CN104314885A - 液压超载保护装置及具备该装置的压力机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有手动油泵功能的气弹簧蓄能器的液压超载保护装置，它与滑块液压垫构成一个闭式回路。通过气动比例增压活塞带动一个柱塞对系统内的油液进行挤压，使滑块液压垫油液的压力由初始压力达到所需的工作压力值。压力机超载时，压力发讯器发出讯号使电磁阀动作切换气路，比例增压活塞带动柱塞迅速移动复位，增压腔与卸压腔相通，滑块液压垫内的油液快速向气弹簧蓄能器内释放。当压力机滑块超载越过下死点后，气弹簧蓄能器的油液能自动向滑块液压垫内回补，迅速恢复到起始工作状态。一旦超载故障被排除，压力机可立即按序重新正常工作。具备该装置的压力机，工作可靠，免维护周期长。

Description

液压超载保护装置及具备该装置的压力机

技术领域

本发明涉及压力机的超载保护，尤其涉及机械压力机的液压超载保护装置。本发明还涉及具备该装置的压力机。

背景技术

压力机是一种金属成型机械，它在实际使用中，由于各种原因会造成滑块的工作压力超过允许的范围。如：压力机选用不当、模具调整不准确、胚料重叠、材料强度提高、模刃变钝及异物落入模膛中等。这常常会导致设备的损坏或引发人身伤残事故。

为解决这一问题，压力机普遍采用各种形式的超载保护装置。以我国压力机行业常见的以气压为动力源的液压式超载保护装置为例，它主要由气动油压增压泵、超载压力卸荷阀和微动开关等部分所构成。压力机工作时，当滑块接触到下模具时所受到的力经液压垫内的油压传递给连杆。当滑块超载时，液压垫油压升高，导致卸荷阀打开，油液经卸荷阀流入油箱。同时，微动开关发出信号使压力机停止工作，起到了过载保护作用。当过载现象消除后，卸荷阀复位，气动油压增压泵动作向液压垫供油，当液压垫内油液压力达到压力调定值时，压力机可以恢复工作。

这种装置虽能有效地解决压力机的超载问题，但存在以下几个技术问题：

(1)气动油压增压泵动作频繁容易损坏；

(2)从发生超载到压力机恢复正常工作时间间隔较长，工作效率低；

(3)维修困难费用高，难以被量大面广的中小型压力机普遍采用。

申请号为CN200910097312的发明公开了一种压力机过载保护装置，它以一个与定压外气源连通的封闭式油箱为压力机滑块液压垫提供初始压力；通过油气比例阀对系统内的油液进行挤压，使滑块液压垫油液达到所需的工作压力值；超载时数显压力表发出报警信号并使相应的电磁控制阀动作，压力机滑块内液压油经电磁液压阀排入封闭式油箱而卸压。

这种装置虽然省略了气动油压增压泵，部分解决了上述技术问题，但又存在以下几个技术问题：

(1)封闭式油箱内部通压缩空气，使空气极易混入液压油中而降低油液的弹性模量，使油气比例阀工作不稳同时降低了压力机的刚度。

(2)仅利用数显压力表输出超载报警信号来控制电磁阀进行液压油卸压释放，当数显压力表失灵或有较大误差时，超载液压油没有卸压通道，压力机存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种具有手动油泵功能的气弹簧蓄能器的液压超载保护装置，它与滑块液压垫构成一个闭式回路。通过气动比例增压活塞带动一个柱塞对系统内的油液进行挤压，使滑块液压垫油液的压力由初始压力达到所需的工作压力值。压力机超载时，压力发讯器发出讯号使电磁阀动作切换气路，比例增压活塞带动柱塞迅速移动复位，增压腔与卸压腔相通，滑块液压垫内的油液快速向气弹簧蓄能器内释放。当压力机滑块超载越过下死点后，气弹簧蓄能器的油液能自动向滑块液压垫内回补，迅速恢复到起始工作状态。一旦超载故障被排除，压力机可立即按序重新正常工作。具备该装置的压力机，工作可靠，免维护周期长。

本发明提供一种压力机液压超载保护装置，包括气源、过滤调压组件、气动比例增压组合阀、气弹簧蓄能器、压力发讯器、电磁阀、油杯等与滑块液压垫构成一个闭式回路，所述的气动比例增压组合阀：

①采用标准气缸结构，比例增压活塞带动一个柱塞在增压腔内滑动，增压腔经高压油管与滑块液压垫相连，并设有一个压力发讯器；

②卸压腔一侧经单向阀与油杯相连，另一侧与气弹簧蓄能器的油口相连，该气弹簧蓄能器通过一个二位三通电磁阀与气源相连，气弹簧蓄能器的结构采用无活塞杆的标准气缸，蓄能器活塞前后各有一个定位弹簧；

③背压腔通过一个电磁阀与气源相连。

压力发讯器，可以是压力开关/压力继电器或各自与压力表的组合，也可以是数字压力控制表或带控制点数字显示压力表等。

前述的电磁阀可以是二位三通阀，也可以是二位五通阀。

一种压力机，包括具有上述技术特征的液压超载保护装置，在滑块液压垫的液压垫活塞密封圈上设有挡圈。

液压垫活塞密封圈可以是O型密封圈也可以是Y型密封圈或星型密封圈，还可以采用V型组合密封圈等。

滑块液压垫行程大于公称力行程。

本发明具有如下实质性的进步和显著的效果：

(1)可靠：气弹簧蓄能器使油气分离，提高了液压油的弹性模量。

(2)高效：故障排除后，即可复位恢复工作。

(3)便利：工作可靠，免维护周期长。

附图说明

图1是本发明第一实施例的起始状态示意图；

图2至图4是本发明第一实施例的建压状态示意图；

图5是本发明第一实施例的工作状态示意图；

图6是本发明第一实施例的超载状态示意图；

图7是本发明第二实施例的起始状态示意图。

具体实施方式

为了更好地理解与实施本发明，下面结合第一实施例的附图对本发明作详细说明。

参见图1，本发明的第一个实施例，包括气源1、过滤调压组件2、气动比例增压组合阀3、气弹簧蓄能器4、压力发讯器5、电磁阀6和电磁阀7、油杯8等与滑块液压垫22构成一个闭式回路，所述的气动比例增压组合阀3：

①采用标准气缸结构，比例增压活塞10带动一个柱塞11在增压腔15内滑动，增压腔15经高压油管21与滑块液压垫22相连，并设有一个压力发讯器5；

②卸压腔14一侧经单向阀9与油杯8相连，另一侧与气弹簧蓄能器4的油口20相连，该气弹簧蓄能器4通过一个二位三通电磁阀6与气源1相连，气弹簧蓄能器4的结构采用无活塞杆的标准气缸，蓄能器活塞17前后各有一个定位弹簧18和定位弹簧19；

③背压腔13通过一个二位三通电磁阀电磁阀7与气源1相连。

初始建压状态：参见图2、图3及图4，本发明装置与滑块液压垫22构成一个闭式回路，其初始压力由气弹簧蓄能器4建立与维持。气弹簧蓄能器4的蓄能器活塞17在定位弹簧18和定位弹簧19的作用下处于一个平衡位置。二位三通电磁阀6通电后，压缩空气进入定位弹簧18所处的空间，空气压力推动蓄能器活塞17克服定位弹簧19阻力朝右移动，系统内空间受压缩。打开放气螺钉23，使系统内空气排出后再旋紧放气螺钉23。二位三通电磁阀6断电，蓄能器活塞17在定位弹簧19作用下回到原来位置，系统内产生一定真空度，油杯8的液压油经单向阀9被吸入。重复上述动作，系统内空气逐渐被排出而油液被吸入，直至最终系统内空气被排尽，建立起初始压力(接近调压设定后的气源压力)。

正常工作状态：参见图5，二位三通电磁阀7通电，压缩空气进入背压腔13，空气压力使比例增压活塞10推动柱塞11克服复位弹簧12阻力在增压腔15内滑动，柱塞11越过卸压腔14后对系统内的油液进行挤压，压力上升到所需设定值，一般在15～25MPa(液压油近似不可压缩，油液在密闭空间内受挤压后压力迅速上升)，其最高压力＜(比例增压活塞10端面积与柱塞11截面积之比)×(调压设定后的气源压力)，调压设定后的气源压力一般在0.5～0.6MPa。而(比例增压活塞端10面积与柱塞11截面积之比)×(调压设定后的气源压力)≥压力发讯器5的设定值＝超载压力。在此压力设定工况下，压力机正常工作。

超载动作状态：参见图6，由于模具刃口变钝、工件材料厚薄不一、误操作等原因，压力机出现超载故障，此时滑块液压垫22内的压力＞压力发讯器5的设定值，压力发讯器5发出控制信号，使压力机滑块紧急停止，同时二位三通电磁阀7断电。此时二位三通电磁阀7动作切换气路，比例增压活塞10在复位弹簧12作用下带动柱塞11迅速移动复位，增压腔15与卸压腔14相通，滑块液压垫22内的油液快速向气弹簧蓄能器4内释放而卸压。万一压力发讯器5动作失效或迟滞，在滑块液压垫22内的油液压力＞(比例增压活塞端面积与柱塞截面积之比)×(调压设定后的气源压力)的情况下，油液经卸压腔14向气弹簧蓄能器4内释放的通路始终存在，能避免压力机发生重大事故。

本发明装置在压力机出现超载，压力机滑块24越过下死点后，气弹簧蓄能器4的油液能自动向滑块液压垫22内回补，迅速恢复到起始建压状态，一旦超载故障被排除，压力机可立即按序重新正常工作。

本实施例中，压力发讯器5，可以是压力开关/压力继电器或各自与压力表的组合，也可以是数字压力控制表或带控制点数字显示压力表等。除了超载报警，还可具有低压报警等功能。当系统内工作压力过低(一般＜10MPa)时，压力发讯器5发出低压报警，使压力机停止工作。

参见图7，本发明的第二个实施例是在第一个实施例的基础上，将二位三通电磁阀7改为二位五通电磁阀28，二位五通电磁阀28的一个压力气口与通气孔16管路相连。压力机出现超载故障，此时滑块液压垫22内的压力＞压力发讯器5的设定值，压力发讯器5发出控制信号，使压力机滑块紧急停止，同时二位五通电磁阀28断电。此时二位五通电磁阀28动作切换气路，压缩空气经过通气孔16进入复位弹簧12所在空间，比例增压活塞10受压带动柱塞11更加迅速移动复位，增压腔15与卸压腔14相通，滑块液压垫22内的油液快速向气弹簧蓄能器4内释放而卸压。其它工作原理与第一个实施例相似，不再赘述。

参见图1至图7，为了安全可靠地使用该液压超载保护装置，压力机滑块液压垫22的液压垫活塞25，其密封圈26设有挡圈27，使滑块液压垫22具有可靠密封。

液压垫活塞25的密封圈26可以是O型密封圈也可以是Y型密封圈或星型密封圈，还可以采用V型组合密封圈等。

滑块液压垫22行程S大于公称力行程，确保液压垫活塞25不会卡死在滑块液压垫22内。

以上所述，仅是本发明较佳的几个实施例，并非是对本发明作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术方案对以上实施例所作的任何简单的修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种压力机液压超载保护装置，包括气源、过滤调压组件、气动比例增压组合阀、气弹簧蓄能器、压力发讯器、电磁阀、油杯等与滑块液压垫构成一个闭式回路，其特征在于所述的气动比例增压组合阀：

①采用标准气缸结构，比例增压活塞带动一个柱塞在增压腔内滑动，增压腔经高压油管与滑块液压垫相连，并设有一个压力发讯器；

②卸压腔一侧经单向阀与油杯相连，另一侧与气弹簧蓄能器的油口相连，该气弹簧蓄能器通过一个二位三通电磁阀与气源相连，气弹簧蓄能器的结构采用无活塞杆的标准气缸，活塞前后各有一个定位弹簧；

③背压腔通过一个电磁阀与气源相连。

2.根据权利要求1所述的液压超载保护装置，其特征在于所述的压力发讯器，可以是压力开关/压力继电器或各自与压力表的组合，也可以是数字压力控制表或带控制点数字显示压力表等。

3.根据权利要求1所述的液压超载保护装置，其特征在于所述的电磁阀可以是二位三通阀，也可以是二位五通阀。

4.一种压力机，包括权利要求1至3任一项的液压超载保护装置，其特征在于所述滑块液压垫的液压垫活塞密封圈上设有挡圈。

5.根据权利要求4所述的压力机，其特征在于所述的液压垫活塞密封圈可以是O型密封圈也可以是Y型密封圈或星型密封圈，还可以采用V型组合密封圈等。

6.根据权利要求4或5所述的压力机，其特征在于所述的滑块液压垫行程大于公称力行程。