CN102678662A - 快慢速行程一体化节能油缸及其应用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快慢速行程一体化节能油缸及其应用装置，包括大油缸(21)和主活塞杆(23)，所述的主活塞杆(23)在所述的大油缸(21)内形成有第一有杆腔(25)和第一无杆腔(26)，所述的第一有杆腔(25)设有第一油口(22)，所述的第一无杆腔(26)设有第二油口(20)，所述的主活塞杆(23)的本体内设有轴向油腔(24)，在所述的大油缸(21)上设有固定活塞杆(17)，所述的固定活塞杆(17)穿过所述的第一无杆腔(26)延伸到所述的主活塞杆(23)的轴向油腔(24)内且在所述的轴向油腔(24)内形成有第二有杆腔(28)和第二无杆腔(27)，在所述的固定活塞杆(17)上设有与所述的第二无杆腔(27)连通的第一油路(18)和与所述的第二有杆腔(28)通过的第二油路(19)。本发明是一种能源消耗低的快慢速行程一体化节能油缸及其应用装置。

Description

快慢速行程一体化节能油缸及其应用装置
技术领域
本发明涉及一种油缸，特别是涉及一种快慢速行程一体化节能油缸，本发明还涉及该快慢速行程一体化节能油缸的应用装置。 
背景技术
目前，工程机械需要随着国家能源、交通、农田水利和基础设施建设发展，机械液压设备也随之同步发展。能源是实现我国经济可持续发展的重要保障,也是人类赖以生存的基础。当今世界常规能源资源的消耗速率远远超过了资源的再生能力和人类开发新能源的能力。从总量上看,我国是一个能源生产大国,同时也是一个能源消费大国。能源利用状况能够反映出一个国家的经济发展水平。它是研究经济发展战略问题的重要依据。为了依照《中华人民共和国节约能源法》机械液压设备应该从实际出发对液压油缸进行技术改造，降低能源消耗。 
现在机械液压设备上配置的液压油缸，大多数为传统油缸，如：液压折弯机、校直机、液压剪板机、油压机等。以一台传统油缸的100吨油压机与装上节能油缸的100吨油压机比较为例： 
传统油缸的100吨油压机参数及液压原理图如下： 
传统油缸：100吨油压机，行程为500㎜时主要参数 
电机功率11Kw，液体最大工作压力25Mpa， 
油泵25YCY14-1B型31.5Mpa1000r/min 25L/min 0.42L/s，油缸φ1220㎜，活塞杆φ2180㎜，两腔面积比φ1/φ2＝2.5，油缸全行程为500㎜，φ1面积380㎝2，φ2254㎝2，小腔面积126㎝2， 
无杆容积（行程500㎜）为19dm3，下行时间45s， 
有杆腔（行程500㎜）为6.3dm3，回程时间15s， 
无杆容积每秒行走长度11㎜/s， 
有杆容积每秒行走长度33㎜/s。 
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能源消耗低的快慢速行程一体化节能油缸。 
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种该快慢速行程一体化节能油缸的应用装置。 
为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的快慢速行程一体化节能油缸，包括大油缸和主活塞杆，所述的主活塞杆在所述的大油缸内形成有第一有杆腔和第一无杆腔，所述的第一有杆腔设有第一油口，所述的第一无杆腔设有第二油口，所述的主活塞杆的本体内设有轴向油腔，在所述的大油缸上设有固定活塞杆，所述的固定活塞杆穿过所述的第一无杆腔延伸到所述的主活塞杆的轴向油腔内且在所述的轴向油腔内形成有第二有杆腔和第二无杆腔，在所述的固定活塞杆上设有与所述的第二无杆腔连通的第一油路和与所述的第二有杆腔通过的第二油路。 
为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的应用快慢速行程一体化节能油缸的装置，包括油泵和油箱，所述的油泵的出口通过单向阀与三位四通换向阀的P口连接，所述的三位四通换向阀的T口与所述的油箱连接，所述的三位四通换向阀的A口与单向调速阀的进口连接，所述的单向调速阀的出口通过平衡阀与所述的快慢速行程一体化节能油缸的第二油路连接，所述的三位四通换向阀的B口通过液控单向阀与所述的快慢速行程一体化节能油缸的第一油路连接，所述的三位四通换向阀的B口还通过顺序阀与所述的快慢速行程一体化节能油缸的第二油口连接，所述的第二油口通过充液阀与所述的油箱连接，所述的液控单向阀、充液阀的液控端通过两位两通电磁换向阀与所述的油泵出口连接，所述的油泵出口连接有溢流阀，所述的三位四通换向阀的B口连接有压力继电器，所述的快慢速行程一体化节能油缸的第一油口与所述的油箱连接。 
采用上述技术方案的快慢速行程一体化节能油缸及其应用装置， 
节能油压机原理图说明： 
设备运行调节：将溢流阀调至22MPa，压力继电器调节至22MPa，平衡阀调节至1MPa，顺序阀调节至2MPa，将单向调速阀的刻度调至刻度4，按下快速按钮使滑块快速下行。 
启动油泵电机：电磁阀YA1、YA2、YA3失电，三位四通换向阀阀位中位，液压油直接回油箱。 
快进：电磁阀YA1得电，YA2、YA3失电，主活塞杆的第二无杆腔进油推动主活塞杆下滑，第一无杆腔补充液压油，第一有杆腔液压油回油箱。 
快速转工进：换向阀YA1得电，YA2、YA3失电，当接触工件后系统压力升高到顺序阀设置的压力时，压力油开始对第一无杆腔进油，第二无杆腔继续进压力油，第一有杆腔液压油回油箱。 
保压：滑块接触工件时压力开始增大，当压力增大到压力继电器设置的压力值时，压力继电器发出电信号触动开关使YA1、YA2、YA3 失电，三位四通电磁阀回到中位，达到保压时间，时间继电器接通，YA2得电，使其液压油回油箱。 
快退：按下快退按钮，YA1失电，YA2、YA3得电，第二有杆腔进油，第二无杆腔、第一无杆腔回油。 
根据传统油缸与节能油缸比较，优势如下： 
①以同一规格的油压机为例，传统油缸与节能油缸相比可节省电功率50%～60%，较大的降低能源消耗。 
②不需要另加的辅助油缸，设备油缸布局整体结构简单。 
③利用节能油缸设备制造方便，同步性能好，材料节省。可实现制造与使用双重节能的效果。 
附图说明
图1是传统油压机原理图。 
图2是本发明的结构示意图。 
图3是本发明的工作图。 
图4是本发明的应用结构示意图。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。 
参见图2和图3，快慢速行程一体化节能油缸13的结构是：主活塞杆23在大油缸21内形成有第一有杆腔25和第一无杆腔26，第一有杆腔25设有第一油口22，第一无杆腔26设有第二油口20，主活塞杆23的本体内设有轴向油腔24，在大油缸21上设有固定活塞杆17，固定活塞杆17穿过第一无杆腔26延伸到主活塞杆23的轴向油腔24内且在轴向油腔24内形成有第二有杆腔28和第二无杆腔27，在固定活塞杆17上设有与第二无杆腔27连通的第一油路18和与第二有杆腔28通过的第二油路19。 
参见图2、图3和图4，轴向柱塞泵2与电机1传动连接，轴向柱塞泵2的进口与油箱29连接，轴向柱塞泵2的出口通过过滤器3、单向阀4与三位四通换向阀7的P口连接，三位四通换向阀7的T 口与油箱29连接，三位四通换向阀7的A 口与单向调速阀9的进口连接，单向调速阀9的出口通过平衡阀10与快慢速行程一体化节能油缸13的第二油路19连接，三位四通换向阀7的B口通过液控单向阀11与快慢速行程一体化节能油缸13的第一油路18连接，三位四通换向阀7的B口还通过顺序阀12与快慢速行程一体化节能油缸13的第二油口20连接，第二油口20通过充液阀14与油箱29连接，液控单向阀11、充液阀14的液控端通过两位两通电磁换向阀15与轴向柱塞泵2出口后的单向阀4的出口连接，单向阀4的出口通过压力表开关5连接有压力表6，轴向柱塞泵2出口后的单向阀4的出口连接有溢 流阀16，三位四通换向阀7的B口连接有压力继电器8，快慢速行程一体化节能油缸13的第一油口22与油箱29连接。 
参见图2、图3和图4，节能油压机原理图说明： 
设备运行调节：将溢流阀16调至22MPa，压力继电器8调节至22MPa，平衡阀10调节至1MPa，顺序阀12调节至2MPa，将单向调速阀9的刻度调至刻度4，按下快速按钮使滑块快速下行。 
启动轴向柱塞泵2的电机1：电磁阀YA1、YA2、YA3失电，三位四通换向阀阀位中位，液压油直接回油箱29。 
快进：电磁阀YA1得电，YA2、YA3失电，主活塞杆23的第二无杆腔27进油推动主活塞杆23下滑，第一无杆腔26补充液压油，第一有杆腔25液压油回油箱29。 
快速转工进：三位四通换向阀7的YA1得电，YA2、YA3失电，当接触工件后系统压力升高到顺序阀12设置的压力时，压力油开始对第一无杆腔26进油，第二无杆腔27继续进压力油，第一有杆腔25液压油回油箱29。 
保压：滑块接触工件时压力开始增大，当压力增大到压力继电器8设置的压力值时，压力继电器8发出电信号触动开关使YA1、YA2、YA3失电，三位四通换向阀7回到中位，达到保压时间，时间继电器接通，YA2得电，使其液压油回油箱29。 
快退：按下快退按钮，YA1失电，YA2、YA3得电，第二有杆腔28进油，第二无杆腔27、第一无杆腔26回油。 
现在机械液压设备上配置的液压油缸，大多数为传统油缸，如：液压折弯机、校直机、液压剪板机、油压机等。以一台传统油缸的100吨油压机与装上节能油缸的100吨油压机比较为例： 
①传统油缸的100吨油压机参数及液压原理图如下： 
传统油缸：100吨油压机，行程为500㎜时主要参数 
电机功率11Kw，液体最大工作压力25Mpa， 
油泵25YCY14-1B型31.5Mpa 1000r/min 25L/min 0.42L/s，油缸φ1220㎜，活塞杆φ2180㎜，两腔面积比φ1/φ2＝2.5，油缸全行程为500㎜，φ1面积380㎝2，φ2254㎝2，小腔面积126㎝2， 
无杆容积（行程500㎜）为19dm3，下行时间45s， 
有杆腔（行程500㎜）为6.3dm3，回程时间15s， 
无杆容积每秒行走长度11㎜/s， 
有杆容积每秒行走长度33㎜/s。 
②双缸组合一体活塞杆固定节能油缸原理图如下： 
节能油缸：100吨油压机，行程为500㎜，空载时主要参数 
电机功率4Kw 
液体最大工作压力25Mpa 
油泵10YCY14-1B型31.5Mpa 1500r/min 16L/min 0.267L/s运行油缸： 
油缸φ1800㎜活塞杆φ263㎜两腔面积比φ1/φ2＝2.5 
油缸全行程为500㎜ 
φ1面积50㎝2φ231㎝2小腔面积19㎝2
无杆容积（行程500㎜）为2.5dm3下行时间9s 
有杆腔（行程500㎜）为0.95dm3回程时间4s 
无杆容积每秒行走长度56㎜/s 
有杆容积每秒行走长度125㎜/s 
节能油缸：100吨油压机，工进时主要参数 
大油缸直径2φ50㎜固定活塞杆直径φ63㎜ 
固定活塞杆内油缸直径φ80㎜ 
受力面积为491-31+50=510㎝2
每工进1㎜所需油量0.051L 
工进速度为3.3㎜/s 。

Claims (2)

1.一种快慢速行程一体化节能油缸，包括大油缸(21)和主活塞杆(23)，所述的主活塞杆(23)在所述的大油缸(21)内形成有第一有杆腔(25)和第一无杆腔(26)，所述的第一有杆腔(25)设有第一油口(22)，所述的第一无杆腔(26)设有第二油口(20)，其特征是：所述的主活塞杆(23)的本体内设有轴向油腔(24)，在所述的大油缸(21)上设有固定活塞杆(17)，所述的固定活塞杆(17)穿过所述的第一无杆腔(26)延伸到所述的主活塞杆(23)的轴向油腔(24)内且在所述的轴向油腔(24)内形成有第二有杆腔(28)和第二无杆腔(27)，在所述的固定活塞杆(17)上设有与所述的第二无杆腔(27)连通的第一油路(18)和与所述的第二有杆腔(28)通过的第二油路(19)。
2.应用权利要求1所述的快慢速行程一体化节能油缸的装置，包括油泵和油箱(29)，其特征是：所述的油泵的出口通过单向阀(4)与三位四通换向阀的P口连接，所述的三位四通换向阀(7)的T口与所述的油箱(29)连接，所述的三位四通换向阀(7)的A口与单向调速阀(9)的进口连接，所述的单向调速阀(9)的出口通过平衡阀(10)与所述的快慢速行程一体化节能油缸(13)的第二油路(19)连接，所述的三位四通换向阀(7)的B口通过液控单向阀(11)与所述的快慢速行程一体化节能油缸(13)的第一油路(18)连接，所述的三位四通换向阀(7)的B口还通过顺序阀(12)与所述的快慢速行程一体化节能油缸(13)的第二油口(20)连接，所述的第二油口(20)通过充液阀(14)与所述的油箱(29)连接，所述的液控单向阀(11)、充液阀(14)的液控端通过两位两通电磁换向阀(15)与所述的油泵出口连接，所述的油泵出口连接有溢流阀(16)，所述的三位四通换向阀(7)的B口连接有压力继电器(8)，所述的快慢速行程一体化节能油缸(13)的第一油口(22)与所述的油箱(29)连接。
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