[发明专利]液压成形液体泄漏智能判断与精确补偿的方法与系统

说明书

本发明涉及液压成形液体泄漏智能判断与精确补偿的方法及系统，包括：实时测量增压器的高压腔出口管路内液体的第一液体压力；所述增压器的高压腔出口通过高压管路与第一冲头的一端连接，所述第一冲头的另一端与管材的一端连接，所述管材的另一端与第二冲头连接；实时测量所述第一冲头通道内第二液体压力；实时测量所述第二冲头通道内第三液体压力；根据第一液体压力、第二液体压力和第三液体压力的下降时间和变化速度判断液体泄漏位置。根据实时测量增压器高压腔出口以及管材两端的液体压力，并根据测量的液体压力的变化判断液体泄漏位置，从而实现内高压成形液体泄漏位置的判断。

技术领域

本发明涉及管材塑性成形技术领域，特别是涉及液压成形液体泄漏智能判断与精确补偿的方法与系统。

背景技术

内高压成形技术是一种先进的管材成形工艺，其原理是对管材施加液体压力与轴向力，按照预设位移-液体压力加载曲线，使管材发生塑性变形贴靠模具型腔，成形为所需形状的管件。成形时，模具放置在合模压力机台面上，由合模压力机开闭模具，并施加合模力，通过水平油缸提供轴向力，实现管端密封以及管端轴向进给。轴向冲头密封段直径尺寸大于管材内径尺寸，存在一定过盈量，通过轴向冲头挤压管材内壁金属，使管材内壁产生塑性变形实现管端密封，增大轴向进给有利于建立管端密封，但轴向进给量大易使管材产生轴向失稳。

内高压成形时最高液体压力达到300MPa-400MPa，必须由增压器来提供，一般采用比例伺服阀来控制增压器低压端活塞，进行压力闭环伺服控制。液体泄漏是内高压成形过程主要的失效形式之一，可能原因包括：管端与轴向冲头密封失效；成形过程中管材发生破裂；增压器高压管路或接头泄漏。这些原因均会造成液体泄漏，导致成形失败。

发生严重液体泄漏时，管件液体压力会大幅下降，可以通过液体压力突降来判断发生液体泄漏。但是，当泄漏量较小时，例如管端或高压管路接头发生微泄漏、或者管件产生微裂纹，由于增压器仍在快速向管件内部填充高压液体，此时管件液体压力降低很小，甚至仍能缓慢上升，难以通过压力变化来判断。由于存在液体泄漏，增压器完成全部行程仍无法加载到设定压力，造成管件成形失败，降低产品合格率。

现有的内高压成形液体泄漏判断方法(中国专利:自动补偿内高压成形中管端液体泄漏的控制方法及系统，专利号：201710292294.3)公开了一种自动补偿内高压成形中管端液体泄漏的控制系统，能够精确检测内高压成形中出现的、无法从压力数值上判断的轻微管端泄漏并控制内高压成形机进行自动补偿。其原理是监控内高压成形过程中管材内部液体体积变化，当增压器高压腔排出的液体体积大于最终成形管件与原始管材容积的差值时，即可判断出发生液体泄漏。

但是，该方法存在以下缺点：

1)仅当增压器高压腔排出液体体积大于最终成形管件与原始管材容积的差值时，才能判断出发生泄漏，当泄漏量较小未超过该差值时，控制系统无法分辨出是否发生泄漏。

2)内高压成形中的高压液体泄漏存在着以下几种可能：(1)左侧管端泄漏；(2)右侧管端泄漏；(3)管件中产生微裂纹；(4)增压器高压管路或接头存在泄漏，但现有专利方法仅能判断出成形过程中发生了液体泄漏，但是无法判断出泄漏的具体位置。

3)现有方法判断发生液体泄漏后，采取的补偿密封方案是管材两端冲头同时轴向进给，对于高压管路接头泄漏与管材微裂纹两种情况，轴向进给补偿无法解决液体泄漏问题；对于未发生泄漏的管件端部，由于轴向进给量过大，易造成该端管材压缩失稳。

4)当管材两端同时进行轴向进给补偿密封后，由于无法获得液体泄漏量的具体数值，无法再次通过液体体积变化判断已解决液体泄漏问题，控制系统也无法根据液体体积判断此时是否仍存在微泄漏。