CN104279198B - 磨床液压缸防撞急停液压系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磨床液压缸防撞急停液压系统，其特征在于包括液压缸、电液换向阀、电磁换向阀、异步电机、定量泵、吸油过滤器、管道过滤器、左液控单向阀、左电磁换向阀、右液控单向阀、右电磁换向阀、左直动式溢流阀、右直动式溢流阀和压力表，所述异步电机带动装有吸油过滤器的定量泵旋转，将液压油经管道过滤器过滤后，传入到控制液压缸换向的电液换向阀中，所述左进油腔的进油处设有左电磁换向阀和左液控单向阀，所述右进油腔的进油处设有右电磁换向阀和右液控单向阀，以通过左电磁换向阀控制左右电磁换向阀控制液控单向阀来实现液压缸活塞的防撞急停功能。

Description

磨床液压缸防撞急停液压系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及机床控制领域，详细地讲是一种磨床液压缸防撞急停液压系统及其控制方法。
背景技术
众所周知，目前，应用到磨床上的工作台液压缸在减速至停止的过程中，是依靠控制液压缸左右腔进油的电磁换向阀失电来切断供油、负载惯性在摩擦力的作用下实现的。由于液压缸拖动的负载存在惯性，液压缸的回油腔又与油箱相通，这样会产生一定距离的缓冲行程，一旦缓冲行程量不够大，会引起液压缸内的活塞撞击到缸筒上，这种撞缸现象对设备产生很大的震动，导致液压缸活塞的剧烈磨损与破坏变形，导致液压缸的左右腔相通内泄情况，严重的情况会致使活塞冲出缸内引发安全事故。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、性能稳定、安全可靠、缩短急停时间、占用空间小、避免安全事故的磨床液压缸防撞急停液压系统及其控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种磨床液压缸防撞急停液压系统，其特征在于包括液压缸、电液换向阀、电磁换向阀、异步电机、定量泵、吸油过滤器、管道过滤器、左液控单向阀、左电磁换向阀、右液控单向阀、右电磁换向阀、左直动式溢流阀、右直动式溢流阀和压力表，所述异步电机带动装有吸油过滤器的定量泵旋转，将液压油经管道过滤器过滤后，传入到控制液压缸换向的电液换向阀中，通过电液换向阀上的电磁换向阀的左右电磁铁的吸合位置来控制液压缸的左进油腔和右进油腔的进油方向，所述左进油腔的进油处设有左电磁换向阀和左液控单向阀，所述右进油腔的进油处设有右电磁换向阀和右液控单向阀，以通过左电磁换向阀控制左液控单向阀和右电磁换向阀控制右液控单向阀来实现液压缸活塞的防撞急停功能，并分别通过左直动式溢流阀和右直动式溢流阀控制进油的压力限制，并通过压力表显示为当前系统压力值，以达到提升安全保护的作用。
本发明可在管道过滤器出油端设有电磁溢流阀，通过电磁溢流阀得电为系统加压，将带压力的液压油传入到控制液压缸换向的电液换向阀的阀腔中，以使液压缸活塞在防撞急停的左电磁换向阀和右电磁换向阀动作时，提供系统压力的电磁溢流阀也同时失电卸荷，快速卸掉液压缸进油腔的推动压力，大大增加液压缸减速时的加速度，缩短了急停时间。
本发明可在电磁换向阀上设有单向节流阀，以利于严格控制液压缸的换向时间。
本发明可在电液换向阀的进液端设有比例调速阀，带压力的液压油经管道过滤器过滤后，通过比例调速阀的调速，传入到控制液压缸换向的液控换向阀腔中，达到进一步调节精确调节进液速度。
本发明还可在液压缸的回油管路上设有风冷机，在液压缸左右往复运动时，液压缸的回油腔的液压油经风冷机冷却后回油箱，达到使用安全可靠的作用。
本发明还可在所述液压缸的左进油腔壁上设有左限位开关，右进油腔壁上设有右限位开关，所述左限位开关和右限位开关分别经系统控制，当左限位开关位置检测发出信号时，左电磁换向阀和右电磁换向阀的电磁铁得电、电磁溢流阀的电磁铁与电磁换向阀同时失电；当SQ2右限位开关位置检测发出信号时，左电磁换向阀和右电磁换向阀的电磁铁得电、电磁溢流阀的电磁铁与电磁换向阀同时失电，以利于进一步精确控制液压缸的防撞急停。
本发明还可将电液换向阀、左液控单向阀、右液控单向阀、左电磁换向阀、右电磁换向阀、左直动式溢流阀、右直动式溢流阀、单向节流阀和电磁换向阀集成在一个集成阀体上，所述集成阀体一侧与左液控单向阀固定连接，另一侧与右液控单向阀固定连接，所述集成阀体上端中心与电液换向阀固定连接，上端面一侧分别与左直动式溢流阀和左电磁换向阀固定连接，另一侧分别与右直动式溢流阀和右电磁换向阀固定连接，所述单向节流阀下端与电液换向阀固定连接，上端与电磁换向阀固定连接，所述集成阀体经设有的进油口和出油口与液压缸相连接，以利于减少因弯管、通流截面变化等引起局部压力损失，同时还大大减少了占据空间。
一种磨床液压缸防撞急停控制方法，其特征步骤为：
一、左直动式溢流阀、右直动式溢流阀及电磁溢流阀的压力值进行调节设置；
1）、将左直动式溢流阀、右直动式溢流阀及电磁溢流阀的增压旋钮都处于完全放松的无加压位置，此时，所有电磁阀都需处于失电状态；
2）、启动异步电机带动装有吸油过滤器的定量叶片泵旋转，电磁溢流阀得电，缓慢旋紧其上的溢流阀增压旋钮至调压最大值处，使溢流阀暂时起不到溢流的作用，甘油式压力表的显示值为零，再去设定直动式溢流阀与的压力值；
二、左直动式溢流阀的设定值调节：
电磁溢流阀的电磁铁YV5得电，左二位四通电磁换向阀的电磁铁YV3与右二位四通电磁换向阀的电磁铁YV4同时得电，三位四通电磁换向阀的YV2电磁铁得电吸合，此时液压缸趋于右运动，但此时液压缸的回油处被液控单向阀封住，而处于静止状态，缓慢调节左直动式溢流阀的加压旋钮，直至甘油式压力表显示的压力大于所需的系统工作压力值；
三、直动式溢流阀的设定值调节：
在上述步骤二的状态下，三位四通电磁换向阀的YV2失电、YV1得电，甘油式压力表的显示值为零，缓慢调节右直动式溢流阀的加压旋钮，至甘油式压力表显示的压力与上述步骤二左直动式溢流阀的调压值相同；
四、电磁溢流阀的设定值调节：
在上述步骤三的状态下，缓慢放松电磁溢流阀上的溢流阀调节旋钮，使得甘油式压力表显示值下降到所需的系统压力；
五、上述个步骤一、二、三、四的压力阀调节设置完毕，所有的电磁阀处于失电状态；
六、液压系统正常工作步骤：
通过电磁溢流阀的电磁铁YV5得电加压，三位四通电磁换向阀的左电磁铁YV1 与右电磁铁YV2的吸合切换，使液压缸自动往复运动；
七、液压缸的防撞急停：
当左限位开关位置检测发出信号时，左二位四通电磁换向阀的电磁铁YV3得电、电磁溢流阀的电磁铁YV5与三位四通电磁换向阀同时失电；当右限位开关位置检测发出信号时，右二位四通电磁换向阀的电磁铁YV4得电、电磁溢流阀的电磁铁YV5与三位四通电磁换向阀同时失电，液压缸立即停止运动。
本发明所述左电磁换向阀和右电磁换向阀均采用二位四通电磁换向阀，所述二位四通电磁换向阀的结构为现有技术，此不赘述。
本发明所述电磁换向阀采用三位四通电磁换向阀，所述三位四通电磁换向阀的结构为现有技术，此不赘述。
本发明所述压力表优选采用甘油式压力表，所述甘油式压力表的结构为现有技术，此不赘述。
本发明由于采用上述结构，将设有电磁换向阀控制的液控单向阀与液压缸的左、右进油腔分别相通，液压缸左、右运动方向的极限位置上各装有限位检测开关，当左限位开关或右限位开关检测到活塞杆的左或右运动到达极限位置时，对应的液压缸回油腔一侧的电磁换向阀得电，关闭其控制的液控单向阀先导油，使回油腔形成封闭腔而不回油，来快速达到减速急停的目的；而且，控制系统压力的电磁溢流阀也同时失电，快速卸掉液压缸进油腔的推动压力，增加液压缸减速时的加速度，从而缩短减速急停时间，避免了液压缸内的活塞撞击到缸筒上而导致液压缸活塞的剧烈磨损、破坏变形及内泄的情况，具有结构新颖、性能稳定、安全可靠、缩短急停时间、占用空间小、避免安全事故等优点。
附图说明
图1是本发明的液压原理图。
图2是图1中各电磁阀动作时序图（表中+表示得电、—表示失电）。
图3防撞急停集成阀组示意图。
附图标记：1. 风冷机 ，2. 比例调速阀，3.吸油过滤器 ，4.异步电机，5.定量叶片泵，6. 管道过滤器 ，7.甘油式压力表，8.电磁溢流阀, 9. 电液换向阀, 10.1. 左液控单向阀, 10.2. 左液控单向阀，11.1.左直动式溢流阀，11.2.右直动式溢流阀，12.1.左二位四通换向阀，12.2.左二位四通换向阀，13.单向节流阀，14.三位四通电磁换向阀，15.液压缸，16.集成阀体，进油口17、出油口18。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
如附图所示，一种磨床液压缸防撞急停液压系统，其特征在于包括液压缸15、电液换向阀9、电磁换向阀14、异步电机4、定量泵5、吸油过滤器3、管道过滤器6、左液控单向阀10.1、左电磁换向阀12.1、右液控单向阀10.2、右电磁换向阀12.2、左直动式溢流阀11.1、右直动式溢流阀11.2和压力表7，所述异步电机4带动装有吸油过滤器3的定量泵5旋转，将液压油经管道过滤器6过滤后，传入到控制液压缸15换向的电液换向阀9中，通过电液换向阀9上的电磁换向阀14的左电磁铁或右电磁铁的吸合位置来控制液压缸的左进油腔和右进油腔的进油方向，所述左进油腔的进油处设有左电磁换向阀12.1和左液控单向阀10.1，所述右进油腔的进油处设有右电磁换向阀12.2和右液控单向阀10.2，以通过左电磁换向阀12.1控制左液控单向阀10.1和右电磁换向阀12.2控制右液控单向阀10.2来实现液压缸活塞的防撞急停功能，并分别通过左直动式溢流阀11.1和右直动式溢流阀11.2控制进油的压力限制，并通过压力表7显示为当前系统压力值，以达到提升安全保护的作用。
本发明可在管道过滤器6出油端设有电磁溢流阀8，通过电磁溢流阀8得电为系统加压，将带压力的液压油传入到控制液压缸换向的电液换向阀9的阀腔中，以使液压缸活塞在防撞急停的左电磁换向阀12.1和右电磁换向阀12.2动作时，提供系统压力的电磁溢流阀8也同时失电卸荷，快速卸掉液压缸15进油腔的推动压力，大大增加液压缸15减速时的加速度，缩短了急停时间。
本发明可在电磁换向阀14上设有单向节流阀13，以利于严格控制液压缸15的换向时间。
本发明可在电液换向阀9的进液端设有比例调速阀2，带压力的液压油经管道过滤器6过滤后，通过比例调速阀2的调速，传入到控制液压缸15换向的液控换向阀腔中，达到进一步调节精确调节进液速度。
本发明还可在液压缸15的回油管路上设有风冷机1，在液压缸15左右往复运动时，液压缸15的回油腔的液压油经风冷机1冷却后回油箱，达到使用安全可靠的作用。
本发明还可在所述液压缸15的左进油腔壁上设有左限位开关SQ1，右进油腔壁上设有右限位开关SQ2，所述左限位开关SQ1和右限位开关SQ2分别经系统控制，当左限位开关SQ1位置检测发出信号时，左电磁换向阀12.1和右电磁换向阀12.2的电磁铁得电、电磁溢流阀8的电磁铁与电磁换向阀14同时失电；当右限位开关SQ2位置检测发出信号时，左电磁换向阀12.1和右电磁换向阀12.2的电磁铁得电、电磁溢流阀8的电磁铁与电磁换向阀14同时失电，以利于进一步精确控制液压缸15的防撞急停。
本发明还可将电液换向阀9、左液控单向阀11.1、右液控单向阀11.2、左电磁换向阀12.1、右电磁换向阀12.2、左直动式溢流阀11.1、右直动式溢流阀11.2、单向节流阀13和电磁换向阀14集成在一个集成阀体16上，所述集成阀体16一侧与左液控单向阀10.1固定连接，另一侧与右液控单向阀10.2固定连接，所述集成阀体16上端中心与电液换向阀9固定连接，上端面一侧分别与左直动式溢流阀11.1和左电磁换向阀11.2固定连接，另一侧分别与右直动式溢流阀11.2和右电磁换向阀12.2固定连接，所述单向节流阀13下端与电液换向阀9固定连接，上端与电磁换向阀14固定连接，所述集成阀体16经设有的进油口17和出油口18与液压缸相连通，以利于减少因弯管、通流截面变化等引起局部压力损失，同时还大大减少了占据空间。
本发明所述左电磁换向阀和右电磁换向阀均采用二位四通电磁换向阀，所述二位四通电磁换向阀的结构为现有技术，此不赘述。
本发明所述电磁换向阀采用三位四通电磁换向阀，所述三位四通电磁换向阀的结构为现有技术，此不赘述。
本发明所述压力表优选采用甘油式压力表，所述甘油式压力表的结构为现有技术，此不赘述。
实施例：如图1所示，异步电机4带动装有吸油过滤器3的定量叶片泵5旋转，电磁溢流阀8得电使系统加压，带压力的液压油经管道过滤器6过滤后，通过比例调速阀2调速，传入到控制液压缸换向的电液换向阀9腔中。X1/X2/X3标示分别为液控单向阀与电液换向阀的外控先导控制油，由系统管路分支提供。通过电液换向阀9上的三位四通电磁换向阀14左右电磁铁的吸合位置来控制液压缸15的进油方向，单向节流阀13控制液压缸15换向时间，液压缸15的左右腔进油处分别装有左电磁换向阀12.1与右电磁换向阀12.2控制的左液控单向阀10.1与右液控单向阀10.2来实现防撞急停功能，并分别设有左直动式溢流阀11.1与右直动式溢流阀11.2作为进油的压力限制安全保护，甘油式压力表7显示为当前系统压力值，液压缸15左右往复运动时，回油腔的液压油经风冷机1冷却后回油箱。
本发明的控制方法步骤如下：根据液压原理图1所示：
一、左直动式溢流阀11.1、右直动式溢流阀11.2及电磁溢流阀8的压力值进行调节设置；
1）、将左直动式溢流阀11.1、右直动式溢流阀11.2及电磁溢流阀8的增压旋钮都处于完全放松的无加压位置，此时，所有电磁阀都需处于失电状态；
2）、启动异步电机4带动装有吸油过滤器3的定量叶片泵5旋转，电磁溢流阀8得电，缓慢旋紧其上的溢流阀增压旋钮至调压最大值处，使溢流阀暂时起不到溢流的作用，甘油式压力表7的显示值为零，再去设定直动式溢流阀11.1与11.2的压力值；
二、左直动式溢流阀11.1的设定值调节：
电磁溢流阀8的电磁铁YV5得电，左二位四通电磁换向阀12.1的电磁铁YV3与右二位四通电磁换向阀12.2的电磁铁YV4同时得电，三位四通电磁换向阀14的YV2电磁铁得电吸合，此时液压缸15趋于右运动，但此时液压缸15的回油处被液控单向阀10.2封住，而处于静止状态，缓慢调节左直动式溢流阀11.1的加压旋钮，直至甘油式压力表7显示的压力大于所需的系统工作压力值；
三、直动式溢流阀11.2的设定值调节：
在上述步骤二的状态下，三位四通电磁换向阀14的YV2失电、YV1得电，甘油式压力表7的显示值为零，缓慢调节右直动式溢流阀11.2的加压旋钮，至甘油式压力表7显示的压力与上述步骤二左直动式溢流阀11.1的调压值相同。
四、电磁溢流阀8的设定值调节：
在上述步骤三的状态下，缓慢放松电磁溢流阀上的溢流阀调节旋钮，使得甘油式压力表7显示值下降到所需的系统压力；
五、上述个步骤一、二、三、四的压力阀调节设置完毕，所有的电磁阀处于失电状态；
六、液压系统正常工作步骤：
如附图2所示，通过电磁溢流阀8的电磁铁YV5得电加压，三位四通电磁换向阀14的左电磁铁YV1 与右电磁铁YV2的吸合切换，使液压缸自动往复运动；
七、液压缸的防撞急停：
如附图2所示，当SQ1左限位开关位置检测发出信号时，左二位四通电磁换向阀12.1的电磁铁YV3得电、电磁溢流阀8的电磁铁YV5与三位四通电磁换向阀14同时失电；当SQ2右限位开关位置检测发出信号时，右二位四通电磁换向阀12.2的电磁铁YV4得电、电磁溢流阀8的电磁铁YV5与三位四通电磁换向阀14同时失电，液压缸立即停止运动（如图2）。
本发明由于采用上述结构，将设有电磁换向阀控制的液控单向阀与液压缸的左、右进油腔分别相通，液压缸左、右运动方向的极限位置上各装有限位检测开关，当左限位开关或右限位开关检测到活塞杆的左或右运动到达极限位置时，对应的液压缸回油腔一侧的电磁换向阀得电，关闭其控制的液控单向阀先导油，使回油腔形成封闭腔而不回油，来快速达到减速急停的目的；而且，控制系统压力的电磁溢流阀也同时失电，快速卸掉液压缸进油腔的推动压力，增加液压缸减速时的加速度，从而缩短减速急停时间，避免了液压缸内的活塞撞击到缸筒上而导致液压缸活塞的剧烈磨损、破坏变形及内泄的情况，具有结构新颖、性能稳定、安全可靠、缩短急停时间、占用空间小、避免安全事故等优点。

Claims (1)

1.一种磨床液压缸防撞急停液压系统，其特征在于包括液压缸、电液换向阀、电磁换向阀、异步电机、定量泵、吸油过滤器、管道过滤器、左液控单向阀、左电磁换向阀、右液控单向阀、右电磁换向阀、左直动式溢流阀、右直动式溢流阀和压力表，所述异步电机带动装有吸油过滤器的定量泵旋转，将液压油经管道过滤器过滤后，传入到控制液压缸换向的电液换向阀中，通过电液换向阀上的电磁换向阀的左右电磁铁的吸合位置来控制液压缸的左进油腔和右进油腔的进油方向，所述左进油腔的进油处设有左电磁换向阀和左液控单向阀，所述右进油腔的进油处设有右电磁换向阀和右液控单向阀，并分别通过左直动式溢流阀和右直动式溢流阀控制进油的压力限制，所述管道过滤器出油端设有电磁溢流阀，通过电磁溢流阀得电为系统加压，将带压力的液压油传入到控制液压缸换向的电液换向阀的阀腔中，所述电磁换向阀上设有单向节流阀，所述电液换向阀的进液端设有比例调速阀，带压力的液压油经管道过滤器过滤后，通过比例调速阀的调速，传入到控制液压缸换向的电液换向阀阀腔中，所述液压缸的回油管路上设有风冷机，在液压缸左右往复运动时，液压缸的回油腔的液压油经风冷机冷却后回油箱，所述液压缸的左进油腔壁上设有左限位开关，右进油腔壁上设有右限位开关，所述左限位开关和右限位开关分别经系统控制，当左限位开关检测位置并发出信号时，左电磁换向阀和右电磁换向阀的电磁铁得电、电磁溢流阀的电磁铁YV5与电磁换向阀同时失电；当右限位开关检测位置并发出信号时，左电磁换向阀和右电磁换向阀的电磁铁得电、电磁溢流阀的电磁铁YV5与电磁换向阀同时失电，所述电液换向阀、左液控单向阀、右液控单向阀、左电磁换向阀、右电磁换向阀、左直动式溢流阀、右直动式溢流阀、单向节流阀和电磁换向阀集成在一个集成阀体上，所述集成阀体一侧与左液控单向阀固定连接，另一侧与右液控单向阀固定连接，所述集成阀体上端中心与电液换向阀固定连接，上端面一侧分别与左直动式溢流阀和左电磁换向阀固定连接，另一侧分别与右直动式溢流阀和右电磁换向阀固定连接，所述单向节流阀下端与电液换向阀固定连接，上端与电磁换向阀固定连接，所述集成阀体经设有的进油口和出油口与液压缸相连接，所述定量泵为定量叶片泵，所述压力表为甘油式压力表，所述左电磁换向阀为左二位四通电磁换向阀，所述右电磁换向阀为右二位四通电磁换向阀，所述电磁换向阀为三位四通电磁换向阀，所述磨床液压缸防撞急停液压系统的控制方法步骤为：
一、左直动式溢流阀、右直动式溢流阀及电磁溢流阀的压力值进行调节设置；
1）、将左直动式溢流阀、右直动式溢流阀及电磁溢流阀的增压旋钮都处于完全放松的无加压位置，此时，所有电磁阀都需处于失电状态；
2）、启动异步电机带动装有吸油过滤器的定量叶片泵旋转，电磁溢流阀得电，缓慢旋紧其上的增压旋钮至调压最大值处，使电磁溢流阀暂时起不到溢流的作用，甘油式压力表的显示值为零，再去设定左直动式溢流阀与右直动式溢流阀的压力值；
二、左直动式溢流阀的压力值调节：
电磁溢流阀的电磁铁YV5得电，左二位四通电磁换向阀的电磁铁与右二位四通电磁换向阀的电磁铁同时得电，三位四通电磁换向阀的右电磁铁YV2得电吸合，此时液压缸趋于右运动，但此时液压缸的回油处被右液控单向阀封住，而处于静止状态，缓慢调节左直动式溢流阀的增压旋钮，直至甘油式压力表显示的压力大于所需的系统工作压力值；
三、右直动式溢流阀的压力值调节：
在上述步骤二的状态下，三位四通电磁换向阀的右电磁铁YV2失电、左电磁铁YV1得电，甘油式压力表的显示值为零，缓慢调节右直动式溢流阀的增压旋钮，至甘油式压力表显示的压力与上述步骤二左直动式溢流阀的压力值相同；
四、电磁溢流阀的压力值调节：
在上述步骤三的状态下，缓慢放松电磁溢流阀上的增压旋钮，使得甘油式压力表显示值下降到所需的系统压力；
五、上述各步骤一、二、三、四的左直动式溢流阀、右直动式溢流阀、电磁溢流阀调节设置完毕，所有的电磁阀处于失电状态；
六、液压系统正常工作步骤：
通过电磁溢流阀的电磁铁YV5得电加压，三位四通电磁换向阀的左电磁铁YV1 与右电磁铁YV2的吸合切换，使液压缸自动往复运动；
七、液压缸的防撞急停：
当左限位开关检测位置并发出信号时，左二位四通电磁换向阀的电磁铁得电、电磁溢流阀的电磁铁YV5与三位四通电磁换向阀同时失电，立即停止运动；当右限位开关检测位置并发出信号时，右二位四通电磁换向阀的电磁铁得电、电磁溢流阀的电磁铁YV5与三位四通电磁换向阀同时失电，液压缸立即停止运动。
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