CN105134672A - 重载高速液压振动冲击系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重载高速液压振动冲击系统。该系统由单出杆液压缸、控制阀、高压补油阀、切换阀、蓄能器、溢流阀,差动式液压摆动缸和换向阀等主要元件构成。控制阀出油口与单出杆缸的无杆腔连接,进油口与蓄能器连接。高压补油阀的出油口与单出杆缸的无杆腔连接,进油口与高压油路连接。切换阀的出油口与单出杆缸的有杆腔连接,进油口与高压油路连接。本系统将控制阀和高压补油阀集成一体,阀芯与差动式液压摆动缸连接,由液压摆动缸直接驱动。差动式液压摆动缸与一个换向阀相连,使摆动缸一端常通高压油,另一端通过换向阀切换分别与高压油和油箱相连,形成差动摆动驱动主控阀阀芯。本发明冲压速度高,冲压公称力大,操作简单安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种重载高速液压振动冲击系统。
背景技术
液压振动技术在我国研究起步较晚。我国从20世纪60年代开始研制应用于矿山开采、路面破碎等的液压振动装置。20世纪90年代以来,国内科研人员对液压振动冲击系统进行了大量研究,并在冶金、铸造、机械加工等领域取得了众多成果,其中,以浙江大学、燕山大学、东南大学、太原理工大学等高校为典型代表。然而,由于现阶段高频伺服阀或高速开关阀等核心元件的功率限制,目前的液压振动冲击系统多为小功率输出装置,无法满足现代工业对振动冲击装置的“重载”、“大冲程”、“高速”等性能要求。
发明内容
本发明的目的是解决现有的液压振动冲击系统冲压速度慢、冲压公称力小,且能量损耗大的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
本发明包括单出杆液压缸、控制阀、高压补油阀、切换阀、蓄能器、溢流阀、差动式液压摆动缸、换向阀、主控阀阀芯和高压油泵,控制阀出油口与单出杆液压缸的无杆腔连接,进油口分别与溢流阀、蓄能器连接;高压补油阀的出油口与单出杆液压缸的无杆腔连接,进油口与高压油路连接;切换阀的出油口与单出杆液压缸的有杆腔连接,进油口与高压油路连接;控制阀和高压补油阀集成一体,其阀芯为主控阀阀芯,主控阀阀芯与差动式液压摆动缸连接,由差动式液压摆动缸直接驱动;差动式液压摆动缸与换向阀相连,使摆动缸一端常通高压油,另一端通过换向阀切换分别与高压油、油箱相连,形成差动摆动来驱动主控阀阀芯。
系统根据强制配流控制时序控制主控阀的开合,低载时液压缸快进,由蓄能器作为低压压力源通过控制阀进行供油;重载冲压时高压补油阀提供高压油,使液压缸无杆腔内的油液加压到高压油源的压力;快退时,切换阀打开,提供高压油并将液压缸无杆腔的油液通过控制阀压入蓄能器储能,多余的油液经第一溢流阀回油箱。
进一步说,所述的液压摆动缸由一个两位三通换向阀控制,形成差动直接驱动主控阀阀芯;当换向阀工作在左位时,液压摆动缸处于差动式工作状态,通过设计使摆动缸左腔面积大于右腔面积,则液压摆动缸向右旋转,驱动主控阀阀芯打开或关闭阀口,并使主控阀保持在该工作状态;当换向阀工作在右位时,摆动缸右腔接高压油、左腔接油箱,则摆动缸向左旋转,驱动主控阀阀芯关闭或打开阀口,并使主控阀保持在该工作状态。
本发明冲压速度高,冲压公称力大,操作简单安全,且工作效率高、能量损耗较小。
附图说明
图1重载高速液压振动冲击系统的结构示意图;
图2液压摆动缸的结构示意图;
图3强制配流的控制时序图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明:
如图1和图2所示,本实施例由单出杆液压缸1、控制阀6、高压补油阀7、切换阀2、蓄能器11、溢流阀3、12、差动式液压摆动缸9、换向阀8、高压油泵4和电机5等主要元件构成。控制阀6出油口与单出杆缸1的无杆腔连接,进油口与蓄能器11连接。高压补油阀7的出油口与单出杆缸1的无杆腔连接,进油口与高压油路连接。切换阀2的出油口与单出杆缸1的有杆腔连接,进油口与高压油路连接。具体实施过程中将控制阀6和高压补油阀7集成一体,阀芯10与差动式液压摆动缸9连接,由摆动缸9直接驱动。差动式液压摆动缸9与一个换向阀8相连,使摆动缸9一端常通高压油,另一端通过换向阀8切换分别与高压油和油箱相连,形成差动摆动驱动主控阀阀芯10。
系统采用强制配流式液压回路,主控阀是由控制阀6和高压补油阀7集成一体的高速转阀,其阀芯10由差动式液压摆缸9直接驱动。根据强制配流控制时序控制主控阀的开合,低载时液压缸快进,由蓄能器11作为低压压力源通过控制阀6进行供油,降低了系统功率。重载冲压时高压补油阀7提供高压油,使液压缸1无杆腔内的油液加压到高压油源的压力,该工作方式减小了高压油液的流量,进一步降低了系统功率。快退时,切换阀2打开提供高压油并将液压缸1无杆腔的油液通过控制阀6压入蓄能器11储能,多余的油液经溢流阀12回油箱,从而极大地减少系统功率。主控阀和切换阀均集成在液压缸1上,进一步提高了系统响应。控制阀6和高压补油阀7集成一体,构成主控阀阀体,由同一个阀芯10驱动,避免了各个控制阀之间出现信号延迟,使高压补油阀7开启之前,控制阀6完全关死。
液压摆动缸9由一个两位三通换向阀8控制,形成差动直接驱动主控阀阀芯10,提高主控阀的功率和响应频率。当换向阀8工作在左位时,摆动缸9处于差动式工作状态,通过设计使摆动缸9左腔面积大于右腔面积,则摆动缸向右旋转,驱动主控阀阀芯10打开(或关闭)阀口,并使主控阀保持在该工作状态;当换向阀8工作在右位时,摆动缸9右腔接高压、左腔接油箱,则摆动缸9向左旋转,驱动主控阀阀芯10关闭(或打开)阀口,并使主控阀保持在该工作状态。
具体的:当换向阀8工作在左位时,摆动缸9处于差动式工作状态,通过设计使摆动缸左腔面积大于右腔面积,则摆动缸9向右旋转,驱动主控阀阀芯10向右转动,使主控阀工作在下位,即控制阀6、高压补油阀7工作在下位,切换阀2工作在下位,则蓄能器11与液压缸1无杆腔连通,液压缸1无杆腔通油箱,液压缸1在高压油源作用下快速下降。当液压缸1接触工件时,换向阀8工作在右位,摆动缸9右腔接高压、左腔接油箱,则摆动缸9向左转动,驱动主控阀芯10向左转动,使主控阀工作在上位,切换阀2工作在下位时,蓄能器11与液压缸1无杆腔不连通,高压油源与液压缸1无杆腔连通,液压缸1在高压油液作用下,实现工进冲压动作。冲压完成后,换向阀8工作在左位,液压摆动缸9向右旋转,使主控阀工作在下位,切换阀2工作在上位,蓄能器11与液压缸1无杆腔连通,高压油源与液压缸1无杆腔不连通,液压缸1下部有杆腔与高压油源连通,此时,液压缸在高压油液作用下,实现快退动作。
如图3可知主控阀6和高压补油阀7在液压缸1下降和上升时处于同一状态,持续时间为40ms,加压工进时间为20ms。因此液压摆动缸9向右旋转,并在极限位置保持40ms,向左旋转,并在极限位置保持20ms。
Claims (2)
1.重载高速液压振动冲击系统,包括单出杆液压缸、控制阀、高压补油阀、切换阀、蓄能器、溢流阀、差动式液压摆动缸、换向阀、主控阀阀芯和高压油泵,其特征在于:控制阀出油口与单出杆液压缸的无杆腔连接,进油口分别与溢流阀、蓄能器连接;高压补油阀的出油口与单出杆液压缸的无杆腔连接,进油口与高压油路连接;切换阀的出油口与单出杆液压缸的有杆腔连接,进油口与高压油路连接;控制阀和高压补油阀集成一体,其阀芯为主控阀阀芯,主控阀阀芯与差动式液压摆动缸连接,由差动式液压摆动缸直接驱动;差动式液压摆动缸与换向阀相连,使摆动缸一端常通高压油,另一端通过换向阀切换分别与高压油、油箱相连,形成差动摆动来驱动主控阀阀芯;
系统根据强制配流控制时序控制主控阀的开合,低载时液压缸快进,由蓄能器作为低压压力源通过控制阀进行供油;重载冲压时高压补油阀提供高压油,使液压缸无杆腔内的油液加压到高压油源的压力;快退时,切换阀打开,提供高压油并将液压缸无杆腔的油液通过控制阀压入蓄能器储能,多余的油液经第一溢流阀回油箱。
2.根据权利要求1所述的重载高速液压振动冲击系统,其特征在于:所述的液压摆动缸由一个两位三通换向阀控制,形成差动直接驱动主控阀阀芯;当换向阀工作在左位时,液压摆动缸处于差动式工作状态,通过设计使摆动缸左腔面积大于右腔面积,则液压摆动缸向右旋转,驱动主控阀阀芯打开或关闭阀口,并使主控阀保持在该工作状态;当换向阀工作在右位时,摆动缸右腔接高压油、左腔接油箱,则摆动缸向左旋转,驱动主控阀阀芯关闭或打开阀口,并使主控阀保持在该工作状态。
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