CN102518609B - 高速冲床液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速冲床液压系统，包括主控制回路、高压回路和低压回路；主控制阀回路包括控制阀、油缸、第一单向阀、第一压力继电器和高低压切换阀；控制阀出油路一端与油缸的无杆腔连接，进油端分别连接第一单向阀的后端以及高低压切换阀的出油口；第一单向阀前端分别连接油缸的有杆腔和低压回路的输出端；切换阀进油端连接高压回路的输出端；第一压力继电器连接油缸的无杆腔，通过电信号控制高低压切换阀的开闭；油缸的活塞杆通过机械装置连接位移传感器，位移传感器输出端与外部控制器连接，控制器连接并调节控制阀的开合。本发明噪音低、操作安全性高、控制精度高，且工作效率高、能量损耗小。

Description

高速冲床液压系统

技术领域

    本发明涉及一种大吨位高速冲床液压系统。

背景技术

目前在国内冲床市场依然由国外垄断，其原理设计，分为单泵系统与双泵系统，一般采用机械行程复合阀控制方向，液压冲击大，造成设备噪音大；通过液压调整冲头的行程（系统中用几个液阻串联，调整机械反馈位置），配合机械行程复合阀控制冲头的位置，行程调整麻烦，并且不易于维护；国内做的冲床有些是用普通的换向阀，开环控制，通过电气控制换向阀的换向速度，提高冲压速度。但是冲压精度差，只能用于冲孔工艺，冲压速度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的冲床液压系统设备噪音大，且由于是开环控制，冲压精度差。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：高速冲床液压系统，包括主控制回路、高压回路和低压回路；主控制阀回路包括控制阀、油缸、第一单向阀、第一压力继电器和高低压切换阀；控制阀出油路一端与油缸的无杆腔连接，进油端分别连接第一单向阀的后端以及高低压切换阀的出油口；第一单向阀前端分别连接油缸的有杆腔和低压回路的输出端；切换阀进油端连接高压回路的输出端；第一压力继电器连接油缸的无杆腔，通过电信号控制高低压切换阀的开闭；油缸的活塞杆通过机械装置连接位移传感器，位移传感器输出端与外部控制器连接，控制器连接并调节控制阀的开合，前述控制阀为高频响比例伺服阀。

采用现有的高频响比例阀控制冲头方向和速度，控制器只要控制比例伺服阀阀芯开口度，即可实现冲压运动速度和冲裁力的无级调节；增设位移传感器检测和反馈油缸的位置，使外部控制器和控制阀之间形成闭环控制，大大提高了控制精度，使控制油缸的精度可以达到±0.1mm，因为采用高频响比例伺服阀控制油缸的运动，运动噪音可以控制在75dB以下。且设置两个阀组，分别连接外设的高压泵和低压泵，并通过第一压力继电器发电讯号控制高低压切换阀动作，通过低压回路连接低压泵单独作业可以实现低压快速冲压薄板，通过高压回路连接高压泵作业可实现高压冲压厚板，同时采用两种回路与主回路连接，可实现两种工况下的自动压力切换，实现了不同冲裁力的方便设定，使该系统可分别适用于薄板和中厚板的冲压工艺，提高了系统的效率。采用油缸差动连接，即通过第一单向阀的设置，使油只能从有杆腔流向无杆腔，加快了油缸快下时的速度，提高了冲床液压系统的工作效率。

为降低油液脉动，减少发热，控制阀回油路上设有减震器。

为进一步加快液压系统的工作效率，高压回路包括高压蓄能器和充液阀；低压回路包括低压蓄能器、第二单向阀和卸荷阀组；外设的高压泵的出口处与充液阀连接，充液阀出口处分三路，一路连通切换阀，一路连接高压蓄能器，一路连通卸荷阀组；外设的低压泵出口处分两路，一路连接卸荷阀组，一路连接第二单向阀前端；低压蓄能器出口处连接油缸有杆腔和卸荷阀组的控制口以及第二单向阀的后端。充液阀的设置，不仅起到给高压蓄能器充液的效果，还能在高压蓄能器充满液压油的时候，将高压泵的油引到低压回路的卸荷阀组，实现双泵合流，不仅加快了充油的速度，提高了系统工作效率，还减小了油的损耗量。

为保护系统使用的安全性，前述高压蓄能器和低压蓄能器的进口端均连接有安全阀和提动阀，高压蓄能器的出口端设第二压力继电器，低压蓄能器的进口端设第三压力继电器。在蓄能器的进口端设置安全阀以及提动阀，可保护蓄能器以及在停机时实现蓄能器卸荷；而第二压力继电器和第三压力继电器的设置，可用来保护蓄能器，即当蓄能器的压力低于压力继电器的设定值时系统给蓄能器充液。

作为本发明的一种改进方案，卸荷阀组包括卸荷阀、方向阀和二通插装阀，卸荷阀与方向阀装在二通插装阀的盖板上，为二通插装阀的先导阀，卸荷阀的控制口连接在第二单向阀的后端。卸荷阀组通过油缸有杆腔的压力控制低压泵的卸荷，即从油缸有杆腔引入控制油到卸荷阀的控制口，当油缸有杆腔的压力达到卸荷阀的设定值时，卸荷阀打开，此时，二通插装阀在阀芯压差的作用下也打开，低压泵打入的油直接流入油箱，实现了低压泵卸荷，从而减少了系统的溢流量，减少了发热，节约了能源；前述方向阀主要用于实现无载启动。

本发明的优点是：噪音低、操作安全性高、控制精度高，且工作效率高、能量损耗小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明包括主控制回路、高压回路、低压回路；主控制回路包括控制阀3、油缸1、第一单向阀7、第一压力继电器4和切换阀6；控制阀3出油路一端与油缸1的无杆腔连接，进油端分别连接第一单向阀7的后端以及高低压切换阀6的出油口；控制阀3回油路上设有减震器5；第一单向阀7前端分别连接油缸1的有杆腔和低压回路的输出端；切换阀6进油口连接高压回路的输出端；第一压力继电器4连接在油缸1的无杆腔，通过电信号控制高低压切换阀6的开闭；油缸1的活塞杆底部通过机械装置连接位移传感器2，位移传感器2输出端与外部控制器连接，控制器连接并调节控制阀3的开合，前述控制阀为高频响比例伺服阀。

第一压力继电器4的工作原理是：第一压力继电器4受压力达到给定值以上时，第一压力继电器4的触点闭合，此时，电路导通，切换阀6上的电磁铁得电，油路即接通。

高压回路包括高压蓄能器8和充液阀12；低压回路包括低压蓄能器9、第二单向阀16和卸荷阀组；外设的高压泵17的出口处与充液阀12连接，充液阀12出口处分三路，一路连通切换阀6，一路连接高压蓄能器8，一路连通卸荷阀组；外设的低压泵18出口处分两路，一路连接卸荷阀组，一路连接第二单向阀16前端；低压蓄能器9出口处连接油缸1的有杆腔，第二单向阀16的后端以及第一单向阀前端。前述高压蓄能器8和低压蓄能器9的进口端均连接有安全阀10和提动阀11，安全阀10和提动阀11并联设置，高压蓄能器8的出口端设置第二压力继电器19、低压蓄能器9的进口端设置第三压力继电器20；卸荷阀组包括卸荷阀15、方向阀14和二通插装阀13，卸荷阀15与方向阀14装在二通插装阀的盖板上，为二通插装阀13的先导阀，卸荷阀15的控制口连接在第二单向阀16的后端。前述蓄能器以及各种阀均选用现有产品。

高压泵输出的油液经过高压回路直接给高压蓄能器8充液，当蓄能器8的压力达到蓄能器充液阀12的设定值的时候，高压泵的油液通过充液阀12到达低压回路，跟低压泵的油液合流。低压泵打出的油液经低压回路直接给低压蓄能器9充液，当低压蓄能器9的压力达到顺序阀15的设定值的时候，顺序阀打开，从而控制的二通插装阀13打开，实现泵的卸荷。

当控制阀3切换到左位时，控制阀的P-A接通，双泵的油液跟蓄能器8、9的油液一起进入控制回路，顺次通过单向阀7，控制阀3到达油缸1的无杆腔，即上腔。油缸1下腔的油液通过单向阀7和控制阀3再次进入油缸的无杆腔，实现油缸1的差动连接，实现快下工况。

当冲头接触到板料，油缸1的上腔压力升高。当上腔压力达到压力继电器4的设定值的时候，压力继电器4控制的高低压切换阀6打开，此时高压油泵以及高压蓄能器8的油液通过高低压切换阀6，控制阀3进入油缸1的上腔，油缸1下腔的油液进入低压蓄能器9，给低压蓄能器充液，实现工进动作。

当控制阀3切换到右边时，A-T接通，此时高压泵17、低压泵18以及低压蓄能器9的油液直接进入油缸1的下腔，油缸1上腔的油液通过控制阀3直接回到油箱，实现油缸的返程动作。

使用过程如下：

启动：系统供电，启动电机油泵，延迟两秒方向阀14得电，控制阀3此时位于中位。此时高压泵17给高压蓄能器8充液，低压泵给低压蓄能器9充液。

快下：控制阀3切换到左位，高压泵17、低压泵18同时供油，高压泵17的油经充液阀12与低压泵18的油一起经第二单向阀16、第一单向阀7、控制阀3进入油缸无杆腔，油缸1下腔的油液通过单向阀7和控制阀3再次进入油缸的无杆腔，实现油缸1的差动连接，实现快下工况。

冲压:接触工件后，压力升高使第一压力继电器4的触点闭合，高压油泵17和高压蓄能器8的油液经高压回路从控制阀3的左位流入油缸1的无杆腔，油缸1有杆腔的油液则从第一单向阀7的前端流入低压蓄能器9内充液，实现冲压动作。

返程：冲压结束后，比例控制阀3切换至右位，第一压力继电器4的触点断开，切换阀6的电磁铁自动失电，高压泵17的油经充液阀12给高压蓄能器8充液，低压泵18与低压蓄能器9内的油液进入油缸有杆腔，油缸上腔的油经控制阀3右位回油箱，实现冲头快速返程。

Claims (5)

1.高速冲床液压系统，包括主回路、高压回路和低压回路；其特征是：主回路包括控制阀、油缸、第一单向阀、第一压力继电器和高低压切换阀；控制阀出油路一端与油缸的无杆腔连接，另一端分别连接第一单向阀的后端以及高低压切换阀；第一单向阀前端分别连接低压回路的输出端和油缸的有杆腔；高低压切换阀连接高压回路的输出端；第一压力继电器连接油缸的无杆腔，通过电信号控制高低压切换阀的通断；油缸的活塞杆通过机械装置连接位移传感器，位移传感器输出端与外部控制器连接，控制器连接并调节控制阀的开合，前述控制阀为高频响比例伺服阀。

2.根据权利要求1所述的高速冲床液压系统，其特征是，控制阀回油路上设有减震器。

3.根据权利要求1或2所述的高速冲床液压系统，其特征是，高压回路包括高压蓄能器和充液阀；低压回路包括低压蓄能器、第二单向阀和卸荷阀组；外设的高压泵块的出口处与充液阀连接，充液阀出口处分三路，一路连通切换阀，一路连接高压蓄能器，一路连通卸荷阀组；外设的低压泵出口处分两路，一路连接卸荷阀组，一路连接第二单向阀前端；低压蓄能器出口处连接油缸的有杆腔和第一单向阀的前端，进口处连接第二单向阀的后端和卸荷阀组的控制口。

4.根据权利要求1或2所述的高速冲床液压系统，其特征是：前述高压蓄能器和低压蓄能器的进口端均连接有安全阀和提动阀，高压蓄能器的出口端设第二压力继电器，低压蓄能器的进口端设第三压力继电器。

5.根据权利要求3所述的高速冲床液压系统，其特征是，卸荷阀组包括卸荷阀、方向阀和二通插装阀，卸荷阀与方向阀装在二通插装阀的盖板上，为二通插装阀的先导阀，卸荷阀的控制口连接在第二单向阀的后端。