水壓機

水壓機是一種利用油水平衡控制對鋼管進行靜水壓試驗的機器。它主要有以下幾部分組成：鋼管傳送裝置、水路系統、油路系統和控制系統。

基本介紹

• 中文名：水壓機
• 含義：對鋼管進行靜水壓試驗的機器
• 組成：鋼管傳送裝置、水路系統等
• 特點：勞動條件較好，環境污染較小等

概述

鋼管傳送裝置負責鋼管的進出傳送，水路系統負責鋼管進行靜水壓試驗時向鋼管里充水打壓，油路系統負責鋼管靜水壓試驗時控制封頭實現管端油水壓力平衡，控制系統負責整個設備的自動運行控制和試驗數據的自動保存和歷史數據的管理。下面對控制系統進行簡要介紹。

特點

工作行程大，在全行程中都能對工件施加最大工作力，能更有效地鍛透大斷面鍛件，沒有巨大的衝擊和噪聲，勞動條件較好，環境污染較小。

組成

水壓機的控制系統是一套簡單的DCS控制系統，它由硬體系統、軟體系統和人三部分組成。

硬體系統

硬體系統主要由上位機、下位機、人機接口、現場感測器和可執行元件組成。

上位機包括工程師站和操作員站，他們共用一台電腦，上位機還作為數據伺服器使用，存儲試驗數據。

下位機由一台西門子S7-200PLC擔任，它負責對現場感測器檢測到的信號傳送給上位機進行信號處理，同時它又把上位機的控制指令翻譯成執行指令控制現場可執行元件的動作，從而實現系統整體自動協調動作，完成鋼管的靜水壓試驗。

人機接口包括鍵盤、滑鼠和操作台。利用鍵盤、滑鼠，通過電腦操作畫面完成參數傳遞和實時監控顯示以及數據報表的列印等操作。操作台完成外圍輔助設備的動作，包括鋼管傳送、油泵和水泵的起停、管端封頭的移動等。

現場感測器有水壓感測器和油壓感測器，它們負責實時檢測水路系統和油路系統的壓力，將它們轉換為電信號傳送到PLC，等待進一步處理。

可執行元件包括電液比例閥、電磁換向閥、電機和信號指示燈，它們負責實現機械的各個具體動作和相關信號指示。

軟體系統

軟體系統包括：監控組態軟體、歷史數據管理軟體、PLC運行開發軟體（Step 7 Micro Win 3.2）。

監控組態軟體包括開發環境系統和運行環境系統。它們安裝在工程師站和操作員站上，工程師有許可權運行開發環境系統和運行環境系統，操作員只能運行運行環境系統。在運行環境系統里，實行分級密碼保護，不同許可權的操作員只能運行對應許可權的操作，工程師具有最高許可權，他可以進行所有操作。工程師利用開發環境系統開發出監控程式，運行環境系統負責現場實時數據的採集和保存。

歷史數據管理軟體包括資料庫系統（Access資料庫）、數據報表查詢軟體（利用VB開發的執行檔）、VB開發系統，它們負責歷史數據的報表查詢。

工程師利用PLC開發軟體開發出控制軟體，通過PLC系統完成所需的動作。PLC運行軟體下載到PLC存儲器，通過自動運行控制現場可執行元件的動作。

人員組成

人員組成有工程師和操作員。工程師負責控制系統的軟體維護和硬體技術支持。

操作員負責具體操作，完成水壓機的所有功能。

工作原理

水壓機的基本工作原理是帕斯卡定律，利用水為工作介質，以靜壓力傳遞進行工作。

水壓機外形

控制系統的工作原理主要分為以下幾部分：

1． 工程師設定好控制參數；

2． 根據工藝要求，操作員修改傳送工藝參數；

3． 操作員利用操作台通過PLC控制鋼管傳送裝置完成鋼管的傳送；

4． 當鋼管到達試驗位置後，操作員通過人機接口完成管端密封和管內預充水，開始鋼管靜水壓試驗；

5． 水壓感測器實時檢測鋼管里的水壓值，傳送到PLC進行信號分析處理，根據油水平衡原理，計算出油壓控制信號，輸出到電液比例閥的功率驅動單元，控制電液比例閥的動作，進而控制管端封頭的油壓值，實現油水平衡，完成鋼管的靜水壓試驗。油壓感測器和水壓感測器檢測到的信號同時被實時送到工控機里，操作員通過監控畫面實時監控試驗過程。

小水壓機

一、套用範圍：

0-300Mpa 液壓試驗， 能夠滿足管件，閥門，氣瓶等產品的耐壓、靜壓、爆破性試驗。

二、設備特點

1．增壓泵，可輕鬆實現輸出壓力任意可調、可控，具有可記憶性儀表，記錄瞬間爆破壓力。

2．技術先進，結構設計合理。具有體積小、重量輕、外型美觀大方的特點。

3．所有承壓零件都採用國際知名品牌的標準零件，無任何焊接連線，方便拆卸，安全係數高，壽命長、便於維護。

4．可以選用手動控制，數顯壓力表顯示，電腦控制等操作方式。

三、技術參數

1．驅動氣壓範圍：0.1-0.8 Mpa；且輸出壓力和驅動氣壓成正比。

2．最大耗氣量：0.6Nm3/min

3．壓力測試範圍：0—300Mpa，根據客戶實際需求，選擇相對應的壓力。

4．工作介質：水、液壓油、乳化液等。

5．可根據客戶需求選擇配置攜帶型自動記錄儀。

總結

從以上的介紹可以看出：該水壓機的控制系統是一套典型的DCS控制系統，它具備了DCS的基本組成要素：上位機、下位機、人機接口、人和現場執行元件等，通過該系統，我們可以對DCS系統有一個大概的了解，便於以後更好地學習、使用和維護DCS系統，逐步改進提高現有設備的控制系統，提高設備的自動化水平，進而提高生產力水平，創造更多的經濟效益。

操作規程

(1)當壓力計發生故障時，嚴禁使用水壓機。

(2)工作前必須將砧面上的油污、水漬擦乾，以免工作時飛濺傷人。

(3)開車前對水壓機各部位進行認真檢查；如各緊固螺栓、螺母的連線是否牢靠；立柱、工作缸柱塞和回程缸柱塞是否有研傷、積瘤存在；安裝在立柱上的活動橫樑下行限位器位置是否正確，限位面是否在同一水平高度上；上、下砧的固定楔是否緊固；各操縱手柄是否輕便、靈活，定位是否正確等。發現問題，應即時修理或更換。

(4)油箱中的油量應達到油標線以上；凡人工加注潤滑油的部位，如立柱、柱塞等處，工作前應均勻噴塗潤滑油；對操縱機構中各絞鏈、軸套、搖桿等也要注意添加潤滑油。

(5)嚴禁超出設備允許範圍的偏心鍛造；切肩、剁料時，禁止在鐵砧邊上進行，剁刀應垂直放在坯料上，如在剁刀上加方墊時，方墊必須與剁刀背全面接觸；禁止使用楔形墊，以免鍛壓時飛出傷人；沖孔時，開始施壓和衝去芯料都要特別小心，禁止用上、下砧壓住鍛件後使用吊車拔出沖頭。

(6)利用吊車配合鍛造工作時，坯料在砧面上應保持水平；上砧落到鍛坯上時不得有衝擊。

(7)所有閥的研配不得泄漏，安全閥在調整好以後，最好打上鉛封。

(8)充水罐內的低壓水每半年左右應更換一次。

(9)水壓機長時間停止工作時，應將水缸和所有管路系統的水放出。

(10)車間內的溫度不應低於5℃。

(11)工作結束後應把分配器的操縱手柄搬到停止位置，清理場地，做好交接班工作。

晃動後果

(1)當立柱受到梁作用的附加彎矩時，立柱導套和立柱，柱塞和工作缸導套相接觸並磨損，加劇了導向套的磨損，並使工作缸、柱塞和立柱的受力條件惡化，同時，使工作缸的密封函的損壞加劇。

(2)壓力與管路系統對接處的密封墊局部反覆受擠壓，使對接處產生裂縫，易出現液壓水泄露。

(3)在振動、晃動和下樑彎矩的頻繁作用下，基礎的二次灌漿被損壞，加劇設備晃動。同時地角螺栓受剪、拉和擠壓彎矩作用而損壞。

(4)回程缸柱塞的台肩處是應力集中區，水壓機立柱晃動，使回程小橫樑在柱塞的台階處作用，使柱塞在應力區易產生裂紋。