CN102114516B - 锻造操作机前后提升并联驱动液压系统 - Google Patents
锻造操作机前后提升并联驱动液压系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种锻造操作机前后提升并联驱动液压系统,非对称比例伺服阀(2-1)的P口分别连接油源供油口(1)和对称比例伺服阀(2-2)的P口;非对称比例伺服阀(2-1)的A口分别与对称比例伺服阀(2-2)的A口、下腔安全阀(3-2)入口等连接;非对称比例伺服阀(2-1)的B口分别与上腔安全阀(3-1)入口、上腔单向阀(4-1)出口、上腔截止阀(5-1)入口等连接;对称比例伺服阀(2-2)的B口封死;油源回油口(7)分别与非对称比例伺服阀(2-1)的T口、对称比例伺服阀(2-2)的T口等连接;4个提升缸的活塞杆顶端机械固结。本发明能解决现有锻造操作机前后提升系统的同步驱动问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种多缸并联驱动液压系统,特别是涉及一种锻造操作机前后提升并联驱动液压系统。
背景技术
自由锻的锻造操作机用于抓取锻造工件并进行一定的动作,与压机配合使用,以提高锻造效率。一般来说,操作机能够实现锻造工件的垂直、水平、前后、俯仰、侧摆等几种运动,其中,对于前后提升系统机构固结、并联驱动的操作机,其提升系统控制工件的垂直升降、俯仰系统控制工件的俯仰运动(参见申请号为200910055222.2的中国发明专利)。
目前,上述结构操作机的提升液压系统多为前后独立控制,这种独立控制的液压系统存在以下问题:
(1)由于机构固结,前后提升系统同步性控制很重要,尤其在启动时,同步性不好会带来液压系统及机构的冲击;
(2)操作机前后提升系统共用一个泵站,若采用负载敏感泵站,以其压力高者作为系统压力,由于前后提升系统的负载无法均衡分配,前后提升缸下腔压力不一致,压力较低的系统节流损失大,导致系统的能耗增大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锻造操作机前后提升并联驱动液压系统,目的在于解决现有锻造操作机前后提升系统的同步驱动问题。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:本发明的非对称比例伺服阀的P口分别连接油源供油口和对称比例伺服阀的P口;非对称比例伺服阀的A口分别与对称比例伺服阀的A口、下腔安全阀入口、下腔单向阀出口、下腔截止阀入口、左前提升缸下腔和右前提升缸下腔连接;非对称比例伺服阀的B口分别与上腔安全阀入口、上腔单向阀出口、上腔截止阀入口、左后提升缸上腔和右后提升缸上腔连接;对称比例伺服阀的B口封死;油源回油口分别与非对称比例伺服阀的T口、对称比例伺服阀的T口、上腔安全阀出口、上腔单向阀入口、上腔截止阀出口、下腔安全阀出口、下腔单向阀入口、下腔截止阀出口、左前提升缸上腔和右前提升缸上腔连接;左后提升缸活塞杆、右后提升缸活塞杆、左前提升缸活塞杆与右前提升缸活塞杆顶端机械固结,其运动为机械同步。
在本发明中,所有的零部件均能通过市购的方式获得。
本发明具有的有益效果是:
(1)采用两个比例伺服阀并联驱动,从原理设计上保证了前后提升系统良好的同步性;
(2)四支提升缸下腔压力始终一致,保持前后提升缸负载均衡,避免了因其负载分配反复变化带来的机构应力变化;
(3)提升系统以较小的速度运行时,能够选择只打开一个比例伺服阀,比起两个阀同时控制,其运动平稳性更好;
(4)上行时,后提升系统上腔提供一定的背压,下行时,后提升系统上腔提供一定的驱动力,以保证系统运行的平稳性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是锻造操作机前后提升并联驱动液压系统原理示意图;
图中:1.油源供油口,2-1.非对称比例伺服阀,2-2.对称比例伺服阀,3-1.上腔安全阀,3-2.下腔安全阀,4-1.上腔单向阀,4-2.下腔单向阀,5-1.上腔截止阀,5-2.下腔截止阀,6-1.左后提升缸,6-2.右后提升缸,6-3.左前提升缸,6-4.右前提升缸,7.油源回油口。
具体实施方式
图1给出了一锻造操作机前后提升并联驱动液压系统,其由非对称比例伺服阀2-1、对称比例伺服阀2-2、上腔安全阀3-1、下腔安全阀3-2、上腔单向阀4-1、下腔单向阀4-2、上腔截止阀5-1、下腔截止阀5-2、左后提升缸6-1、右后提升缸6-2、左前提升缸6-3、右前提升缸6-4组成。
非对称比例伺服阀2-1的P口分别连接油源供油口1和对称比例伺服阀2-2的P口;非对称比例伺服阀2-1的A口分别与对称比例伺服阀2-2的A口、下腔安全阀3-2入口、下腔单向阀4-2出口、下腔截止阀5-2入口、左前提升缸6-3下腔、右前提升缸6-4下腔、左后提升缸6-1下腔和右后提升缸6-2下腔连接;非对称比例伺服阀2-1的B口分别与上腔安全阀3-1入口、上腔单向阀4-1出口、上腔截止阀5-1入口、左后提升缸6-1上腔和右后提升缸6-2上腔连接;对称比例伺服阀2-2的B口封死;油源回油口7分别与非对称比例伺服阀2-1的T口、对称比例伺服阀2-2的T口、上腔安全阀3-1出口、上腔单向阀4-1入口、上腔截止阀5-1出口、下腔安全阀3-2出口、下腔单向阀4-2入口、下腔截止阀5-2出口、左前提升缸6-3上腔、右前提升缸6-4上腔连接。
实际工作时,锻造操作机的主要结构如下(为公知技术):在锻造操作机前提升臂(以下简称前提升臂)与操作机后提升臂(以下简称后提升臂)之间设置上连杆,从而实现前后提升臂的同步运动;前提升臂通过左右两个前悬挂杆连接在夹钳前端,后提升臂通过两个后悬挂杆连接在夹钳后端。
本发明的左前提升缸6-3活塞杆、右前提升缸6-4活塞杆连接前提升臂的左右两端;左后提升缸6-1活塞杆、右后提升缸6-2活塞杆连接后提升臂的左右两端。
上述机械结构产生的效果:左后提升缸6-1活塞杆、右后提升缸6-2活塞杆、左前提升缸6-3活塞杆与右前提升缸6-4活塞杆的运动为机械同步,它们的上升下降驱动着夹钳及工件的上升下降。
非对称比例伺服阀2-1,当P-A口流量为Qv时,P口到A口的压降为ΔP;则B-T口流量为Qv/2时,B口到T口的压降为ΔP;当A-T口流量为Qv时,A口到T口的压降为ΔP;则P-B口流量为Qv/2时,P口到B口压降为ΔP。由于左后提升缸6-1、右后提升缸6-2的上下腔面积比(有杆腔、无杆腔面积比)约为1∶2,因此采用该非对称比例伺服阀2-1控制左后提升缸6-1和右后提升缸6-2,比起对称阀控制非对称缸,控制特性要好。
具体工作过程分成以下三种情况:
一、系统控制夹钳及工件上升:
非对称比例伺服阀2-1与对称比例伺服阀2-2工作于右位,且非对称比例伺服阀2-1与对称比例伺服阀2-2的控制信号相同。此时,非对称比例伺服阀2-1与对称比例伺服阀2-2均为:P口与A口连通、B口与T口连通。
油源供油口1的高压油液经过非对称比例伺服阀2-1的P口和A口,该油源供油口1的高压油液还同时经过对称比例伺服阀2-2的P口和A口;从非对称比例伺服阀2-1的A口流出的高压油液和从对称比例伺服阀2-2的A口流出的高压油液汇总后分别流入左前提升缸6-3、右前提升缸6-4、左后提升缸6-1和右后提升缸6-2的下腔,从而驱动夹钳上升。左后提升缸6-1和右后提升缸6-2的上腔油液经过非对称比例伺服阀2-1的B口和T口,流入油源回油口7;左前提升缸6-3和右前提升缸6-4的上腔油液直接流入油源回油口7。
下腔安全阀3-2保证夹钳举升过程中,提升缸(包括左前提升缸6-3、右前提升缸6-4、左后提升缸6-1和右后提升缸6-2)下腔油液的压力值在安全的范围内;当超过安全值时,从非对称比例伺服阀2-1的A口流出的高压油液和从对称比例伺服阀2-2的A口流出的高压油液汇总后通过下腔安全阀3-2后,直接流入油源回油口7。
下腔单向阀4-2防止提升缸下腔出现负压吸空现象;当提升缸(包括左前提升缸6-3、右前提升缸6-4、左后提升缸6-1和右后提升缸6-2)下腔压力值低于油源回油口7压力时,下腔单向阀4-2打开,油液从油源回油口7经过下腔单向阀4-2,流入提升缸(包括左前提升缸6-3、右前提升缸6-4、左后提升缸6-1和右后提升缸6-2)下腔。
二、系统控制夹钳及工件下降:
非对称比例伺服阀2-1与对称比例伺服阀2-2工作于左位,且非对称比例伺服阀2-1与对称比例伺服阀2-2的控制信号相同。此时,非对称比例伺服阀2-1与对称比例伺服阀2-2均为P口与B口连通、A口与T口连通;油源供油口1的高压油液经过非对称比例伺服阀2-1的P口和B口,流入左后提升缸6-1和右后提升缸6-2的上腔,驱动夹钳下降;在夹钳及工件自重的驱动下,油源回油口7的油液流入左前提升缸6-3和右前提升缸6-4的上腔;左后提升缸6-1、右后提升缸6-2、左前提升缸6-3和右前提升缸6-4的下腔油液经过非对称比例伺服阀2-1的A口和T口,同时经过对称比例伺服阀2-2的A口和T口,汇总后流入油源回油口7。
上腔安全阀3-1保证夹钳举升过程中,提升缸上腔油液的压力值在安全的范围内,当超过安全值时,从非对称比例伺服阀2-1的B口流出的高压油液通过上腔安全阀3-1后,直接流入油源回油口7。
上腔单向阀4-1防止左后提升缸6-1上腔和右后提升缸6-2上腔出现负压吸空现象。当左后提升缸6-1上腔和右后提升缸6-2上腔压力值低于油源回油口7压力时,上腔单向阀4-1打开,油液从油源回油口7经过上腔单向阀4-1,流入左后提升缸6-1上腔和右后提升缸6-2上腔。
上腔截止阀5-1和下腔截止阀5-2用于手动控制夹钳下降;在锻造操作机需要检修时,系统处于停机状态,比例伺服阀(包括非对称比例伺服阀2-1和对称比例伺服阀2-2)中位截止;此时手动打开上腔截止阀5-1后,缓缓打开下腔截止阀5-2,提升缸(包括左前提升缸6-3、右前提升缸6-4、左后提升缸6-1和右后提升缸6-2)下腔油液通过下腔截止阀5-2流入油源回油口7,夹钳及工件位置下降,油源回油口7油液通过上腔截止阀5-1补充至左后提升缸6-1上腔和右后提升缸6-2上腔;在系统正常工作时,上腔截止阀5-1和下腔截止阀5-2处于截止状态。
三、系统控制夹钳及工件进行位移微调:
对称比例伺服阀2-2处于中位,不参与工作;非对称比例伺服阀2-1根据上升或者下降的需求,工作右位或者左位,系统油路的具体工作方式参见上述两种工况;在运动速度较小时,采用单阀控制比起两个阀并联控制,运动的稳定性更好。
综上所述,锻造操作机在空载时,其前后提升系统都受到夹钳向下的压力,此时操作机前后提升液压系统驱动力都为向上;锻造操作机在负载较大时,其前提升系统受到夹钳及锻造工件向下的压力,后提升系统受到夹钳向上的拉力,但是前后提升系统机构固结,其前后提升系统受到的总力为压力,前后提升液压系统驱动力也都为向上;因此,前后提升系统的下降都能够通过夹钳及锻造工件的自重实现;本发明公开的液压系统,在工作时,前后提升缸下腔压力相同,两个比例伺服阀信号相同、压降相同,这种多阀并联集中控制的方式解决了巨型重载锻造操作机中出现的单个比例伺服阀流量不够及多缸并联控制的问题;本发明公开的液压系统,在下行时,后提升系统上腔提供一定的驱动力,在上行时,后提升系统上腔能够提供一定的背压,这种方式增加了提升系统运行的平稳性。
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (1)
1.锻造操作机前后提升并联驱动液压系统,其特征是:非对称比例伺服阀(2-1)的P口分别连接油源供油口(1)和对称比例伺服阀(2-2)的P口;非对称比例伺服阀(2-1)的A口分别与对称比例伺服阀(2-2)的A口、下腔安全阀(3-2)入口、下腔单向阀(4-2)出口、下腔截止阀(5-2)入口、左前提升缸(6-3)下腔、右前提升缸(6-4)下腔、左后提升缸(6-1)下腔和右后提升缸(6-2)下腔连接;非对称比例伺服阀(2-1)的B口分别与上腔安全阀(3-1)入口、上腔单向阀(4-1)出口、上腔截止阀(5-1)入口、左后提升缸(6-1)上腔和右后提升缸(6-2)上腔连接;对称比例伺服阀(2-2)的B口封死;油源回油口(7)分别与非对称比例伺服阀(2-1)的T口、对称比例伺服阀(2-2)的T口、上腔安全阀(3-1)出口、上腔单向阀(4-1)入口、上腔截止阀(5-1)出口、下腔安全阀(3-2)出口、下腔单向阀(4-2)入口、下腔截止阀(5-2)出口、左前提升缸(6-3)上腔和右前提升缸(6-4)上腔连接;左后提升缸(6-1)活塞杆、右后提升缸(6-2)活塞杆、左前提升缸(6-3)活塞杆与右前提升缸(6-4)活塞杆顶端机械固结。
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