CN103963334A - 一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机 - Google Patents

Abstract

一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机，包括工作台，工作台固定在底座之上，机身结构为三梁四柱形式，四根立柱中空，拉杆穿过立柱内部，拉杆两端通过拉紧螺母分别固定在上横梁和底座上，导轨固定在立柱上，直线导轨滑块固定在压力机滑块外壁上，在导轨上上下滑动，本发明结合伺服电机高控制精度，机械结构高运行速度，液压缸大负载特点，空行程采用独立的伺服电机和机械结构驱动，工作行程采用液压系统驱动，使本发明能降低伺服电机功率，提高能源利用率，提高柔性。

Description

一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机

技术领域

本发明涉及一种液压机，具体涉及一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机。

背景技术

压力机是一种广泛应用于压力成型领域的设备，可以完成拉深、冲裁、锻压、折弯等多种成型工艺。常见的压力机有机械压力机和液压机两种，机械压力机主要以普通电机带动曲柄滑块机构完成往复式机械运动，机械压力机的特点是运动速度快，结构简单，一般的机械压力机在设计完成后滑块运动曲线也是既定的，使得机械压力机的通用性降低，而且传统的机械压力机一般具有飞轮和离合器耗能占总能量的20%。液压机由液压泵提供动力，通过控制液压阀完成滑块运动速度和运动曲线的控制，液压泵的装机功率是根据工作行程压力确定的，在空行程和回程阶段势必造成能量的损失，液压机的设计吨位可以达到较大值。

随着伺服控制技术的发展，伺服电机直接驱动的压力机越来越多的应用在压力加工行业，但是但大功率伺服电机价格昂贵，国内制造水平较低，核心部件主要依靠进口，为提高伺服压力机公称压力一般需要大尺寸复杂增力机构，增加了设计难度和成本，阻碍了国内伺服压力机的推广和发展。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机，结合伺服电机高控制精度，机械结构高运行速度，液压缸大负载特点，空行程采用独立的伺服电机和机械结构驱动，工作行程采用液压系统驱动，使本发明能降低伺服电机功率，提高能源利用率，提高柔性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机，包括工作台13，工作台13固定在底座15之上，机身结构为三梁四柱形式，四根立柱12中空，拉杆14穿过立柱12内部，拉杆14两端通过拉紧螺母3分别固定在上横梁2和底座15上，将立柱12固定在上横梁2和底座15之间，导轨11固定在立柱12上，直线导轨滑块23固定在压力机滑块10外壁上，在导轨11上上下滑动；

空行程驱动系统由伺服传动机构和肘杆机构组成，伺服传动机构包括伺服电机4，伺服电机4与行星减速器19连接，行星减速器19固定在上横梁2上，行星减速器19输出轴与上同步带轮20连接，上同步带轮20与下同步带轮22通过同步带21进行运动同步，下同步带轮22与曲轴7连接；肘杆机构包括上肘杆5，上肘杆5上端与上横梁2铰接，下端与下肘杆8、连杆6通过销轴16铰接，销轴16固定在下肘杆8上不能转动，上肘杆5、连杆6通过滑动轴承与销轴16配合，连杆6另一端与曲轴7铰接，曲轴7两端通过调心滚子轴承和圆锥滚子轴承固定在机身上，轴承均安装在轴承套筒17内，轴承套筒17外端由轴承端盖18密封，下肘杆8下端与液压缸9铰接；

工作行程驱动系统包括液压缸9和液压回路1，液压缸9为变形活塞缸，液压缸9包含缸体901、活塞902、模高调整连杆903、液压缸端盖904，活塞902活塞杆内部有螺纹孔与模高调整连杆903连接，缸体901下端有通孔通过螺栓固定在压力机滑块10上，活塞902安装在缸体901内部，端盖904内壁外壁具有密封圈，并固定在缸体901上端将缸体密封，液压缸9有两个液压腔与液压回路1相通，液压回路1包括油箱101、液压泵102、单向阀103、蓄能器104、换向阀105、溢流阀106，油箱101的出油管依次通过溢流阀106、液压泵102、单向阀103、蓄能器104、换向阀105和液压缸9的两个液压腔室连通。

所述的肘杆机构和液压缸9均为2套，相对于机身安置，两个液压缸9共用一套液压回路1。

所述的导轨11上安装光栅尺，实时检测压力机滑块10位置反馈给伺服电机4。

所述的换向阀105是一种三位四通阀，为手动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀中的一种开关液压换向阀，尤其是比例换向阀或伺服阀中的一种连续可控的液压换向阀。

本发明的有利效果：

1、空行程为大行程，采用伺服电机驱动肘杆机构，伺服电机需求功率小，降低了伺服电机功率，又保留了其高控制精度高和高执行速度，并可调节伺服电机输出特性调整冲压曲线。

2、工作行程采用液压系统慢速压制，由于工作行程占总行程比值较小，油缸尺寸小，用油量小，响应快，发热量小，液压系统仅为工作行程提供能量，液压缸内油液升压至工作载荷所需要的能量较少。

3、空行程的机械机构和工作行程的液压系统可以单独动作，可单独作为普通机械压力机或液压机使用。

附图说明

图1是本发明的整体结构前视图。

图2是本发明的整体结构左视图。

图3是本发明液压系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1和图2，一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机，包括工作台13，工作台13通过螺栓固定在底座15之上，机身结构为三梁四柱形式，四根立柱12中空，拉杆14穿过立柱12内部，拉杆14两端通过拉紧螺母3分别固定在上横梁2和底座15上，将立柱12固定在上横梁2和底座15之间，导轨11固定在立柱12上，直线导轨滑块23通过螺钉固定在压力机滑块10外壁上，在导轨11上上下滑动；装机时拉杆14要施加合适预紧力，保证机身刚度在合适范围内；

空行程驱动系统由伺服传动机构和肘杆机构组成，伺服传动机构包括伺服电机4、行星减速器19、同步带21、上同步带轮20、下同步带轮22，伺服电机4通过螺栓与行星减速器19连接，行星减速器19通过螺钉固定在上横梁2上，行星减速器19输出轴与上同步带轮20连接，上同步带轮20与下同步带轮22通过同步带21进行运动同步，下同步带轮22与曲轴7连接；肘杆机构包括上肘杆5、连杆6、下肘杆8，上肘杆5上端通过销轴与上横梁2铰接，下端与下肘杆8、连杆6通过销轴16铰接，销轴16通过螺钉固定在下肘杆8上不能转动，上肘杆5、连杆6通过滑动轴承与销轴16配合，连杆6另一端与曲轴7铰接，曲轴7两端通过调心滚子轴承和圆锥滚子轴承固定在机身上，轴承均安装在轴承套筒17内，轴承套筒17外端由轴承端盖18密封，下肘杆8下端与液压缸9铰接；

参照图3，工作行程驱动系统包括液压缸9和液压回路1，液压缸9为变形活塞缸，液压缸9包含缸体901、活塞902、模高调整连杆903、液压缸端盖904，活塞902活塞杆内部有螺纹孔与模高调整连杆903连接，缸体901下端有通孔通过螺栓固定在压力机滑块10上，活塞902安装在缸体901内部，端盖904内壁外壁具有密封圈，并通过螺钉固定在缸体901上端将缸体密封，液压缸9有两个液压腔与液压回路1相通，液压回路1包含油箱101、液压泵102、单向阀103、蓄能器104、换向阀105、溢流阀106，油箱101的出油管依次通过溢流阀106、液压泵102、单向阀103、蓄能器104、换向阀105和液压缸9的两个液压腔室连通，油液驱动液压缸9完成相关动作。

所述的肘杆机构和液压缸9均为2套，相对于机身安置，两个液压缸9共用一套液压回路1。

所述的导轨11上安装光栅尺，实时检测压力机滑块10位置反馈给伺服电机4。

所述的换向阀105是一种三位四通阀，为手动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀中一种开关液压换向阀，尤其是比例换向阀或伺服阀中的一种连续可控的液压换向阀。

本发明的工作原理为：

在单次冲压过程，伺服电机4通过行星减速器19、上同步带轮20和下同步带轮22驱动曲轴7作回转运动，曲轴7带动连杆6、上肘杆5和下肘杆8动作，曲轴7快速转动至水平最右位置时，伺服电机4控制机械结构静止，压力机滑块10运动至下死点，此时连杆6水平，上肘杆5、下肘杆8竖直，肘杆机构承载承载力达到最大值，换向阀105调至1YA位，液压泵102工作，液压缸9下腔进油，驱动压力机滑块10完成慢速压制。回程阶段，换向阀105调至2YA位，液压缸9上腔进油，缸体901向上运动，同时伺服电机4转动，肘杆机构动作，下肘杆8带动液压缸9向上运动至上顶点，回程阶段伺服电机4和液压泵102同时运行，使返程快速准确。

在多次快速冲压过程，液压泵102一直处于工作状态，当伺服电机4驱动肘杆机构空程向下运动时，换向阀105处于中位，液压缸9上下腔被封死，液压泵102给蓄能器104供油，工作行程阶段液压泵102和蓄能器104同时给液压缸9充液，这避免了高压油液的浪费。

空行程采用伺服电机和机械机构驱动，运行速度快，而工作行程采用液压系统能达到的工作压力大，由于工作行程占总行程比值较小，液压缸尺寸较小，用油量小，液压系统响应快，液压缸内油液升压至工作载荷所需要的能量较少。压力机将工作行程和空行程单独分开避免了高压油的能量浪费，达到快速运行并节能的优点。

Claims (4)

1.一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机，包括工作台（13），其特征在于：工作台（13）固定在底座（15）之上，机身结构为三梁四柱形式，四根立柱（12）中空，拉杆（14）穿过立柱（12）内部，拉杆（14）两端通过拉紧螺母（3）分别固定在上横梁（2）和底座（15）上，将立柱（12）固定在上横梁（2）和底座（15）之间，导轨（11）固定在立柱（12）上，直线导轨滑块（23）固定在压力机滑块（10）外壁上，在导轨（11）上上下滑动；

空行程驱动系统由伺服传动机构和肘杆机构组成，伺服传动机构包括伺服电机（4），伺服电机（4）与行星减速器（19）连接，行星减速器（19）固定在上横梁（2）上，行星减速器（19）输出轴与上同步带轮（20）连接，上同步带轮（20）与下同步带轮（22）通过同步带（21）进行运动同步，下同步带轮（22）与曲轴（7）连接；肘杆机构包括上肘杆（5），上肘杆（5）上端与上横梁（2）铰接，下端与下肘杆（8）、连杆（6）通过销轴（16）铰接，销轴（16）固定在下肘杆（8）上不能转动，上肘杆（5）、连杆（6）通过滑动轴承与销轴（16）配合，连杆（6）另一端与曲轴（7）铰接，曲轴（7）两端通过调心滚子轴承和圆锥滚子轴承固定在机身上，轴承均安装在轴承套筒（17）内，轴承套筒（17）外端由轴承端盖（18）密封，下肘杆（8）下端与液压缸（9）铰接；

工作行程驱动系统包括液压缸（9）和液压回路（1），液压缸（9）为变形活塞缸，液压缸（9）包含缸体（901）、活塞（902）、模高调整连杆（903）、液压缸端盖（904），活塞（902）活塞杆内部有螺纹孔与模高调整连杆（903）连接，缸体（901）下端有通孔通过螺栓固定在压力机滑块（10）上，活塞（902）安装在缸体（901）内部，端盖（904）内壁外壁具有密封圈，并固定在缸体（901）上端将缸体密封，液压缸（9）有两个液压腔与液压回路（1）相通，液压回路（1）包括油箱（101）、液压泵（102）、单向阀（103）、蓄能器（104）、换向阀（105）、溢流阀（106），油箱（101）的出油管依次通过溢流阀（106）、液压泵（102）、单向阀（103）、蓄能器（104）、换向阀（105）和液压缸（9）的两个液压腔室连通。

2.根据权利要求1所述的一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机，其特征在于：所述的肘杆机构和液压缸（9）均为2套，相对于机身安置，两个液压缸（9）共用一套液压回路（1）。

3.根据权利要求1所述的一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机，其特征在于：所述的导轨（11）上安装光栅尺，实时检测压力机滑块（10）位置反馈给伺服电机（4）。

4.根据权利要求2所述的一种带有肘杆机构的机械液压复合的节能式伺服液压机，其特征在于：所述的换向阀（105）是一种三位四通阀，为手动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀中一种开关液压换向阀，尤其是比例换向阀或伺服阀中的一种连续可控的液压换向阀。