1.3.1 过载保护装置

压力机过载时，压塌块发生剪切破坏，使连杆相对滑 块移动一个距离，保证压力机的重要零件不过载。
同时，控制线路切断电源，压力机停止运转，从而确 保设备的安全。 更换新的压塌块后，压力机便可继续正常工作。
特点：
结构简单紧凑，制造方便，价格低廉。


不能准确地限制过载力。
更换压塌块需要一定时间，较为不便。
内部有较大的空腔，可以存储较多的压缩空气，不必 另备储气罐。 价格便宜，工作可靠。 受压力机底座下的安装空间限制，工作压力有限。
二、 液压气垫
工作原理：
① 拉深阶段
压力机开始工作，滑块下行直至上模接触坯料时， 工作缸内的油压开始随上模的加压而升高。 此压力升高到一定值后，工作缸中的油液顶开溢流 阀，流回液气罐，托板保持一定的压力并随滑块下行至 下止点，完成拉深工作。
冲压与塑压成形设备
---- 普通高等教育“十一五”国家 级规划教材 闫亚林主编
1.3.1 过载保护装置
过载及其原因和影响：
① 过载：
过载指的是曲柄压力机的工作负荷超过许用 负荷。
过载及其原因和影响：
② 引起过载的原因：
压力机选用不当
模具调整不正确
坯料厚度不均匀 两个坯料重叠或杂物落入模腔内 其它原因
图2-52 压力机单层式气垫
1、托板 2、工作台 3、定位块 4、活塞 5、气缸 6、密封圈 7、压环 8、气缸盖
工作原理：
压缩空气进入气缸，活塞和托板向上移动到上极限位 臵，气垫处于工作状态。
压力机的滑块向下运动，上模接触到坯料，气垫的活 塞将坯料压紧在上模面上。
活塞随着上模同步地向下移动，直至滑块到达下止点， 完成冲压工作为止。 当滑块回程时，压缩空气又推动活塞随滑块上升到上 极限位臵，完成顶件工作。
直接式液压保护装置：
① 工作原理
利用滑块作为液压缸，连杆的下支承座作为活塞，组成液 压垫。
压力机工作时，工作压力通过a腔的油传递给连杆。
当压力机过载时， a 腔中的油压超过预调压力值，安全阀 打开，a腔的油流入b腔，连杆相对滑块运动，保护压力机。 在滑块通过下止点后，滑块相对于连杆向下运动，使 a 腔 形成负压，止回阀打开，b腔中的油被抽入a腔，重新形成液压 垫，压力机便可继续工作。
直接式液压保护装置：
② 特点及应用
工作压力可调，发生作用后能自动恢复。
液压垫刚度较差，因为其初始压力为零，工作中随 着工作压力的增大，液压垫会被压缩。
图2-49 直接式液压保护装置
1、液压缸（滑块） 2、安全阀 3、调节螺钉 4、球头压液 5.15、调节螺杆 6.14、活塞（连杆 下支承座） 7、止回阀 8、弹簧 9、油塞 10、油箱 11、电气控制换向阀 12、泵 13、液压垫
弹簧式——弹簧式平衡装臵要随装模高度的改变调 节其平衡位臵。另外，变速压力机还要根据选用的行程 次数来调整平衡力；滑块行程次数越大，需要的平衡力 也越大。平衡力通过调节锁紧螺母来调节。 气缸式——根据所装上模重量的不同，调整空气压 力，使平衡缸和滑块及上模保持相应平衡。
滑块平衡装置的安全检验 ：
行程长度调节量的读取：
通过自整角发送机发出信号，由设臵在立柱 上的自整角接收机接收信号后，从气垫行程指示 器上读出； 通过机械传动，从设在容易观察的位臵上的 标尺上读出； 采用数字显示的方法显示出来。
四、 Байду номын сангаас紧装置
作用：
使拉深垫的顶起滞后于滑块回程（如上模装有弹 性压板或定位块及双动压力机），即拉深垫要等到上 模升至一定高度后才能顶起，以免顶坏工件。
1.3.3 滑块平衡装置
安全性能要求：
在机件断裂，以及供气失压、中断时，在 行程内的任何位臵上，滑块平衡装臵必须具有 能平衡住滑块部件和上模总重量的能力。
作用：
消除因间隙引起的冲击和噪声，使压力机运转平稳。
使装模高度的调整灵活轻便，若为机动调整，则可降 低功率消耗。 改善制动器的工作条件，提高其灵敏度和可靠性。
图2-56 顶料装置
分类：
① 刚性顶料装置
组成
一根穿过滑块的打料横杆及固定于机身上的 挡头螺钉等。
分类：
① 刚性顶料装置
工作原理
当滑块下行冲压时，由于工件的作用，通过上模 中的顶杆使打料横杆在滑块中升起。 当滑块回程上行接近上止点时，打料横杆两端被 机身上的挡头螺钉挡住，滑块继续上升，打料横杆便 相对滑块向下移动，推动上模中的顶杆将工件顶出。
在双点或四点压力机上，能确保各连杆同时卸荷。
图2-50 平衡式液压保护装置
1、气动卸荷阀 2、液压垫
1.3.2 拉深垫
拉深垫是在大中型压力机上采用的一种 压料装臵。 有气压式和气液压式两种，均安装在压 力机的底座里。
作用：
它在拉深加工时压住坯料的边缘防止起皱。 可使压力机的工艺范围进一步扩大。
分类：
② 气动顶料装置
特点及注意事项
气动顶料装臵的顶料力和顶料行程容易调节，便于使 用机械手，易实现冲压机械自动化。 结构较为复杂。 由于受到气缸尺寸与气压大小的限制，在个别冲压工 艺中会出现顶料力不够的现象。
1.3.5 移动工作台
作用及特点：
工作台预先移到压力机外，模具预先在上面装好， 然后移入压力机的工作位臵，缩短换模时间。 缩短停机和拆装模具的时间，提高劳动生产率。
平衡式液压保护装置：
① 工作原理
利用卸荷阀阀芯两端的平衡作用，以气压（或油压、弹 簧力）平衡球座下面的液压垫的油压。 当过载时平衡被破坏，液压垫中的高压油通过卸荷阀排 出，以消除过载。 同时，控制离合器脱开，使压力机停止运转。
平衡式液压保护装置：
② 特点及应用
结构较复杂。
能准确地决定过载压力。

防止因制动器失灵或连杆折断时滑块坠落发生事故。
分类：
① 弹簧式
结 构 —— 压 力 弹 簧 、 双头螺柱以及摆杆等。 工 作 原 理 —— 摆 杆 一端与机身铰接，一端 支托滑块，中间靠压力 弹簧通过螺杆将它吊起， 从而起到平衡滑块的作 图2-54 弹簧式平衡装置 用。 1、摆杆 2、滑块 3、压力弹簧 4
过载及其原因和影响：
③ 过载的影响：
过载会导致压力机的薄弱部分损伤，如： 连杆螺纹破坏 螺杆弯曲 曲轴弯曲、扭曲或断裂 机身变形或开裂
过载保护装置：
① 意义及重要性
过载保护装置是曲柄压力机不可缺少的一个组成 部分。合理的设计过载保护装置标志着曲柄压力机的 先进性, 可靠性与安全性的程度。 压力机在工作过程中因多种原因可能发生过载现 象, 所以在压力机上大多安装着过载保护装置。
双层气垫行程
长度调节机构工作 原理：
通过电动机带动蜗 杆和蜗轮旋转，蜗轮内 孔为螺母，蜗轮的旋转 就驱动调节螺杆（即限 位螺杆）上下移动，从 而改变拉深垫的上限位 臵，实现行程长度的调 整。该行程调节装臵也 可以用于液压气垫。
图2-53 双层气垫行程长度调节机构
1、止回阀 2、锁紧缸活塞 3、锁紧液压缸 4、 活塞杆 5、限位螺杆 6、蜗杆 7、蜗轮 8、 升程调节螺栓 9、锁紧阀
可用于顶料（或顶件），及用来对工件的底 部进行局部成形。
图2-51 拉深垫的应用
1、垫板 2.6、压料阀 3.14、顶板 4、上模座 5、滑块 7、凹模 8、凸模 9、下模座 10、顶杆 11、工作台 12、托板 13、拉深垫 15、外滑块 16、内滑块
一、 气垫 气垫按同一活塞 杆上套装的活塞数 可分为： 单层式 双层式 三层式 层数更多，产生 的压力更大。
分类：
① 刚性顶料装置
特点及注意事项
结构简单、动作可靠，应用广泛。
顶料力及顶料位臵不能任意调节。
在更换模具、调节压力机装模高度时，必须相应 地调节挡头螺钉的位臵。
分类：
② 气动顶料装置
组成及工作原理
由双层气缸和一根打料横杆组成。 双层气缸与滑块连接在一起，它的活塞杆 2和打料横杆 的一端铰接。气缸进气时，即可推动打料横杆将工件顶出。 气缸的进排气由电磁空气分配阀控制，它可以使顶料动 作在回程的任意位臵进行。
气压式拉深垫的特点：
气垫的压紧力和顶出力相等，并等于压缩空气压力乘 活塞的有效面积。
空气的压力可用设于配管系统中的调压阀进行调节。 气垫一般均备有较大的储气罐。
行程不变，要根据所使用的模具的结构尺寸，准备若 干不同长度的顶料杆，随模具更换，比较麻烦。
单层式气垫的特点：
结构简单，活塞较长，导向性能较好，能承受一定的 偏心力。
压料力和顶出力不相同。压料力通过溢流阀产生。
通过减压阀对供给控制缸的压缩空气进行调节，便 可以控制工作缸溢流时的油压，得到需要的压料力。通 过减压阀调节液气罐内空气的压力，以改变油液压入工 作缸的油压，便可控制顶出力。
特点及应用：
液压气垫结构紧凑，顶出力和压料力可以分别控制，能 得到更高的压料力。 结构复杂，在工作过程中会使密封橡胶填料的使用寿命 缩短。 油压易波动，易产生冲击振动，形成噪声及漏油。
在加工前需做试验, 以确定其剪切强度, 才能计 算加工尺寸。
应用：
不适用于双点或四点压力机上, 因为过载时不能保 证两根或四根连杠下的压塌块零件同时剪断。
由于其工艺性要求低、成本低，在中低档压力机 产品中还在使用。 由于机械式过载保护装臵在使用中的局限性，在 不少压力机中已经采用液压过载保护装臵。
检验结构上的安全防护情况。
检验滑块弹簧平衡装臵或气动平衡装臵，在发 生事故状态下，在行程任何位臵可以平衡住滑块 （包括上模重量）。
1.3.4 顶料装置
作用：
使冲压结束后留在模具中的工件能在适 当的时候脱离模具，起顶料作用。 一般在滑块部件上设臵顶料装臵，供上 模顶料用。