CN102689449B - 一种气液增压压力机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气液增压压力机，包括第一气动肌腱、第一增压缸、第二气动肌腱、第二增压缸、第一三位四通阀、第二三位四通阀、两位四通阀和气液缸；所述第一气动肌腱与第一增压缸的活塞杆连接；所述第二气动肌腱与第二增压缸的活塞杆连接；气源通过两位四通阀与气液缸的储气腔连通；气源通过两位四通阀、第一三位四通阀与第一气动肌腱和第二气动肌腱连通；第一增压缸、第二增压缸通过第二三位四通阀与所述气液缸的储液腔连通。本发明利用气动肌腱作为驱动源，将其输出拉力转变为增压缸的液体的压力，推动增压缸活塞挤压成形工件；气动肌腱输出拉力作用在圆环面上，取代传统的作用在气缸圆柱面上的压力实现液体压力的现状。

Description

一种气液增压压力机
技术领域
本发明涉及一种气液增压压力机，属于压力机技术领域。
背景技术
气液增压压力机是一种常见的压力机，其通常使用压缩空气作为动力源，利用气液增压缸，将压缩气体的压力提升数十倍并输出压力；这种压力机的优点主要是安全性高，体积小，一般为台式，气液增压机的压力行程比普通冲床要大，同时能实现保压功能，更主要的是气液增压机的功耗低，气液增压机的优点还在于气液增压机是免维护型的，没有易损件，在使用过程中无任何污染，因而在金属的拉伸和成形工艺中有着广泛的应用。
目前的气液增压压力机通常采用气缸推动液压缸同轴活塞，经过面积变换，利用输出液压缸活塞杆实现冲压成形。但是在工程领域，气压传动的系统压力一般在                                                ～的范围内；如此低的系统工作压力，在一些要求输出力较大的场合，往往会造成气缸直径及整个装置的体积和质量很大。
另一方面，气动肌腱是一种功率-重量比高，能提供双向拉力的柔性执行元件。与常规气缸相比，气动肌腱不仅重量轻、惯性小，而且能够产生相当于同缸径气缸约10倍的初始拉伸力，耗气量却仅约为普通气缸的40%。此外，由于不存在相对运动部件及易损件，因而抗粉尘污染能力强，自身不会产生泄漏现象，也不会像气缸活塞运动那样因摩擦运动产生较大能量损失。由于上述优越的技术性能，气动肌腱在近年来受到了较多关注。
但是，目前人们对气动肌腱的研究，主要集中于其内部力作用机制的建模与计算方面，虽然也有研究者将其应用于机械增力、弹簧复位的压力机中，但是该压力机不具备快速空行程和大输出力工作行程的特点，而且结构复杂、柔性低，适应性差。而对于这种新型气动执行元件在气液增压压力机技术领域的应用创新，则几乎未有涉及。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种气液增压压力机。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种气液增压压力机，包括第一气动肌腱、第一增压缸、第二气动肌腱、第二增压缸、第一三位四通阀、第二三位四通阀、两位四通阀和气液缸；
所述第一气动肌腱与第一增压缸的活塞杆连接；所述第二气动肌腱与第二增压缸的活塞杆连接；
气源通过两位四通阀与气液缸的储气腔连通；气源通过两位四通阀、第一三位四通阀与第一气动肌腱和第二气动肌腱连通；
第一增压缸、第二增压缸通过第二三位四通阀与所述气液缸的储液腔连通。
上述技术方案中，所述第一气动肌腱为1个气动肌腱或2个及以上的气动肌腱并联的气动肌腱组合体。即第一气动肌腱可以是1个单独的气动肌腱；也可以是2个或2个以上的气动肌腱并联的气动肌腱组合体。
上述技术方案中，所述第二气动肌腱为1个气动肌腱或2个及以上的气动肌腱并联的气动肌腱组合体。即第一气动肌腱可以是1个单独的气动肌腱；也可以是2个或2个以上的气动肌腱并联的气动肌腱组合体。
优选的，第一气动肌腱的大小选择应该比第二气动肌腱大。
正常情况下，第一气动肌腱和第二气动肌腱都采用1个气动肌腱，但是由于气动肌腱行程较短，因此当压力机需要更大的行程时，可采用2个及以上气动肌腱并联的气动肌腱组合体。
与之相应的另一种技术方案，一种气液增压压力机，包括气动肌腱、增压缸、两位四通阀和气液缸；
所述气动肌腱与增压缸的活塞杆连接；
气源通过两位四通阀分别与气动肌腱和气液缸的储气腔连通；
增压缸与所述气液缸的储液腔连通。
上述结构是针对被冲压件所需要的冲压行程较短的情况，此时只需要布置1个气动肌腱，就可完成工件的冲压动作，该装备更简单经济。
上述技术方案中，所述气动肌腱为1个气动肌腱或2个及以上的气动肌腱并联的气动肌腱组合体。
本发明的气液增压压力机不仅具有普通气液增压压力的特点，如具有运行平稳、速度快、无噪音、加工质量高、输出力大等优点，同时具有自己独特的特点，如体积小、质量轻、行程切换可控、防尘抗污等优点，可适用于无线电行业、电器制造业、汽车零部件制造业、仪器、仪表等行业的薄壁件冲孔、弯曲，实心、空心铆钉的铆合，金属体间或者金属体与非金属体的装配、压入、铆接、弯曲、缩口和校平等工艺，同时也可以对各种元件进行分装或组装；也可适用于条件恶劣的矿山、野外等作业场合。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明设计得到了一种新的气液增压压力机，利用增压缸和气液缸增压增力，相比于气动肌腱驱动的机械增力压力机，具有快速空行程和大输出力工作行程，并且结构简单，取得了较好的效果。
2．本发明采用气动肌腱取代传统的气缸，气动肌腱的拉伸力是同样直径单作用气缸的数倍，而重量仅为普通气缸的几分之一，因而本发明的压力机具有体积小、重量轻的特点。
3．本发明利用气动肌腱作为驱动源，将其输出拉力转变为增压缸的液体的压力，推动增压缸活塞成形工件；气动肌腱输出拉力作用在圆环面上，取代传统的作用在气缸圆柱面上的压力实现液体压力的现状。
4. 本发明压力机和现有的气液压力机相比，还具有空行程和工作行程转化能自动调节的特点，可通过三位四通阀的切换调节空行程和力行程的大小；因此该压力机具有自动化、柔性化程度高的优点。
附图说明
图1是本发明实施例一中气液增压压力机处于快速空行程阶段的结构示意图；
图2是本发明实施例一中气液增压压力机处于大输出力冲压阶段的结构示意图；
图3是本发明实施例一中气液增压压力机处于回复阶段的结构示意图；
图4是本发明实施例二的结构示意图。
其中：1、第一气动肌腱；2、第一增压缸；3、第二气动肌腱；4、第二增压缸；5、第一三位四通阀；6、第二三位四通阀；7、两位四通阀；8、气液缸；9、工件；11、气动肌腱；12、增压缸；13、两位四通阀；14、气液缸。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
参见图1~3所示，一种气液增压压力机，其特征在于：包括第一气动肌腱1、第一增压缸2、第二气动肌腱3、第二增压缸4、第一三位四通阀5、第二三位四通阀6、两位四通阀7和气液缸8；
所述第一气动肌腱与第一增压缸的活塞杆连接；所述第二气动肌腱与第二增压缸的活塞杆连接；
气源通过两位四通阀与气液缸的储气腔连通；气源通过两位四通阀、第一三位四通阀与第一气动肌腱和第二气动肌腱连通；
第一增压缸、第二增压缸通过第二三位四通阀与所述气液缸的储液腔连通。
其工作原理如下：当两位四通阀和两个三位四通阀都处于中位时，如图1所示，气液增压压力机处于低压快进行程阶段，此时第二气动肌腱3进入压缩空气，会产生径向膨胀、轴向收缩；其所产生的轴向收缩力拉动第二增压缸的活塞杆，使得第二增压缸内液体形成低压，快速推动气液缸的活塞杆接触工件；
然后，进行高压行程阶段，如图2所示，此时切换两个三位四通阀都处于右位，第一气动肌腱1内部充入压缩空气后，产生轴向收缩力，液压腔内的液体具有高压，推动气液缸8的活塞继续向下运动，挤压工件9，完成冲压动作；
最后，当两位四通阀7反向，同时切换两个三位四通阀处于中位，如图3所示，此时气液缸下部进气，推动活塞杆向上移动，完成装置的复位。
上述压力机成形压力计算如下：
从图1可见，在低压行程时，液体压力的大小：
                      （1）
高压行程时，液体压力的大小：
                     （2）
压力机冲压力的大小：
                      （3）
式中，分别是第二增压缸、第一增压缸和气液缸的缸体直径大小，是第二增压缸的活塞杆的直径的大小，是第一增压缸的活塞杆直径的大小。
由式（2）可见，高压行程的液体压力可通过增加活塞杆直径提高。由式（3）可见，可通过调整增压缸活塞杆的直径大小实现增压比的调节，从而调整输出冲压力的大小。
实施例二
一种气液增压压力机，包括气动肌腱11、增压缸12、两位四通阀13和气液缸14；
所述气动肌腱与增压缸的活塞杆连接；
气源通过两位四通阀分别与气动肌腱和气液缸的储气腔连通；
增压缸与所述气液缸的储液腔连通。
该气液增压压力机的行程需求较短。
 以上仅为本发明具体实施方式的说明，不以任何形式对本发明做出限制。本技术领域的技术人员根据本发明提供的思路及总体方案设计出的相同或相近的方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种气液增压压力机，其特征在于：包括第一气动肌腱(1)、第一增压缸(2)、第二气动肌腱(3)、第二增压缸(4)、第一三位四通阀(5)、第二三位四通阀(6)、两位四通阀(7)和气液缸(8)；
所述第一气动肌腱与第一增压缸的活塞杆连接；所述第二气动肌腱与第二增压缸的活塞杆连接；
气源通过两位四通阀与气液缸的储气腔连通；气源通过两位四通阀、第一三位四通阀与第一气动肌腱和第二气动肌腱连通；
第一增压缸、第二增压缸通过第二三位四通阀与所述气液缸的储液腔连通。
2.根据权利要求1所述的气液增压压力机，其特征在于：所述第一气动肌腱为1个气动肌腱或2个及以上的气动肌腱并联的气动肌腱组合体。
3.根据权利要求1所述的气液增压压力机，其特征在于：所述第二气动肌腱为1个气动肌腱或2个及以上的气动肌腱并联的气动肌腱组合体。
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