CN103148033A - 一种交变加载液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交变加载液压系统，包括油箱、油泵、单向阀、压力表、比例溢流阀、换向阀、压力传感器、油缸及管路。在油缸作用于工件状态，比例溢流阀输入交变控制信号，液压系统产生相应的交变油压，交变油压作用于油缸上腔，油缸会通过活塞杆向工件施加交变作用力，通过改变比例溢流阀输入交变信号的幅值大小、均值大小、频率大小，油缸可以改变作用在工件上作用力的幅值大小、均值大小和频率大小，实现向工件可控交变加载的目的。本发明可以广泛应用于板材长行程振动拉深装置、振动消除残余应力装置等，并极大减小工作过程中的能量消耗，减小交变载荷对设备机架的振动和冲击，提高设备的使用寿命。

Description

一种交变加载液压系统
技术领域
本发明涉及一种交变加载液压系统，特别涉及一种用于振动拉深装置、振动消除残余应力装置的交变加载液压系统。
背景技术
目前，在板材拉深成型加工过程中，对于长行程的拉深，普遍需要采用多道拉深的方法实现的，为提高加工效率，目前出现了一种在拉深过程中附加振动的拉深加工方法，通过拉深油缸的附加振动，消除工件拉深过程中的变形应力，实现单次的长行程拉深，现有的这种振动拉深技术中的附加振动，依靠液压系统中使用的电液伺服阀、比例换向阀等阀的高频换向，驱动作用油缸产生高频往复运动，对工件实现交变加载来实现，这种交变加载方式需要作用油缸克服油缸活塞、活塞杆、设备动模板及动模的重量，产生高频往复运动，才能实现交变加载，这种工作方式会产生极大的能量消耗。如果作用油缸能够在不产生交变运动的情况下，对工件实现交变加载，将极大减小工作过程中的能量消耗，同时，减小交变载荷对设备机架的振动和冲击，提高设备的使用寿命，所以，本发明提出一种交变加载液压系统，不需要使用高频响应的伺服阀和比例换向阀驱动作用油缸高频往复运动，直接可以实现液压缸对工件的交变加载。这种交变加载液压系统还可以用于其他依靠振动消除残余应力装置上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交变加载液压系统。
本发明的主要技术内容如下：
一种交变加载液压系统，包括油箱（1）、油泵（2）、单向阀（3）、换向阀（6）、油缸（8）以及管路，所述管路分为管路一（10-1）、管路二（10-2）、管路三（10-3）、管路四（10-4）、管路五（10-5）、管路六（10-6）、管路七（10-7）、管路八（10-8）、管路九（10-9）、管路十（10-10）；所述油缸（8）包括油缸上腔（8-1）、活塞下腔（8-3）活塞（8-2）以及安装在活塞（8-2）上的活塞杆（8-4）；所述换向阀（6）上有右电磁铁（6-1），左电磁铁（6-2），对应两电磁铁不同的通电状况，换向阀（6）可以处于左、中、右三个不同的工作位置；当右电磁铁（6-1）和左电磁铁（6-2）均未通电时，换向阀（6）处于中位工作状态，油泵（2）通过管路一（10-1）从油箱（1）吸油，并通过管路二（10-2）、单向阀（3）、管路三（10-3）、换向阀（6）的中位、管路六（10-6）、管路八（10-8），流回到油箱（1），液压系统处于卸荷状态；当右电磁铁（6-1）通电时，换向阀（6）处于右位工作状态，油泵（2）通过管路一（10-1）从油箱（1）吸油，并通过管路二（10-2）、单向阀（3）、管路三（10-3）、换向阀（6）的右位、管路十（10-10），进入油缸下腔（8-3），压力油作用在活塞（8-2）的下部，并推动活塞（8-2）及活塞杆（8-4）向上移动，油缸上腔（8-1）的油液通过管路九（10-9）、换向阀（6）的右位、管路六（10-6）、管路八（10-8），流回到油箱（1），油缸（8）向上提升；当左电磁铁（6-2）通电时，换向阀（6）处于左位工作状态，油泵（2）通过管路一（10-1）从油箱（1）吸油，并通过管路二（10-2）、单向阀（3）、管路三（10-3）、换向阀（6）的左位、管路九（10-9），进入油缸上腔（8-1），压力油作用在活塞（8-2）的上部，并推动活塞（8-2）及活塞杆（8-4）向下移动，油缸下腔（8-3）的油液通过管路十（10-10）、换向阀（6）的左位、管路六（10-6）、管路八（10-8），流回到油箱（1），油缸（8）向下移动，活塞杆（8-4）的下端接触工件，活塞（8-2）上部的压力油作用在活塞（8-2）的上部，产生向下的推力，并通过活塞杆（8-4）作用于工件。
上述系统还包括比例溢流阀（5），所述比例溢流阀（5）一端连接于管路六（10-6）与管路八（10-8）之间，另一端连接于管路三（10-3）上，所述比例溢流阀（5）可以根据输入的控制信号的大小产生相应的控制油压，如果给比例溢流阀（5）输入交变控制信号，液压系统将产生相应的交变油压，交变油压作用于油缸上腔（8-1）时，油缸（8）会通过活塞杆（8-4）向工件施加交变作用力，控制比例溢流阀（5）输入交变信号的幅值大小、均值大小、频率大小，油缸（8）可以通过活塞杆（8-4）改变作用在工件上作用力的幅值大小、均值大小和频率大小，实现向工件可控交变加载的目的。
上述油缸（8）的上部安装有压力传感器（7），所述压力传感器（7）可以实时检测油缸上腔（8-1）内的油压，并可以通过测得的油压，进一步调节比例溢流阀（5）的控制信号，实现对工件加载力的实时控制，满足控制要求。
上述比例溢流阀（5）还设置压力表（4），通过管路五（10-5）连接。
上述换向阀（6）可以是电磁换向阀，也可以是手动换向阀、电液换向阀。
上述压力传感器（7）可以是远传压力表。
上述液压泵（2）可以是变量泵，也可以是定量泵。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
本发明不需要使用高频响应的伺服阀和比例换向阀驱动作用油缸高频往复运动，直接可以实现液压缸对工件的交变加载，极大减小了工作过程中的能量消耗，同时，减小交变载荷对设备机架的振动和冲击，提高设备的使用寿命。
本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示，一种交变加载液压系统，包括油箱1、油泵2、单向阀3、换向阀6、油缸8以及管路，管路分为管路一10-1、管路二10-2、管路三10-3、管路四10-4、管路五10-5、管路六10-6、管路七10-7、管路八10-8、管路九10-9、管路十10-10；油缸8包括油缸上腔8-1、活塞下腔8-3活塞8-2以及安装在活塞8-2上的活塞杆8-4；换向阀6上有右电磁铁6-1，左电磁铁6-2，对应两电磁铁不同的通电状况，换向阀6可以处于左、中、右三个不同的工作位置；当右电磁铁6-1和左电磁铁6-2均未通电时，换向阀6处于中位工作状态，油泵2通过管路一10-1从油箱1吸油，并通过管路二10-2、单向阀3、管路三10-3、换向阀6的中位、管路六10-6、管路八10-8，流回到油箱1，液压系统处于卸荷状态；当右电磁铁6-1通电时，换向阀6处于右位工作状态，油泵2通过管路一10-1从油箱1吸油，并通过管路二10-2、单向阀3、管路三10-3、换向阀6的右位、管路十10-10，进入油缸下腔8-3，压力油作用在活塞8-2的下部，并推动活塞8-2及活塞杆8-4向上移动，油缸上腔8-1的油液通过管路九10-9、换向阀6的右位、管路六10-6、管路八10-8，流回到油箱1，油缸8向上提升；当左电磁铁6-2通电时，换向阀6处于左位工作状态，油泵2通过管路一10-1从油箱1吸油，并通过管路二10-2、单向阀3、管路三10-3、换向阀6的左位、管路九10-9，进入油缸上腔8-1，压力油作用在活塞8-2的上部，并推动活塞8-2及活塞杆8-4向下移动，油缸下腔8-3的油液通过管路十10-10、换向阀6的左位、管路六10-6、管路八10-8，流回到油箱1，油缸8向下移动，活塞杆8-4的下端接触工件，活塞8-2上部的压力油作用在活塞8-2的上部，产生向下的推力，并通过活塞杆8-4作用于工件。
上述系统还包括比例溢流阀5，比例溢流阀5一端连接于管路六10-6与管路八10-8之间，另一端连接于管路三10-3上，比例溢流阀5可以根据输入的控制信号的大小产生相应的控制油压，在活塞杆8-4作用于工件状态，换向阀6的左电磁铁6-2仍然处于通电状态，如果给比例溢流阀5输入交变控制信号，液压系统将产生相应的交变油压，交变油压作用于油缸上腔8-1时，油缸8会通过活塞杆8-4向工件施加交变作用力，控制比例溢流阀5输入交变信号的幅值大小、均值大小、频率大小，油缸8可以通过活塞杆8-4改变作用在工件上作用力的幅值大小、均值大小和频率大小，实现向工件可控交变加载的目的。
当比例溢流阀5的输入控制信号为零，换向阀6的右电磁铁6-1和左电磁铁6-2均未通电时，换向阀6处于中位工作状态，油泵2通过管路一10-1从油箱1吸油，并通过管路二10-2、单向阀3、管路三10-3、换向阀6的中位、管路六10-6、管路八10-8，流回到油箱1，液压系统处于卸荷状态，设备处于等待工作状态。
当比例溢流阀5的输入控制信号为一固定值，换向阀6的右电磁铁6-1通电时，换向阀6处于右位工作状态，油泵2通过管路一10-1从油箱1吸油，并通过管路二10-2、单向阀3、管路三10-3、换向阀6的右位、管路十10-10，进入油缸下腔8-3，压力油作用在活塞8-2的下部，并推动活塞8-2及活塞杆8-4向上移动，油缸上腔8-1的油液通过管路九10-9、换向阀6的右位、管路六10-6、管路八10-8，流回到油箱1，油缸8向上提升，设备处于返回工作状态。
当比例溢流阀5的输入控制信号为一固定值，换向阀6的左电磁铁6-2通电时，换向阀6处于左位工作状态，油泵2通过管路一10-1从油箱1吸油，并通过管路二10-2、单向阀3、管路10-3、换向阀6的左位、管路九10-9，进入油缸上腔8-1，压力油作用在活塞8-2的上部，并推动活塞8-2及活塞杆8-4向下移动，油缸下腔8-3的油液通过管路十10-10、换向阀6的左位、管路六10-6、管路八10-8，流回到油箱1，油缸8向下移动，活塞杆8-4的下端接触工件，活塞8-2上部的压力油作用在活塞8-2的上部，产生向下的推力，并通过活塞杆8-4作用于工件。
作为优选方案，上述油缸8的上部安装有压力传感器7，压力传感器7可以实时检测油缸上腔8-1内的油压，并可以通过测得的油压，进一步调节比例溢流阀5的控制信号，实现对工件加载力的实时控制，满足控制要求。
上述比例溢流阀5还设置压力表4，通过管路五10-5连接。
上述换向阀6可以是电磁换向阀，也可以是手动换向阀、电液换向阀。
上述压力传感器7可以是远传压力表。
上述液压泵2可以是变量泵，也可以是定量泵。
通过合理的设计，本发明一种新型交变加载液压系统可以充分实现向工件实时可控交变加载的目的，同时，极大减小工作过程中的能量消耗，减小交变载荷对设备机架的振动和冲击，提高设备的使用寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种交变加载液压系统，其特征在于：包括油箱（1）、油泵（2）、单向阀（3）、换向阀（6）、油缸（8）以及管路，所述管路分为管路一（10-1）、管路二（10-2）、管路三（10-3）、管路四（10-4）、管路五（10-5）、管路六（10-6）、管路七（10-7）、管路八（10-8）、管路九（10-9）、管路十（10-10）；所述油缸（8）包括油缸上腔（8-1）、活塞下腔（8-3）活塞（8-2）以及安装在活塞（8-2）上的活塞杆（8-4）；所述换向阀（6）上有右电磁铁（6-1），左电磁铁（6-2），对应两电磁铁不同的通电状况，换向阀（6）可以处于左、中、右三个不同的工作位置；当右电磁铁（6-1）和左电磁铁（6-2）均未通电时，换向阀（6）处于中位工作状态，油泵（2）通过管路一（10-1）从油箱（1）吸油，并通过管路二（10-2）、单向阀（3）、管路三（10-3）、换向阀（6）的中位、管路六（10-6）、管路八（10-8），流回到油箱（1），液压系统处于卸荷状态；当右电磁铁（6-1）通电时，换向阀（6）处于右位工作状态，油泵（2）通过管路一（10-1）从油箱（1）吸油，并通过管路二（10-2）、单向阀（3）、管路三（10-3）、换向阀（6）的右位、管路十（10-10），进入油缸下腔（8-3），压力油作用在活塞（8-2）的下部，并推动活塞（8-2）及活塞杆（8-4）向上移动，油缸上腔（8-1）的油液通过管路九（10-9）、换向阀（6）的右位、管路六（10-6）、管路八（10-8），流回到油箱（1），油缸（8）向上提升；当左电磁铁（6-2）通电时，换向阀（6）处于左位工作状态，油泵（2）通过管路一（10-1）从油箱（1）吸油，并通过管路二（10-2）、单向阀（3）、管路三（10-3）、换向阀（6）的左位、管路九（10-9），进入油缸上腔（8-1），压力油作用在活塞（8-2）的上部，并推动活塞（8-2）及活塞杆（8-4）向下移动，油缸下腔（8-3）的油液通过管路十（10-10）、换向阀（6）的左位、管路六（10-6）、管路八（10-8），流回到油箱（1），油缸（8）向下移动，活塞杆（8-4）的下端接触工件，活塞（8-2）上部的压力油作用在活塞（8-2）的上部，产生向下的推力，并通过活塞杆（8-4）作用于工件。
2.根据权利要求1所述的一种交变加载液压系统，其特征在于：所述系统还包括比例溢流阀（5），所述比例溢流阀（5）一端连接于管路六（10-6）与管路八（10-8）之间，另一端连接于管路三（10-3）上，所述比例溢流阀（5）可以根据输入的控制信号的大小产生相应的控制油压，如果给比例溢流阀（5）输入交变控制信号，液压系统将产生相应的交变油压，交变油压作用于油缸上腔（8-1）时，油缸（8）会通过活塞杆（8-4）向工件施加交变作用力，控制比例溢流阀（5）输入交变信号的幅值大小、均值大小、频率大小，油缸（8）可以通过活塞杆（8-4）改变作用在工件上作用力的幅值大小、均值大小和频率大小，实现向工件可控交变加载的目的。
3.根据权利要求1、2任一权利要求所述的一种交变加载液压系统，其特征在于：所述油缸（8）的上部安装有压力传感器（7），所述压力传感器（7）可以实时检测油缸上腔（8-1）内的油压，并可以通过测得的油压，进一步调节比例溢流阀（5）的控制信号，实现对工件加载力的实时控制，满足控制要求。
4.根据权利要求1、2任一权利要求所述的一种交变加载液压系统，其特征在于：所述比例溢流阀（5）还设置压力表（4），通过管路五（10-5）连接。
5.根据权利要求1所述的一种交变加载液压系统，其特征在于：所述换向阀（6）可以是电磁换向阀，也可以是手动换向阀、电液换向阀。
6.根据权利要求3所述的一种交变加载液压系统，其特征在于：所述压力传感器（7）可以是远传压力表。
7.根据权利要求1所述的一种交变加载液压系统，其特征在于：所述液压泵（2）可以是变量泵，也可以是定量泵。
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