CN101429953A - 液压机组及其压力流量供给方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液压机组及其压力流量供给方法，机组包括供油装置、多台液压机，供油装置同时为二台或二台以上液压机供油，各台液压机错开动作进程，即可实现对多台液压机提供流量压力；较之现有技术的每一液压机需配备一供油装置，本发明方案使硬件成本投入大大降低；在运作过程中，供油装置的电动机额定功率得到充分的利用，提高了电动机功率因数，减少了功率损耗，效率得到显著的提高。

Description

液压机组及其压力流量供给方法
【技术领域】
本发明涉及一种液压机组。
【背景技术】
带液压驱动的液压机组，比如市场上的立式或卧式塑胶射出注塑机组、液压机组、压铸机(油压)组液压机床组、橡胶机(油压)组、油压机组、锻压机(液压)组、硫化机组、冲压机组等，采用液压驱动的压力流量供给中，有部分厂家大力推荐在普通定量泵上加装变频器，实现一定的节能控制目标。根据注塑机所发送的流量，压力信号的强弱而对油泵电机转速进行自动调整，当工况需要大流量、大压力量时，电机就全速运转；当工况需在小流量、小压力时，电机就减速运转；不需要流量压力时，电机就停止运转或低速运转。但在实际应用存在一些瓶颈，如：1、机械加减速较慢影响流量速度变化灵敏度，降低生产效率影响成型精度；2、急剧的电机电流变化和温升影响电机寿命和降低机器稳定性，局限了变频的调速范围，极大影响了使用效果；3、应用中对变频器的性能要求较高，以便能适应恶劣的工作环境，变频器的维护成本较高。
为达到节能效果，现有技术中的注塑机组还采用了变量机，其原理是利用变量泵随机台动作需求改变流量大小，以达到节省源的功效。然而，此一节能的效果在注塑一般产品以及薄壁产品时却是不明显的，只有需要长时间高保压的产品，此一节能效果才会明显，这是一般注塑机厂众所皆知的结论，然而许多注塑厂家由于认识不清，很容易误解为所有产品使用变量机一定可大幅节能。因此，在考虑是否采用变量节能时，必须先确认产品种类是否为高保压需求的产品，如果只是一般产品或薄壁产品却使用变量机来生产，其节能效果就显得微不足道。
一般而言，变量泵对于液压油路系统的清洁度高求比一般机高，变量机的油路系统的抗污性较差，相对于一般机种而言，其油路维护成本较高，这对于注塑机使用及保养习惯尚未普通正确建立的大陆厂家而言无疑是重大考验。如果维护不当，很容易造成变量泵的故障及损坏，加上变量泵经常变换流量，导致其运转寿命比一般定量泵来的短，这些都无形中增加了维修成本。
注塑机工件一次注塑成型的过程一般分为锁模，射胶、熔胶、冷却、开模、顶针等几个工序。其各个工序阶段需要不同的压力和流量，而且变化很大，也就是说被加工的工件不都是在最大压力或流量下工作的，其实际所需油泵输出功率是变化的，有相当部分时间处于待机状态，油泵电机空转，而在注塑机传统设计上是必须以最大容量为基础的，故油泵电机常常是处于大马拉小车状态。
常规注塑机在实际工作中，各工序压力和流量是靠压力比例阀和流量比例阀来调节，通过调整压力或流量比例阀的开启度来控制压力和流量大小，这样造成大量的能源消耗在档板、阀门上，同时油泵一直在恒流量(或变流量)中输出，各工序中油泵的输出功率并没有随机器动作的快慢而有多大变化，所以在注塑机运行过程中电能浪费相当严重，损失可高达20％～50％。
卧式塑胶射出注塑机在工作时，需要供油装置提供驱动油压。传统的卧式塑胶射出注塑机供油部分的结构，如图1所示，由电动机23驱动连轴器33，带动变量泵浦22输出压力流量到卧式塑胶射出注塑机主油路板20。此种注塑机存在的问题是，一个额定工作值较小的定量泵浦或变量泵浦只能向一台卧式塑胶射出注塑机提供压力流量，由于卧式塑胶射出注塑机不同时期动作所需要的压力流量不同，泵浦所输出的压力流量将大部分浪费掉。通过单台卧式塑料射出注塑机动作时间表，即表1可知，在注塑机工作过程中所需最大压力为90kg/cm2，这就意味着一个额定工作压力为100+/cm2的定量泵浦或变量泵浦所提供的压力，大部分时间在做无用功，大部分压力都浪费了。
卧式塑胶射出注塑机动作时间表1
 
手动、自动动作之程序 动作时间(s) 压力(kg/cm2)
半成品装入模具 6 0
手动关门 2 0
关快关慢 4 85
高压锁模计时 1.5 90
射出一次压 6 40
射出二次压 2 10
熔胶〔螺旋加料〕 4 90
松退计时 1 10
 
冷却计时 8 0
开模至开模停止 2 90
顶出、顶退计时 1.5 10
手动开门.停止(取出成品) 8 0
合计：46秒
【发明内容】
本发明的目的就是为了克服以上现有技术的不足之处，提供一种高效、节能、成本低的液压机组及其压力流量供给方法。
为实现上述目的，本发明提出一种液压机组，包括第一液压机、第二液压机和供油装置；该供油装置包括至少二个输出端，分别连接所述第一液压机、第二液压机的油路输入端，同时为所述第一液压机、第二液压机提供压力流量。
上述的液压机组，所述供油装置的输出油压大于或等于第一液压机、第二液压机单机所需的最高驱动油压，小于第一液压机、第二液压机单机所需的最高驱动油压之和。
上述的液压机组，所述供油装置包括电动机和双连变量泵浦，二者传动连接；所述双连变量泵浦的二路输出分别与所述第一液压机、第二液压机油路连接。或所述供油装置包括电动机、变量泵浦和分流块，所述电动机与变量泵浦传动连接，所述分流块输入端与所述变量泵浦油路连接；所述分流块输出端与所述第一液压机、第二液压机油路连接。或所述供油装置包括电动机、双连泵浦和分流块，所述电动机与双连泵浦传动连接，所述分流块输入端与所述双连泵浦油路连接；所述分流块输出端与所述第一液压机、第二液压机油路连接。
同时，本发明提出了一种液压机压力流量供给方法，同一供油装置同时为二台或二台以上液压机提供压力流量，各台液压机错开动作进程，且该供油装置的输出油压大于或等于各台液压机单机所需的最高驱动油压，小于各台液压机单机所需的最高驱动油压之和。
上述的液压机压力流量供给方法，各台液压机依次动作，相邻液压机之间相差一个动作进程。
上述的液压机压力流量供给方法，所述供油装置供油的具体步骤包括：电机驱动定量泵浦或变量泵浦，定量泵浦或变量泵浦向分流块输出定量油压，分流块将所述油压分流输出，分流油压输出至各液压机，为其提供压力流量。
或所述供油装置供油的具体步骤包括：电机驱动双连定量泵浦或双连变量泵浦，双连定量泵浦或双连变量泵浦向分流块输出定量油压，分流块将所述油压分流输出，分流油压输出至各液压机，为其提供压力流量。
或所述供油装置供油的具体步骤包括：电机驱动双连定量泵浦或双连变量泵浦，双连定量泵浦或变量泵浦将所述油压分流输出，分流油压输出至各液压机，为其提供压力流量。
由于采用了以上的方案，采用一套供油装置，即可实现对多台液压机械提供流量压力，较之现有技术的每一液压机械需配备一供油装置，本发明方案使硬件成本投入大大降低；在运作过程中，供油装置的电动机额定功率得到充分的利用，提高了电动机功率因数，减少了功率损耗，效率得到显著的提高。
本发明中采用分流块的方案，可以根据各台液压机械动作所需的压力流量需求，对定量泵浦或变量泵输出的流量进行调节、分配，既能保证各台液压机械各自的压力流量要求，又无需为每台液压机械配备独立供油装置，还能发挥供油装置的额定功率，节省能源，提高效率。例如，注塑加工中，注塑件的加工成本中大部分(80％)部分是电费，对于本发明在注塑机上的应用，能使注塑加工的(电动机)电费节约50％～75％，极大提高利润或相当于消化部分来自成本压力；提高注塑加工企业的市场生存能力。
例如对于二台单机组成的机组，较之现有技术，其节省了一供油装置的硬件成本，损耗降低了50％，效率提高了一倍；对于四台单机组成的机组，较之现有技术，其节省了三套供油装置的硬件成本，损耗降低了75％，效率提高了三倍。
本发明的液压机组及其压力流量供给方法，适用于卧式塑胶射出注塑机组、压铸机(油压)组、液压机床组、橡胶机(油压)组、油压机组、锻压机(液压)组、硫化机组、冲压机组、液压冲床组、吹瓶机组、锻压机组等液压机组。
【附图说明】
图1是现有技术的卧式塑胶射出注塑机的油路连接示意图。
图2是本发明实施例一的油路连接示意图。
图3是本发明实施例二的油路连接示意图。
图4是本发明实施例三的油路连接示意图。
图5是本发明实施例四的油路连接示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例一：
本例的卧式塑胶射出注塑机组由二台卧式塑胶射出注塑机组成，二者共用一个供油装置为其提供压力流量，该供油装置包括电动机23、连轴器33、泵浦22、一转二分流块36等。其油路连接结构如图3所示，通过连轴器33，将电动机23与泵浦22相连；高压油管37，连通泵浦22与分流块36；高压油管28，连通分流块36与第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25；高压油管27，连通冷却器30的进油口与第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25；高压油管32，连通分流块36与第一卧式塑胶射出注塑机主油路板20；高压油管31，连通冷却器30的进油口与第一卧式塑胶射出注塑机主油路板20；高压油管27与31一端并联后接入冷却器25的进油口；高压油管21连通冷却器30出油口与油箱24的上盖出油口；过滤网29与泵浦22相连。
其工作过程为：
当注塑机开始工作时，由泵浦22输出压力流量，只通过高压油管37进入分流块36内，然后再由分流块36分别输出到两台卧式塑胶射出注塑机：第一卧式塑胶射出注塑机主油路板20和第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25内，分别向两台机供给能力。
现假设此泵浦22的额定工作值为150kg/cm2，分流块36将该泵浦输出的压力流量根据各台注塑机的需要进行均衡调节、分配，配合对注塑机各动作进程开始时间的调节，使第一卧式塑胶射出注塑机与第二立式塑胶射出注塑机的动作程序错开一个动作进程，如下表2。即第一卧式塑胶射出注塑机先于第二卧式塑胶射出注塑机启动，第一卧式塑胶射出注塑机的第一个动作为半成品模具，其单机动作时间所需压力请参考表2，本动作状态持续6秒，所需压力为0；经过这6秒之后，第二卧式塑胶射出注塑机启动，进入第一个动作：半成品模具，此动作状态持续也是6秒，在这段时间内第一卧式塑胶射出注塑机已经开始了，第二、三、四、五个动作状态，依次为快速关模(持续2秒，压力90kg/cm2)，慢速关模(持续1秒，压力5kg/cm2)，高压锁模计时(持续1.5秒，压力90kg/cm2)，射出一次压(持续6秒，压力40kg/cm2)。当第一卧式塑胶射出注塑机进入第五个动作状态：射出一次压(持续6秒，压力40kg/cm2)状态时，第二卧式塑胶射出注塑机正进入第二个动作：快速关模(持续2秒，压力90kg/cm2)状态，此时两台机工作所需最大压力为130kg/cm2。如果两台机的工作时间没有错开，则两台机在第一动作完成进入第二动作时，就需要共180kg/cm2的压力。这就需要采用额定工作值最少为180kg/cm2的泵浦。如果采用将两台机工作时间错开的方案则可有效的将两台机所需压力的峰值错开，即便是使用额定工作值为150kg/cm2的泵浦也可以同时为两台注塑机供给压力，大大节省了能源，并提高的工作效率。
本例的泵浦为双连定量泵浦或双连变量泵浦。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同之处在于，该供油装置包括电动机23、连轴器33、泵浦22等，各台注塑机根据其所需的工作压力流量与泵浦的相应输出端连接。其油路连接如图2所示，电动机23通过连轴器33，与泵浦22相连；高压油管28，连通泵浦22与第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25；高压油管32连通泵浦22与第一卧式塑胶射出注塑机主油路板20；高压油管27连通第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25和冷却器30进油口；高压油管31连通主油路板20和冷却器30的进油口；高压油管27与31一端并联后接入冷却器30的进油口。高压油管21连通冷却器30的出油口与油箱24的上盖出油口；过滤网29与泵浦22连接。
其工作过程为：
当注塑机开始工作时，由泵浦22输出压力流量，分别通过高压油管28、32进入到两台卧式塑胶射出注塑机：第一卧式塑胶射出注塑机主油路板20和第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25内，分别向两台机供给能量。
本实施例所采用的工作流程与实施例一基本一致。本例的泵浦为双连定量泵浦或双连变量泵浦。
实施例三：
本实施例在实施例二的不同之处在于，定量泵浦22采用泵浦。其油路连接如图4所示，通过连轴器33，电动机23与一套双连定量泵浦22相连；双连泵浦22与分流块36通过高压油管37与38连通，分流块36与第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25通过高压油管28连通；分流块36与第一卧式塑胶射出注塑机机主油路板20通过高压油管32连通；高压油管27，连通第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25和冷却器30的进油口；高压油管31，连通主油路板20和冷却器30的进油口；高压油管27与31一头并联后接入冷却器30的进油口；高压油管21连通冷却器30的出油口与油箱24上盖出油口；过滤网29与变量泵浦22相连。
其工作过程为：
当注塑机开始工作时，由泵浦22输出压力流量，通过高压油管37、38进入分流块36内，然后再由分流块36分别输出到两台卧式塑胶射出注塑机：第一卧式塑胶射出注塑机主油路板20和第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25内，分别向两台机供给能量。
本实施例所采用的工作流程与实施例一一致。本例的泵浦为双连定量泵浦或双连变量泵浦。
实施例四：
本高效节能卧式塑胶射出注塑机组包括四台卧式塑胶射出注塑机、由一供油装置供应压力流量，该供油装置包括电动机23、连轴器33、双连定量泵浦22、一转四分流块36等。其油路连接如图5所示，通过连轴器33将电动机23与泵浦22相连；泵浦22与分流块36通过高压油管37和38连通；高压油管28，连通分流块36与第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25；高压油管32，连通分流块36与第一卧式塑胶射出注塑机主油路板20；高压油管27，连通冷却器30进油口与第二卧式塑胶射出注塑机主油路板25；高压油管31，连通冷却器30的进油口与第一卧式塑胶射出注塑机主油路板20；高压油管27与31一头并联后接入冷却器30的进油口；高压油管21连通冷却器30的出油口与油箱24的上盖出油口；高压油管39，连通分流块36与第三卧式塑胶射出注塑机主油路板43；高压油管45，连通分流块36与第四立卧塑胶射出注塑机主油路板46；高压油管42，连通冷却器40的进油口与第三卧式塑胶射出注塑机主油路板43；高压油管44，连通冷却器40的进油口与第四卧式塑胶射出注塑机主油路板46；高压油管42与44一头并联后接入冷却器40的进油口；高压油管41连通冷却器40的出油口与油箱24的上盖出油口；过滤网29与泵浦22相连。即四台机主油路板均通过高压油管与同一分流块36相连；第一卧式塑胶射出注塑机与第二卧式塑胶射出注塑机共用一个冷却器30，第三卧式塑胶射出注塑机与第四卧式塑胶射出注塑机共用一个冷却器40。
其工作过程为：
当注塑机开始工作时，由泵浦22输出压力流量，分别通过高压油管37、38进入分流块36内，然后再由分流块36分别调节、分配，输出到四台卧式塑胶射出注塑机的主油路板20、25、43、46内。通过对注塑机各动作进程开始时间的调节，使四台机的动作程序相差1项，如表2，即第一卧式塑胶射出注塑机先启动，在第一卧式塑胶射出注塑机结束第一动作状态后，第二卧式塑胶射出注塑机启动，其基本步骤同实施例一相同，并依次类推。其单机动作时间所需压力请参考表1，当机进入螺旋加料(持续4秒，90kg/cm2)这一动作状态时，机则处于射出一次压(持续6秒，40kg/cm2)动作状态，机处于快速关模(持续2秒，90kg/cm2)动作状态，机处于半成品模具(持续6秒，0kg/cm2)动作状态，此时达到四台机工作所需压力峰值状态，共220kg/cm2。如果四台机的工作时间没有错开，则四台机在第一动作状态完成并共同进入第二动作状态时，就需要高达360kg/cm2的压力。
卧式塑胶射出注塑机组表2(2—4)台机动作之程序表
 
1#机自动动作之程序               2#机自动动作之程序               3#机自动动作之程序               4#机自动动作之程序              
半成品装入模具
手动关门 半成品装入模具
关快，关慢 手动关门 半成品装入模具
高压锁模计时 关快，关慢 手动关门 半成品装入模具
射出一次压 高压锁模计时 关快，关慢 手动关门
射出二次压 射出一次压 高压锁模计时 关快，关慢
溶胶〔螺旋加料〕 射出二次压 射出一次压 高压锁模计时
松退计时 溶胶〔螺旋加料〕 射出二次压 射出一次压
冷却计时 松退计时 溶胶〔螺旋加料〕 射出二次压
开模至开模停止 冷却计时 松退计时 溶胶〔螺旋加料〕
顶出、顶退计时 开模至开模停止 冷却计时 松退计时
手动开门.停止(取出成品)          顶出、顶退计时 开模至开模停止 冷却计时
手动开门.停止(取出 顶出、顶退计时 开模至开模停止
 
成品)
手动开门.停止(取出成品)              顶出、顶退计时
手动快门.停止(取出成品)         
如上所述，通过两种不同方案所需提供压力峰值的大小进行比较，本发明确实提供了一种高效率节能的卧式塑胶射出注塑机组工作程序方案。
以上内容是结合具体的卧式塑胶射出注塑机组实施方式对本发明所作的进一步详细说明，由于液压机组的供油系统结构与原理均是基本相同的，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，可以将本发明的上述各实施例同理应用于压铸机(油压)组、液压机床组、橡胶机(油压)组、油压机组、锻压机(液压)组、硫化机组、冲压机组、液压冲床组、吹瓶机组、锻压机组等液压机组；都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种液压机组，其特征是：包括第一液压机、第二液压机和供油装置；该供油装置包括至少二个输出端，分别连接所述第一液压机、第二液压机的油路输入端，同时为所述第一液压机、第二液压机提供压力流量。
2、如权利要求1所述的液压机组，其特征是：所述供油装置的输出油压大于或等于第一液压机、第二液压机单机所需的最高驱动油压，小于第一液压机、第二液压机单机所需的最高驱动油压之和。
3、如权利要求2所述的液压机组，其特征是：所述供油装置包括电动机和双连变量泵浦，二者传动连接；所述双连变量泵浦的二路输出分别与所述第一液压机、第二液压机油路连接。
4、如权利要求2所述的液压机组，其特征是：所述供油装置包括电动机、变量泵浦和分流块，所述电动机与变量泵浦传动连接，所述分流块输入端与所述变量泵浦油路连接；所述分流块输出端与所述第一液压机、第二液压机油路连接。
5、如权利要求2所述的液压机组，其特征是：所述供油装置包括电动机、双连泵浦、分流块，所述电动机与双连泵浦传动连接，所述分流块输入端与所述双连泵浦油路连接；所述分流块输出端与所述第一液压机、第二液压机油路连接。
6、一种液压机压力流量供给方法，其特征是：同一供油装置同时为二台或二台以上液压机提供压力流量，各台液压机错开动作进程，且该供油装置的输出油压大于或等于各台液压机单机所需的最高驱动油压，小于各台液压机单机所需的最高驱动油压之和。
7、如权利要求6所述的液压机压力流量供给方法，其特征是：各台液压机依次动作，相邻液压机之间相差一个动作进程。
8、如权利要求6所述的液压机压力流量供给方法，其特征是：.所述供油装置供油的具体步骤包括：电机驱动定量泵浦或变量泵浦，定量泵浦或变量泵浦向分流块输出定量油压，分流块将所述油压分流输出，分流油压输出至各液压机，为其提供压力流量。
9、如权利要求6所述的液压机压力流量供给方法，其特征是：所述供油装置供油的具体步骤包括：电机驱动双连定量泵浦或双连变量泵浦，双连定量泵浦或双连变量泵浦向分流块输出定量油压，分流块将所述油压分流输出，分流油压输出至各液压机，为其提供压力流量。
10、如权利要求6所述的液压机压力流量供给方法，其特征是：所述供油装置供油的具体步骤包括：电机驱动双连定量泵浦或双连变量泵浦，双连定量泵浦或变量泵浦将所述油压分流输出，分流油压输出至各液压机，为其提供压力流量。
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