体系。产业迈向中高端,发展实现高质量。一手补足短板,推动机械、石化等传统产业加快产业基础高级化、产业链现代化;一手锻造长板,着力培育人工智能、生物医药、新材料等一批具有国际竞争力的战略性新兴产业集群,加快产业链供应链优化升级。在苏州,位于苏州工业园区的苏州生物医药产业园,目前已聚集生物医药创新企业620多家,布局创新药研发、高端医疗器械、生物技术三大重点产业集群。在常州,围绕新能源产业链,一个个创新产业集群正在集聚,产业链长、涉及领域全,产值已突破5000亿元,汇聚新能源汽车产业链中游企业超过3400家。…………聚链成群,筑起江苏高质量发展的“高原”。目前,江苏已有国家先进制造业集群10个、省级先进制造业集群16个,在集群建设的引领带动下,2022年江苏制造业增加值占地区生产总值比重达37.3%,居全国前列。努力实现高质量发展与高水平保护良性互动南京市浦口区,万里长江进入江苏后的第一站。站在长江北岸不远处的东龙山上远眺,宽阔的江面上,船舶川流不息;蜿蜒的江岸边,挺拔的林木随风摇曳。“以前,长江岸边厂棚林立、机器轰鸣,船厂切割、轧钢、喷漆、除锈,不仅污染空气,还严重污染长江。”桥林街道周营村村民张芳回忆。2018年起,浦口区全力整治长江岸线,恢复生态岸线约11公里。昔日厂棚林立的“十里造船带”,如今已蝶变滨江生态风光带。浦口区长江岸线的变化,是江苏坚决落实“共抓大保护、不搞大开发”要求的一个缩影。近年来,江苏大力整治沿江生态,累计关停化工企业3876家,腾退长江生产岸线81公里,生态岸线占比提升到64.1%,长江干流江苏段水质连续5年保持Ⅱ类。生态环境之变,折射的是江苏推动高质量发展的理念之变。如何在生态环境高水平保护中协同推进经济高质量发展,成为摆在江苏面前的一道必答题。今年4月,一个投资总额超10亿元的汽车零部件项目有意落户江宁高新区,因生产工艺中涉及电镀工艺,对环境影响较大,因而被拒绝“入园”。2023年以来,《全省生态环境系统服务高质量发展十项措施》《关于支持生态环境高水平保护助推经济高质量发展若干措施》相继发布,推出一系列服务地方、企业绿色发展的针对性举措,支持生态环境高水平保护的政策举措,协同推动生态环境高水平保护和经济高质量发展。“只有把绿色发展的底色铺好,才会有今后的持续发展。”江苏省生态环境厅副厅长尹荣尧表示,面对特殊省情,江苏致力寻求环境、经济、社会效益的“最大公约数”,坚持降碳、减污、扩绿、增长协同推进,努力实现高质量发展与高水平保护良性互动。2022年,江苏国内生产总值超过12万亿元,5年连跨4个万亿元台阶的同时,单位GDP的能耗、碳排放强度比10年前分别下降48.3%、43.4%,实现经济增长与污染排放有效“脱钩”。江苏生态环境质量指标连创有监测记录以来最好水平。江豚重现长江江苏段,桃花水母再现太湖,蓝天白云成为常态,绿水青山触手可及……绿色成为江苏高质量发展的鲜明底色,良好的生态环境成为江苏百姓最有幸福感的公共产品,高质量发展的精彩画卷正在江苏大地徐徐铺展。(本报记者白光迪参与采写)《 人民日报 》( 2023年05月23日 01 版)
[查看详情]多功能可移动组合式压力机原创一、研发背景目前,设备维修安装行业在进行工件拆卸时,使用的压力机有立式和卧式两种安装方式,体积大,重量大,价格昂贵,无法移动,固定安装在车间厂房内使用。生产企业使用的大型设备的部件,由于没有合适的设备进行现场拆装,只能搬运到车间检修,费时费力,成本高。另外,市场上普遍使用的液压拔轮器,体积小,重量轻,现场使用时,需多人配合作业,还存在卡爪脱离工件,崩出伤人的安全隐患,造成拆卸时间长,效率低等问题。对于不同外径尺寸的工件,维修厂家需要购买不同规格的拔轮器,对于长度不同的工件还需配备不同长度的拉爪方能满足需要,因此需要配备的拔轮器种类多,配件多。而且液压拔轮器只能对工件进行拆卸,不具备压力机的安装功能。为了降低维修厂家的设备购置成本,减少厂房占地面积,方便现场维修,提高工作效率,根据市场需求,技术人员专门研发了一种适用范围广,移动方便,既能当拔轮器使用又可以当压力机使用的,可拆卸和安装各种工件的多功能可移动组合式压力机。二、研究内容1.研发目的提供一套组合式专用工具,通过不同部件的组合使用,解决传统拔轮器的诸多问题。2.结构组成多功能移动式压力机包括防崩杆、防崩杆插销、液压油缸、液压油缸顶杆、油管接口、油缸座、可调拉杆、螺母、顶杆螺栓、顶杆头和可更换卡爪。3.工作原理首先将本拔轮器对正被拆卸工件的中心,将三个安装有可更换拉爪的可调拉杆卡住被拆卸的工件外边缘,将螺母分别安装在油缸座的两侧将其夹紧;然后,启动液压泵站,操作手柄或按钮使液压油缸的活塞杆伸出,至活塞杆刚刚顶住被拆卸工件内孔内的轴中心,可调拉杆上的可更换卡爪贴紧工件表面后,停止不动。然后,根据情况调节一号防崩杆、二号防崩杆和三号防崩杆的安装位置,使其端部的顶杆螺栓和顶杆头位于接近可更换卡爪的位置后,插入防崩杆插销将三个防崩杆固定,旋转顶杆螺栓使顶杆头紧紧的压住可调拉杆的圆柱面,防止液压缸加压时,可调拉杆和可更换拉爪因受力过大而卡不住工件,从工件上掉落产生危险。最后,一切安装到位后,操作手柄或按钮,给液压油缸逐渐加压,直至工件被拆卸下来为止,完成工件的拆卸工作。4.技术特点(1)每个拉杆处设有一个顶出丝杠,调节顶出丝杠可以十分方便的调节方孔滑块的位置,还可以防止拆卸工件时因受力较大时卡爪卡不住工件而崩出,节省了时间,人力,也避免因卡爪卡不住工具掉落或飞出伤人事故的发生,具有传统拔轮器无法比拟的优点;(2)传统的液压拔轮器的拉爪为圆柱形一端弯成90度钩形,钩子厚度较厚,不能插入到拆卸间隙较小的工件内,只适合于钩子出空间较大的地方使用,而对于缝隙较小的工件,钩子太厚无法深入卡住工件,造成无法拆卸的困难;而本机的采用独特分体式可更换卡爪,根据拆卸工件的需要配备不同厚度的卡爪,节省材料和成本;而传统的拔轮器的卡爪厚度较厚还无法调节,只能加工很多种长度和厚度的拉爪才能满足需要,增加了成本,还不易保管。(3)长条形拉杆上均匀布置有多个调节长度位置的圆孔,可在方孔滑块内来回滑动调节拉杆的长度,一种拉杆可满足各种不同长度的工件拆装需要;而传统的液压拔轮器的拉爪长度是固定的,不可调节,拆卸不同长度的工件需要准备多种拉杆才行,造成材料的浪费,增加拔轮器的成本。(4)可调节拉杆和可更换卡爪配合使用,一套3个拉杆,可以完成传统拔轮器十几个拉爪的功能,大大减轻了重量,减少了成本,更方便现场使用和人工搬运。(5)既能当普通拔轮器使用,又可以作为小型压力机使用,压力机底座中部的孔径内安装有多种孔径的调节盘,满足各种尺寸的轴类工件的装配和拆卸需要,盘类零件如齿轮、轴承、联轴器进行拆卸和压装时,可快速更换,十分方便。(6)本机具有重量轻,体积小,移动方便,使用范围广,效率高,省人省力的特点。减少了很多不必要的设备搬运和维修时间,提高了企业经济效益。当压力机使用时的组装图当液压拔轮器使用时组装图可更换卡爪三、市场预测国内外各类生产和维修企业达到几百万家,每个企业的各生产车间段队又有若干个维修班组,鉴于本机具有的多个优点,因此一旦上市,市场需求巨大,可达到百万台之多。按照每台实现利润2000元计算,年可实现利润亿元以上。
[查看详情]速看|什么样的伺服控制技术让液压机才能不被淘汰?现代液压机发展趋势液压机是一种利用液体静压力来加工各种材料的机械,它常用于压制工艺和压制成形工艺,如锻压、冲压、冷挤、校直、弯曲、翻边、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。从1795年第一台水压机发明到现在,液压机经历了200多年的改进和创新,由于其具有加工工艺“万能性”,使得液压机广泛应用在国民生产的各行各业。随着现代制造技术的不断发展,制造行业产品竞争越来越激烈,为了提高液压机的市场竞争力,传统液压机必须克服油液泄漏、油温升高、传动精度低、能耗大等缺点,提高液压机的控制精度和效率,实现绿色液压机的设计和制造。液压机的系统和整机结构经过近几十年的发展已经较为成熟,国内外液压机的研究重点主要集中在伺服控制技术、绿色节能技术、集成化技术、机液混合驱动技术、多工位液压机技术以及其他辅助技术等方面。一、伺服控制技术伺服控制是近几十年发展起来的一种精密驱动技术,其核心技术是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化。伺服液压机就是将伺服控制技术与液压系统相结合的一种新型压力机,它指的是主传动油泵采用伺服电机驱动,减少控制阀回路,调节主油泵完成对滑块精确控制。图1伺服控制液压机原理图1为伺服液压机圆体,液压机的主油缸上腔安装有压力传感器,在液压机滑块处安装位移传感器。控制器根据压力反馈信号、位置反馈信号、压力给定信号、位置给定信号、速度给定信号等计算出伺服电机的转速,从而控制液压泵的输出,以进行压力、速度、位置控制。伺服驱动液压机依靠调节伺服电机的转速,来控制液压机的压力、速度、位置等参数,取消了液压控制回路中的压力控制阀、流量控制阀等元件,简化了液压控制回路。伺服驱动液压机在滑块快降、滑块静止在上限位进行上下料时,伺服电机转速为零;滑块加压和回程时伺服电机的转速由设定速度确定;滑块在保压时伺服电机的转速仅弥补泵和系统的泄漏。传统液压机在整个工作过程中电机始终处于恒定转速。图2在工作过程中的转速区别图2为在整个工作过程中,传统液压机与伺服控制液压机电机转速的区别,图中1为滑块快降阶段,2为滑块加压工作阶段,3为保压阶段,4为滑块回程阶段,5为滑块静止时的上下料阶段。与传统液压机相比,伺服控制技术应用在液压机上主要有以下优点:◆ 精度高伺服电机主要靠脉冲来定位,每接受1个脉冲就会旋转1个脉冲对应的角度,单单考虑伺服电机其控制精度可以达到1/1024圈,结合相应的传感器,可以实现对滑块任意位置的精确控制。伺服液压机相较传统液压机运动曲线可以优化,适当的滑块曲线可以抑制板材压制过程回弹,提高之间精度。◆ 柔性高滑块运动曲线可根据不同生产工业和模具进行优化设置,可设计特殊的工作特性曲线,进行高难度高精度加工,实现滑块“自由移动”。滑块运动方式可以是往复式、在下死点停留等复杂运动方式,如图3所示日本学者采用往复式运动曲线压制薄板制件,能有效的抑制变形曲率较大处褶皱现象。图3冲头往复式冲压◆ 效率高可以在较大范围内设定滑块行程次数,滑块速度和行程调节方便,能根据成形工艺,滑块可在最小行程工作,借助自动送料技术,大大提高生产效率。◆ 节能伺服液压机和机械压力机相比省去飞轮、离合器,采用直接传动,传动环节大大减少,润滑量减少,可维护性强。没有离合器结合能耗,滑块停止后,电机停转,也没有了电机、皮带轮空转,能耗显著降低。在普通机械压力机中,飞轮空转耗能约占总能耗的6%~30%,离合器(主要指摩擦离合器)耗能约占总能量的20%,伺服液压机没有飞轮和离合器,这部分能量得以节省。日本某公司曾进行过3000 kN液压机连续工作功耗对比试验,结果证明伺服液压机节能32%~42%。尽管伺服控制技术在液压机上展现了强大的生命力,目前仍然有很多关键技术需要完善:A 研制具有自主知识产权的大功率伺服电机和驱动控制单元;B 开发采用伺服电机直接驱动的液压机主油泵;C 研究能量回收系统;D 开发专用控制系统;E 开发智能化成形工艺库。目前日本网野、德国力士乐、穆格、威格士等国际著名液压元件制造公司都已开发了交流伺服液压机,并已经形成系列产品,国内天锻、合锻、兴迪等企业目前也研发出了系列伺服液压机,并且也推向了市场。下图就是兴迪源机械自主研发的Y63伺服水胀成形液压机,该液压机采用高压液体对空心件或者管坯向外成形,并使其逐渐贴合模具型腔,成形为指定形状和尺寸的零件,开口高度大,可实现轴线长度较大零件的成形。二、绿色节能技术尽管液压机有能量密度高、工艺万能性、成本低等优点,但是能耗大、能量利用率低、噪声大、液压油泄漏对环境污染大等问题,一直阻碍其发展。绿色节能技术是提高液压机的能量利用率,并降低液压泄漏,该技术也成为衡量液压机的一项重要指标,绿色节能技术将会成为未来液压机的一个重要发展方向。液压传动中系统的能量传递过程为:电能、化学能-机械能-液压能-机械能,如图4所示。图4 液压系统中的能量损失液压系统的能量损失可分为三类:◆ 能量转换元件的转换损失。包括液压泵和液压马达中的机械摩擦损失、压力损失和容积损失,这些能耗主要形成温升转化为热量,而热能不可逆,不能加以回收利用。能量损耗的多少不仅与能量转换元件类型有关,还与工况、运行工作点以及磨损情况等因数有关。◆ 液压回路传输损失。过剩流量和过剩压力是产生液压回路能量损失的根本原因。液压传动系统中,节流控制是实现各种控制功能的基本方法,但液阻不可避免的会产压降,这种压降必然是一种能量损耗,这部分能量主要以热能的形式传递到环境中,不可回收,这些能耗主要与液压回路有关。◆ 液压源与负载不适应而产生的匹配损失。液压机的吨位在设计之初已经固定,在不同工件加工过程往往会出现大马拉小车的现象,这必然造成液压源供给系统的能量大于需求,而造成能量浪费,此外一般液压机的有效工作行程仅为总行程的1/3甚至更小,空行程阶段主缸充满高压油液,造成能量浪费,这也是油温升高的另一个重要原因。根据分析可知,要实现液压机的节能可以从下面两个方面考虑:一是选择合适高效的液压元件,改善和提高元件的能量转换效率;二是选择设计合理的液压系统,改善和提高液压系统回路的效率。目前国内外对液压机绿色节能的研究重点主要集中在以下几个方面:1、节能型液压元件节能型液压元件主要集中在液压泵和液压控制阀。世界四大液压元件生产公司都将电子控制与液压泵变量控制相结合,得到较好的节能效果,如前文提到的伺服控制技术,与此同时液压泵与原动机的一体化和自由活塞内燃机的结合使用具有高效率、噪声低等优点,受到国内外研究人员的重视。液压控制阀多采用节流原理,造成压降损失,而基于磁流变液和电流变液的控制阀,利用磁场和电场改变流体粘性达到改变回路压强的方法无压降损失,节能效果明显,给液压节能技术提供了新的思路。2、节能型液压系统日本研究人员江木正夫曾根据节能效果将液压系统节能化的发展划分为五个阶段,即节流阀控制、负载感应阀控制、负载感应泵控制、泵容积控制和泵回转数控制阶段,其发展趋势由阀控制逐渐转为泵控制。泵节能的核心思想是液压源提供的功率与负载匹配,基于这一思想出现了很多节能系统,如混合动力技术、变频调速技术、液压变压器技术和二次调节系统以及能量回收系统(如下图)。未来液压节能系统可能是一些先进技术的融合,如将变频调速技术、能量回收技术和二次调节技术的结合在一起将会有更好的节能效果。3、水压传动技术水液压技术其实是在第一次工业革命中兴起的古老技术,是液压传动技术的初始阶段,而后随着石油工业的发展,液压油取代了水作为工作介质,而随着世界各国对节能环保的呼声越来越高,许多科学又把目光投向了水这一环保工作介质。液压传动技术向水液压传动技术的发展研究,不是技术的简单的重复和循环,而是要向更高的阶段发展.从经济性、环保性、难燃性、与工作环境的相容性以及可持续发展等方面考虑,自来水(或海水)都是一种理想的工作介质。它的主要优点有:1)成本较低;2)对生产产品无污染;3)抗燃性好;4)可压缩性小。但是要想将水压技术得到真正意义上的工业应用必须解诀防腐、气蚀、润滑、防冻等关键技术,这给液压机带来了挑战和机遇。三、集成化技术1、电机与阀一体化电磁直驱阀是一种将电机与普通液压阀集成在一起的新型液压阀,如下图所示,该阀的该阀的电机械转换器是永磁直线力马达,用它来直接驱动阀芯,与传统伺服阀相比,它取消了喷嘴-当班前置级,用先进的位移传感器替代了工艺负载的机械反馈装置,简化了结构提高了可靠性,大大降低了制造成本。该阀已广泛应用于压铸、冶金等重工业设备上。MOOG DDV伺服阀结构图2、电机与泵一体化液压电机泵是一种将液压泵与原动机高度融合的新型液压动力元件,该结构形式的电机泵比传统的通过联轴器将两者进行联接的电机--泵装置更具有优势,如结构紧凑、功率重量比大、体积小、噪音和振动低、可靠性高等等,电机内置省去联轴器整体尺寸减少20%,工作噪声减少10dB以上,德国Voith Turbo H L Hydraulic公司与日本大金公司均有这方面的系列产品,国内在这方面的产品较少,下图为燕山大学设计的一种轴向柱塞液压电机泵。这种结构是将永磁同步电动机与斜盘式轴向柱塞泵高度集成,以永磁同步电动机为基础,在电机转子内部设置有斜盘式轴向柱塞泵,其泵的进油口和出油口分别设在泵体两端,整个流道环绕在泵体侧壁,通过流体在泵内循环流动以带走电机定、转子以及各种摩擦等产生的热量,起到散热冷却的作用。1前端盖2大轴承3进油口4泵套5壳体6斜盘7电机转子8回程盘9滑靴10柱塞11缸体12配流盘13小轴14电机定子15后端盖16小轴承17回油口轴向柱塞液压电机泵结构图四、机液复合驱动技术机械压力机和液压机的设计人员和制造者,长期以来围绕机械压力机和液压机的优点和不足,争论不休,各抒己见。但是有一点是无可争辩的事实,那就是两者都在扬长去短,吸收对方的优点逐渐完善本身。把液压驱动和机械驱动同时应用在一台压力机上成为近几年研究的热点,国内外有很多类似的专利,下图为一种典型的机械液压复合式压力机。1液压系统2伺服电机3机械连杆4滑块5机身图/机械液压复合式压力机机空行程采用伺服电机驱动曲柄连杆机构,在连杆完全竖直处于锁模状态时液压系统驱动油缸进行公称力压制。机械液压复合式压力机将空行程与公称力行程单独驱动,空行程采用伺服电机驱动机械连杆,有效的降低了液压能在空行程阶段的浪费,并最大限度的保留了机械压力机快速精确定位的优点,空行程电机为伺服电机,提高了控制精度。1大电机2内缸体3行星丝杠4外缸体5行星减速器6小电机7活塞杆空行程与工作行程单独驱动增压缸基于空行程与工作行程单独驱动原理,可以设计很多节能型液压缸,上图为一种结合行星丝杠和伺服电机的增压缸,空行程采用小功率电机驱动,工作行程采用大功率电机配合行星减速器和增压腔,整体结构设计巧妙,紧凑。国内外在近几年在机械液压复合驱动方面作了大量工作,其中以德国和日本的研究成果具有代表性。尽管两国的设计方案不同,德国是以机械传动(即曲柄一连杆系统)作为压力机的主传动,日本则相反把液压系统作为主传动,但是两种模式的基本宗旨都是把机械压力机和液压机的优点综合应用到一台压力机上。不少公司(其中不乏知名的大企业)和科研单位在这方面投入了大量人力、财力,事情本身就足以反映出这项科研开发项目的重要意义。具有实用性的样机已经开发出来,但仍需经过一段时间的各种试验并不断完善。相信在可以预见的将来,这种新型压力机将会有产品供应市场,满足用户需要。五、多工位液压机技术汽车覆盖件和结构件生产过程需要冲压、翻边、整形、冲孔等多个冲压工艺,对于某些高强钢板还需要热成形,以前都是采用单工位压力设备分别逐步完成各个工序,由于设备分散布置,坯料需要中间输送,降低了生产效率,增加了占地面积,对于热成形工件,中间需要二次加热,浪费能源。多工位压力机是先进的压力机设备,是多台压机的集成,一般由线头单元、送料机构、压力机和线尾部分组成。最快节拍可达25次/分以上、可满足高速自动化生产多工位液压机结构,如下图所示,采用整体焊接的框架结构,将多个液压缸有序的排列,配合自动。上下料技术可以快速的完成零件从坯料到产品的的冲压制造。多工位液压机具有如下优势:a 多道工序在一台液压机中不同工位完成,减少液压机的数量,进而减少设备占地面积;b 减少设备中间的送料程序和操作人员;c 提高生产效率;d 减少投资成本。六、其他辅助技术1、自动送料技术自动送料技术主要服务于多工位液压机,采用多轴关节型机器人快速吸取工件,完成工件的翻转并准确将工件放置在下一个工序。自动送料是自动生产线的基本条件之一,由于产品的尺寸、形状、结构、材料物理性能的不同,自动送料机构的种类很多。按照送料机构的的控制方式的不同,一般可分为:机械式、电气式、液压与气压式和组合式。一般的送料机构都是根据某一工况进行单独设计,通用性较差,设计和维护都需要专业技术人员,随着机器人技术的发展,基于人体关节学而研制的多自由度机械手得到的迅速发展,其通用性强,控制精度高,配合图像处理技术可以达到非常高的自动化程度,基本上实现无人操作。图示为爱普生公司研究的6自由度组装机器人它可以实现不同工序之间坯料的快速转移,配合图像处理技术可以实现智能化制造,如检测零件质量和缺陷。机械手 图像检测技术2、智能拉深垫技术拉深垫是液压机的辅助部件,它板材在板材拉深过程提供合适的压边力。传统的拉深过程,拉深垫一般采用液压式或气压式,整个拉深过程压边力恒定,对于一些结构简单和浅拉深工件,基本能满足要求,但是对于具有复杂内部结构、非对称式零件,恒定压边力已经不能满足拉深要求,智能拉深垫技术因此应运而生。分区域变压边力装置压边缸施力点数控技术的不断发展,催生了数控液压垫的出现,它可以根据板料成形工艺要求实时控制压边力,即各点的压边力可以设置不同值并可对压边力进行分段控制。上图(左)为舒乐公司研制的分区域变压边力拉深垫装置,可以满足复杂零件的拉深成形。上图(右)为一种液压驱动的多点变压拉深垫,可以根据工件的拉深特性编排压边力工艺,该种拉深垫能较好的控制拉深行程的压边力大小,保证工件加工质量。1螺母2丝杠3顶出杆4伺服电机5制动器图/电动伺服式拉深垫随着交流伺服电机的发展,以伺服电机驱动的电动拉深垫具有高效率、高精度、智能化和绿色环保等特点,上图为一种电动伺服式拉深垫,伺服电机4通过同步带带动丝杠2转动,螺母1将丝杠的旋转运动转化为项冠的上下运动。由于取消了中间传动环节,其控制精度和传动效率大大提高,与液压和气压垫相比,电动伺服式拉深垫具有更高的可控性和更小的空间以及绿色环保节能优点。结论从前面的分析中可以看出,智能化与绿色节能化是未来液压机的两大发展主题,伺服驱动技术的与液压泵、液压阀以及拉深垫等部件的结合,提高了液压机的控制精度和响应速度,降低了成本和能耗,新型液压器件、水压技术、节能型液压系统、集成化技术以及机械液压复合驱动技术的应用都将使传统的液压技术摆脱高能耗缺点,朝着绿色节能化方向发展。现代液压技术的发展已不单单依赖于液压行业自身的发展,它包含多个学科的协同发展,未来液压机的发展要更多的依赖于材料学、电机学、控制学等多个学科的技术融合,这个给传统的液压技术注入了新的血液。
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