CN101704059B - 锻压操作机水平缓冲缸液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻压操作机水平缓冲缸液压系统。它包括供油油口、比例减压阀、比例方向阀、两个溢流阀、两个单向阀、比例溢流阀、电磁方向阀、缓冲缸、回油油口、位移传感器和位移控制器。本发明通过控制电磁方向阀实现缓冲缸的被动缓冲、主动进给功能的切换，通过调节比例溢流阀实现被动缓冲力的控制，通过调节比例减压阀实现主动进给力及缓冲恢复力的控制，通过比例方向阀位移闭环控制实现主动进给位移和速度的精确控制。本发明可完成锻压操作机水平缓冲所需的被动缓冲及主动进给功能，实现力及位移的比例控制，具有结构简单，功能齐全的优点。

Description

锻压操作机水平缓冲缸液压系统

技术领域

本发明涉及缓冲缸液压系统，特别是涉及一种锻压操作机水平缓冲缸液压系统。

背景技术

完善的锻压操作机水平缓冲系统应具有被动缓冲和主动进给的功能，其被动缓冲功能用于减小锻压过程中或操作机加速减速过程中夹钳及所加持工件对操作机的直接冲击，其主动进给功能在操作机的快速锻造过程中精确控制夹钳的前进与后退。目前已有的操作机缓冲系统有以下问题：

(1)不具备主动进给功能或者主动进给功能与被动缓冲功能之间的切换比较复杂，很难实现操作机与压机配合的快速进给功能；

(2)无法实现缓冲力与缓冲结束后的缓冲缸恢复力的分开独立控制；

发明内容

本发明的目的在于提供锻压操作机水平缓冲缸液压系统，用于控制缓冲缸被动缓冲模式下的缓冲力、缓冲恢复力和主动进给模式下的位移和速度。

本发明所采用的技术方案是：

本发明的比例减压阀的入口和出口分别与油源供油口、比例方向阀的进油口P连接，比例方向阀的A口分别与第一溢流阀入口、第一单向阀出口、此例溢流阀入口、缓冲缸第一腔外腔连接；比例方向阀的B口分别与第二溢流阀的入口、第二单向阀的出口、缓冲缸第一腔内腔连接；油源回油口与比例方向阀出油口T、第一溢流阀出口、第二溢流阀出口、第一单向阀入口、第二单向阀入口、比例溢流阀出口连接；缓冲缸第一腔外腔通过二位四通电磁方向阀与缓冲缸第二腔内腔连接，缓冲缸第一腔内腔通过二位四通电磁方向阀与缓冲缸第二腔外腔连接；位移控制器分别与比例方向阀和位移传感器电连接，位移传感器内置在第二腔活塞杆上。

所述位移控制器，包括操作人员给定的位移设定信号和加法器，位移设定信号与位移传感器检测的信号输出给加法器，加法器将位移设定信号减去位移传感器检测信号之后的偏差信号输出至比例方向阀形成位移闭环控制。

本发明具有的有益效果是：

(1)采用二位四通电磁方向阀实现被动缓冲与主动进给两种功能的切换，切换动作简单快速，可靠性高。

(2)缓冲缸左腔活塞隔开的两个腔体与右腔活塞隔开的两个腔体分别对应连接，用一个比例溢流阀控制向前与向后两个方向上的缓冲力大小，防止锻件的弯曲变形。

(3)利用比例方向阀实现主动进给的位移闭环控制，具有控制精度高，抗干扰能力强的特点，特别适用锻压操作机的精锻及夹钳主动伸缩的快速锻造模式。

(4)比例方向阀锁定于中位，把比例溢流阀的压力调定至一个较大值，可以保证锻压压机对工件的剪切切口质量。

(5)比例减压阀用于调节伺服阀P口的压力，针对具体锻压工件，设定缓冲缸主动进给力及缓冲压缩后的恢复力，以减小冲击。

(6)超压保护装置防止阶跃冲击力对缓冲缸的损伤，同时防止过载对缓冲缸及操作机其他机械结构的损伤；防吸空补油装置防止油路吸空。

(7)该缓冲缸液压系统原理结构简单，在同等功能完备性的下，其结构复杂程度比起常规液压系统大大降低。

附图说明

图1是锻压操作机水平缓冲缸液压系统的结构原理示意图；

图2是锻压操作机水平缓冲缸液压系统工作于被动缓冲模式下的原理图；

图3是锻压操作机水平缓冲缸液压系统工作于主动进给模式下的原理图。

图中：1.油源供油口，2.比例减压阀，3.比例方向阀，4.第一溢流阀，5.第二溢流阀，6.第一单向阀，7.第二单向阀，8.比例溢流阀，9.二位四通电磁方向阀，10.缓冲缸，10-1.缓冲缸第一腔活塞，10-2.缓冲缸缸筒，10-3.缓冲缸第二腔活塞，10-4.缓冲缸第一腔活塞杆，10-5.缓冲缸第二腔活塞杆，10-6.缓冲缸第一腔外腔，10-7.缓冲缸第一腔内腔，10-8.缓冲缸中腔，10-9.缓冲缸第二腔内腔，10-10.缓冲缸第二腔外腔，11.油源回油口，12.位移传感器，13.加法器，14.位移设定信号，15.位移控制器。

具体实施方式

参考图1所示，本发明公开的锻压操作机水平缓冲缸液压系统，比例减压阀2的入口和出口分别与油源供油口1、比例方向阀3的进油口P连接，比例方向阀3的A口分别与第一溢流阀4入口、第一单向阀6出口、比例溢流阀8入口、缓冲缸第一腔外腔10-6连接，比例方向阀3的B口分别与第二溢流阀5的入口、第二单向阀7的出口、缓冲缸第一腔内腔10-7连接，油源回油口11与比例方向阀3出油口T、第一溢流阀4出口、第二溢流阀5出口、第一单向阀6入口、第二单向阀7入口、比例溢流阀8出口连接。

缓冲缸10的缓冲缸缸筒10-2分为第一腔、中腔10-8、第二腔三个腔室，其中缓冲缸第一腔由缓冲缸第一腔活塞10-1分隔成缓冲缸第一腔外腔10-6、缓冲缸第一腔内腔10-7，缓冲缸中腔10-8为独立腔，接大气，缓冲缸第二腔由缓冲缸第二腔活塞10-3分隔成缓冲缸第二腔内腔10-9、缓冲缸第二腔外腔10-10。缓冲缸第一腔活塞10-1和缓冲缸第二腔活塞10-3可以相对缓冲缸缸筒10-2移动；缓冲缸第一腔外腔10-6通过二位四通电磁方向阀9与缓冲缸第二腔内腔10-9连接，缓冲缸第一腔内腔10-7通过二位四通电磁方向阀9与缓冲缸第二腔外腔10-10连接。

位移控制器15，包括操作人员给定的位移设定信号14和加法器13，位移设定信号14与位移传感器12检测的信号输出给加法器13，加法器13将位移设定信号14减去位移传感器12检测信号之后的偏差信号输出至比例方向阀3形成位移闭环控制。

缓冲缸第一腔活塞杆10-4的外侧固定，缓冲缸缸筒10-2可以相对第一腔活塞10-1移动，缓冲缸第二腔活塞10-3可以相对缓冲缸缸筒10-2移动，通过缓冲缸第二腔活塞杆10-5对缓冲缸第一腔活塞杆10-4的相对移动来实现被动缓冲与主动进给功能。

参考图2所示，系统工作于被动缓冲模式时，比例方向阀3锁定于左位，位移控制器15不工作，电磁换向阀9断电；缓冲缸第一腔内腔10-7与缓冲缸第二腔外腔10-10连通后，连接到回油油口11；缓冲缸第一腔外腔10-6与缓冲缸第二腔内腔10-9连通后，由供油油口1供给压力油，供油压力由比例减压阀2设定。缓冲缸10在不受外力或者所受外力不足以打开比例溢流阀8时，缓冲缸第一腔外腔10-6、缓冲缸第二腔内腔10-9保持最大容积，缓冲缸第一腔内腔10-7、缓冲缸第二腔外腔10-10保持最小容积；缓冲缸10所受压力超出比例溢流阀8设定值时，缓冲缸第二腔内腔10-9油液通过比例溢流阀8溢流、体积缩小，缓冲缸第二腔外腔10-10补油、体积增大，缓冲缸第一腔外腔10-6、缓冲缸第一腔内腔10-7体积不变，缓冲缸第二腔活塞10-3相对缓冲缸第一腔活塞10-1距离减小，实现了缓冲系统的压缩缓冲；缓冲缸10所受拉力超出比例溢流阀8设定值时，缓冲缸第一腔外腔10-6油液通过比例溢流阀8溢流、体积缩小，缓冲缸第一腔内腔10-7补油、体积增大，缓冲缸第二腔内腔10-9、缓冲缸第二腔外腔10-10体积不变，缓冲缸第二腔活塞10-3相对缓冲缸第一腔活塞10-1距离增大，实现了缓冲系统的拉伸缓冲。外界缓冲力消除后，供油油口1油液经过比例减压阀2，补充缓冲缸第一腔外腔10-6及缓冲缸第二腔内腔10-9油液，驱动缓冲缸10恢复原位。缓冲缸10恢复力的大小通过比例减压阀2设定。比例减压阀2的压力设定值应低于比例溢流阀8的设定值，以保证系统提供正常缓冲压力下，比例溢流阀8不工作。

参考图3所示，系统工作于主动进给模式时，电磁换向阀9通电，缓冲缸第一腔外腔10-6与缓冲缸第二腔外腔10-10连接后与比例方向阀3A口相连，缓冲缸第一腔内腔10-7与缓冲缸第二腔内腔10-9连接后与比例方向阀3的B口相连；此时，缓冲缸第二腔活塞10-3相对于缓冲缸第一腔活塞10-1的位移由比例方向阀3控制；位移传感器12实时监控缓冲缸第二腔活塞10-3的位移，并与位移设定信号14通过加法器13做差后控制比例方向阀3的开度。

本发明还可以实现缓冲缸的刚性锁死，具体实现方式：保持比例方向阀3处于中位，位移控制器15不工作，电磁换向阀9断电，给比例溢流阀8设定较大的溢流阈值，则缓冲缸10刚性锁定，配合压机进行工件的剪切。

Claims (2)

1.一种锻压操作机水平缓冲缸液压系统，包括缓冲缸，其特征在于：比例减压阀(2)的入口与油源供油口(1)连接；比例减压阀(2)的出口与比例方向阀(3)的进油口P连接，比例方向阀(3)的A口分别与第一溢流阀(4)入口、第一单向阀(6)出口、比例溢流阀(8)入口、缓冲缸第一腔外腔(10-6)连接；比例方向阀(3)的B口分别与第二溢流阀(5)的入口、第二单向阀(7)的出口、缓冲缸第一腔内腔(10-7)连接；油源回油口(11)与比例方向阀(3)出油口T、第一溢流阀(4)出口、第二溢流阀(5)出口、第一单向阀(6)入口、第二单向阀(7)入口、比例溢流阀(8)出口连接；缓冲缸(10)的缓冲缸缸筒(10-2)分为第一腔、中腔(10-8)、第二腔三个腔室，其中缓冲缸第一腔由缓冲缸第一腔活塞(10-1)分隔成缓冲缸第一腔外腔(10-6)、缓冲缸第一腔内腔(10-7)；缓冲缸中腔(10-8)为独立腔，接大气；缓冲缸第二腔由缓冲缸第二腔活塞(10-3)分隔成缓冲缸第二腔内腔(10-9)、缓冲缸第二腔外腔(10-10)；缓冲缸第一腔活塞(10-1)和缓冲缸第二腔活塞(10-3)能够相对缓冲缸缸筒(10-2)移动；缓冲缸第一腔外腔(10-6)通过二位四通电磁方向阀(9)与缓冲缸第二腔内腔(10-9)连接，缓冲缸第一腔内腔(10-7)通过二位四通电磁方向阀(9)与缓冲缸第二腔外腔(10-10)连接；位移控制器(15)分别与比例方向阀(3)和位移传感器(12)电连接，位移传感器(12)内置在第二腔活塞杆(10-5)上；缓冲缸第一腔活塞杆(10-4)的外侧固定，缓冲缸缸筒(10-2)能够相对第一腔活塞(10-1)移动，缓冲缸第二腔活塞(10-3)能够相对缓冲缸缸筒(10-2)移动。

2.根据权利要求1所述的一种锻压操作机水平缓冲缸液压系统，其特征在于：所述位移控制器(15)，包括操作人员给定的位移设定信号(14)和加法器(13)，位移设定信号(14)与位移传感器(12)检测的信号输出给加法器(13)，加法器(13)将位移设定信号(14)减去位移传感器(12)检测信号之后的偏差信号输出至比例方向阀(3)形成位移闭环控制。

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