CN103521601A - 一种穿孔机前推坯缸的液压控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种穿孔机前推坯缸的液压控制系统及控制方法，所述前推坯缸包括有杆腔及无杆腔，所述液压油管包括压力油管和回油管，所述压力油管及回油管分别连通至一比例阀，所述比例阀通过第一管路连通至所述无杆腔，所述比例阀通过第二管路连通至所述有杆腔；所述第二管路上设置有正向导通反向止回的阀件；所述有杆腔通过一第三管路连通至所述压力油管，所述第三管路上设置有反向导通正向止回的阀件。相对于现有技术减少了阀件的使用数量，使多个控制动作利用一个比例阀完成。有效改善了推坯缸由快进到工进时的冲击振动和略微停顿现象。而且，利用两个止回管路有效降低了液压系统的设计容量，减少了制造成本。

Description

一种穿孔机前推坯缸的液压控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及无缝钢管生产中的穿孔机控制技术，特别涉及一种钢管穿孔机前推坯缸的液压比例控制系统及控制方法。

背景技术

在钢管穿孔机中，推坯缸的动作顺序为：从快进到工进（速度慢）再到快速返回。如图1所示，推坯缸7具有无杆腔71和有杆腔72。推坯缸7的液压控制系统的阀架9内具有阀块8，阀块8包括左电磁阀81、左节流阀82、右电磁阀83和右节流阀84。

推坯缸7的上述动作分别由左电磁阀81、左节流阀82和右电磁阀83和右节流阀84来进行组合控制。

当推坯缸7动作由快进转入工进时有如下两种控制组合方法：

方法一，将左节流阀82调节为快进时所需适当流量，右节流阀84调节为推坯缸7工进所需的适当流量。快进时，左电磁阀81的电磁铁的Y1b得电，左电磁阀81停留右位，达到快进目的；转入工进时，左电磁阀81的Y1b断电，同时右电磁阀83的电磁铁Y2b得电，其电磁阀停留在右位，进入工进过程。

方法二，将左节流阀82、右节流阀84均调节为适当流量，此流量需要现场调节。在快进的工况时左电磁阀81的电磁铁Y1b和右电磁阀83电磁铁Y2b同时得电，左电磁阀81和右电磁阀83均在右位，推坯缸7到达减速位时，左电磁阀81的电磁铁Y1b断电，左电磁阀81回中位，右电磁阀83的电磁铁Y2b一直得电，右电磁阀83保持右位，进入慢速工进状态。

此控制系统的缺点有：

（1）方法一的过程中，由于左电磁阀81、右电磁阀83的开启时间不同引起时间差，表现在动作上就是有稍微停顿的过程，时间很短的话就是剧烈振动；方法二的过程中同样还是表现出较大的速度变化，阀块8出现冲击振动。

（2）由于推坯缸7的行程一般都比较长，当推坯缸7的无杆腔71充油动作时，是整个穿孔机区需要系统流量最大的时候，往往决定了整个区域液压站容量的大小。按照现有液压控制原理图设计系统容量，往往液压站容量比较大。

（3）现有的液压控制系统也比较复杂，阀块8过大不好加工，出现故障不好查找。

（4）在系统长时间停机或者穿孔机检修时，如果整个系统中有余压，会使推坯缸7自动往外窜，这也是一个较大的安全隐患。

（5）由于穿孔机往往要换不同的钢坯来加工，速度需要经常调节，此回路速度变化时需要人为现场对左节流阀82、右节流阀84进行调节

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术改善了推坯缸由快进到工进时的冲击振动和略微停顿的缺点，发明目的在于提供一种控制动作顺畅、阀块尺寸小及液压容量小的穿孔机前推坯缸的液压控制系统。

本发明的另一目的在于提供一种速度调节更加简单和方便的穿孔机前推坯缸的液控制方法。

提供一种穿孔机前推坯缸的液压控制系统，所述前推坯缸包括有杆腔及无杆腔，所述液压油管包括压力油管和回油管，所述压力油管及回油管分别连通至一比例阀，所述比例阀通过第一管路连通至所述无杆腔，所述比例阀通过第二管路连通至所述有杆腔；所述第二管路上设置有正向导通反向止回的阀件；所述有杆腔通过一第三管路连通至所述压力油管，所述第三管路上设置有反向导通正向止回的阀件。

本发明相对于现有技术的有益效果在于，相对于现有技术减少了阀件的使用数量，使多个控制动作利用一个比例阀完成。有效改善了推坯缸由快进到工进时的冲击振动和略微停顿现象。而且，利用两个止回管路有效降低了液压系统的设计容量，减少了制造成本。

根据上述构思，所述第二管路上具有从所述比例阀至所述有杆腔方向的单向阀。

单向阀具有结构简单、成本低、故障率低的好处。可有效解决长时间停机时推坯缸的自动出窜现象。

根据上述构思，所述第三管路一端连通在所述第一管路的单向所述第三管路单向阀与有杆腔之间，另一端连通在所述压力油管所述第三管路上具有从所述有杆腔至所述压力油管的单向阀。

一种应用前述穿孔机前推坯缸的液压控制系统的控制方法，包括步骤：

所述推坯缸需要快进时：所述比例阀的电磁铁Y1b得电，所述比例阀停留右位，所述压力油管的液压油经由所述比例阀直接进入所述无杆腔，所述有杆腔中液压油由于所述正向止回管路的止回作用，经过所述反向止回管路重新进入所述压力油管，之后进入所述无杆腔；

所述推坯缸需要工进时：保持在前述快进时所述比例阀的右位，将给定给电磁铁Y1b的电流减小，所述比例阀节流降速；

所述推坯缸需要快速返回时：所述比例阀的电磁铁Y1a得电，所述比例阀停留左位。

有效改善了推坯缸由快进到工进时的冲击振动和略微停顿现象。当变换钢坯规格时，推坯缸的速度调节更加简单和方便，只需要在工控机上给定比例阀不同的电流就可达到改变速度的目的。

附图说明

图1为现有穿孔机前推坯缸的液压控制系统原理图；

图2为本发明穿孔机前推坯缸的液压控制系统原理图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

如图2所示，本发明一种穿孔机前推坯缸的液压控制系统，包括比例阀1及两个单向阀2、3。应用的穿孔机前推坯缸4同样包括无杆腔41及有杆腔42，液压油管包括压力油管P和回油管T。将压力油管P、回油管T连通至比例阀1，再将比例阀1通过第一油管51连通控制无杆腔41，比例阀1还通过第二油管52连通控制有杆腔42。

如图2所示，第二管路52上安装有一个单向阀2，以形成从比例阀1至有杆腔42的正向止回管路，正向止回是说从有杆腔42至比例阀1的返油正方向上阻止液压油返至比例阀1。另有一个第三管路53作为有杆腔42至压力油管P的反向止回管路，反向止回是说使液压油从有杆腔42中进入压力油管P，但液压油不会从压力油管P至有杆腔42这一反方向上返至有杆腔42。第三管路53一端连接在第二管路52的单向阀2与有杆腔42之间的位置，另一端连接至比例阀1之前的压力油管P上，第三管路53上安装有一个反向的单向阀3。

另外在第一管路51、第二管路52上分别安装有一个测压接头6，以便于需要时检测无杆腔41及有杆腔42的压力。如图2所示，具体应用时，本发明液压控制系统可安装在一个阀台5中，阀台5内安装阀块10，阀块10供安装比例阀1及两个单向阀2、3。

本发明中推坯缸7的动作由比例阀1来控制，比例阀1使用的是4～20mA电流控制，由于描述换向阀1换向不够直观，所以后面就直接取换向阀1的两个电磁铁Y1a（4～12mA）和Y1b（12～20mA）来进行说明。

本发明换向阀1使用的是不带位置传感器的三位四通型比例阀，可根据输入电信号的大小提供方向控制和流量大小控制，输入电信号为电流信号，具有很好的现场抗干扰能力。

参照图2，本发明穿孔机前推坯缸的液压控制方法为：

推坯缸7需要快进时：电磁铁Y1b得电，比例阀1停留右位，第一管路51连通压力油管P，第二管路52连通回油管T，压力油管P的液压油经由比例阀1直接进入无杆腔41，推动活塞向有杆腔42施压，有杆腔42中液压油压力增大，但由于正向止回管路上单向阀2的止回作用，有杆腔42中液压油的增大，使得有杆腔42中的液压油推开反向止回管路的单向阀3向压力油管P补充液压油，由于无杆腔41作用面积大于有杆腔42作用面积，可以理解为液压缸的差动回路，有杆腔42中的液压油也进入无杆腔41参与工作，从而降低了系统流量，并且使得液压缸伸出速度增加，从而达到节省液压站容量的目的。

推坯缸7需要工进时：还是保持在快进时比例阀1的右位，只是将给定给电磁铁Y1b的电流减小，比例阀1起节流目的，进行降速，由于比例阀的固有特性，从快进（高速）到工进（慢速）并没有明显的停顿或者冲击振动现象。

推坯缸7需要快速返回时：电磁铁Y1a的电，比例阀1停留左位，第一管路51连通回油管T，第二管路52连通压力油管P，第二管路52上（或称正向止回管路）单向阀2可被反向推开，压力油管P的液压油经由比例阀1通过第二管路52直接进入有杆腔42，推动活塞向无杆腔41施压，无杆腔41中液压油通过第一管路51经比例阀1返至回油管T。这时，由于压力油管P中的压力远大于单向阀2预加的弹簧压力，单向阀2打开，此时第三油管53中压力与压力油P接通，由于单向阀3也有预加的弹簧压力，通过力平衡可得出，单向阀3是不能打开的，也就是说不能反向泄漏油液的。

本发明相对于现有技术的优点：

（1）.有效改善了推坯缸7由快进（高速）到工进（慢速）时的冲击振动和略微停顿现象；

（2）.有效降低了液压系统的设计容量，减少了制造成本；

（3）.原理较现有原理简化很多，阀块尺寸变小、加工更加简单；

（4）.由于使用了单向阀2、3，有效解决了长时间停机时推坯缸的自动出窜现象；

（5）.当变换钢坯规格时，推坯缸4的速度调节更加简单和方便，只需要在工控机上给定比例阀1不同的电流就可达到改变速度的目的。

虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种穿孔机前推坯缸的液压控制系统，所述前推坯缸包括有杆腔及无杆腔，所述液压油管包括压力油管和回油管，其特征在于，所述压力油管及回油管分别连通至一比例阀，所述比例阀通过第一管路连通至所述无杆腔，所述比例阀通过第二管路连通至所述有杆腔；

所述第二管路上设置有正向导通反向止回的阀件；所述有杆腔通过一第三管路连通至所述压力油管，所述第三管路上设置有反向导通正向止回的阀件。

2.如权利要求1所述的穿孔机前推坯缸的液压控制系统，其特征在于，所述第二管路上具有从所述比例阀至所述有杆腔方向的单向阀。

3.如权利要求2所述的穿孔机前推坯缸的液压控制系统，其特征在于，所述第三管路一端连通在所述第一管路的单向所述第三管路单向阀与有杆腔之间，另一端连通在所述压力油管所述第三管路上具有从所述有杆腔至所述压力油管的单向阀。

4.一种应用如权利要求1至3任一项所述穿孔机前推坯缸的液压控制系统的控制方法，其特征在于，包括步骤：

所述推坯缸需要快进时：所述比例阀的电磁铁Y1b得电，所述比例阀停留右位，所述压力油管的液压油经由所述比例阀直接进入所述无杆腔，所述有杆腔中液压油由于所述正向止回管路的止回作用，经过所述反向止回管路重新进入所述压力油管，之后进入所述无杆腔；

所述推坯缸需要工进时：保持在前述快进时所述比例阀的右位，将给定给电磁铁Y1b的电流减小，所述比例阀节流降速；

所述推坯缸需要快速返回时：所述比例阀的电磁铁Y1a得电，所述比例阀停留左位。

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