CN105729850A - 液压差动式机械压力机 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种液压差动式机械压力机，它是在普通机械压力机的基础上，增加了液压差动系统，该系统包括支架、同步油缸、比例油缸、压力传感器、皮囊储能器、电磁换向阀、供油器和油箱，所述的支架安装于滑块上且与同步油缸滑动接触，同步油缸设置于机架上且通过电磁换向阀与比例油缸的中腔相连，比例油缸的上腔与过载保护油缸相连且通过压力传感器与皮囊储能器二相连，比例油缸的下腔连接有电磁换向阀和比例压力阀且与皮囊储能器一相连，所述的皮囊储能器通过供油器与油箱相连，通过该液压差动系统可根据需要调整滑块的运行速度值，从而实现机械压力机滑块减速下行的目的及下死点保压功能，提高了工作效率及产品质量且产品价格低。

Description

液压差动式机械压力机
技术领域
本发明属于锻压技术领域，具体涉及一种液压差动式机械压力机。
背景技术
传统机械压力机均采用曲柄连杆机构（如附图1所示），由电动机、飞轮、离合器、曲柄轴、连杆、滑块、过载保护油缸和机架组成。飞轮在电动机的带动下恒速转动，当压力机需要工作时，离合器接合，把飞轮的旋转运动传递给曲柄轴并使其转动，曲柄轴的旋转运动通过连杆带动滑块使其作上下直线运动，由滑块完成对工件的冲压或拉伸工作。在这过程中认为飞轮是定速转动，因此滑块的运动周期是不变的，也就是说滑块在上下行程范围内的每一个位置所对应的速度是不变而确定的，这也充分体现了机械压力机的特点之一，那就是具有较高的工作效率。然而，机械压力机在对工件作冲压拉伸工艺时，也反映出对滑块运动速度在特定工作区段需要变化减慢的要求，和滑块在下死点执行停顿保压功能的要求，为的是提高产品的高成品率和高质量。因此，专业人士针对该要求引进设计了多连杆机械压力机及伺服机械压力机，也基本可满足拉伸工艺时滑块运动速度变化减慢的要求。但还是存在一些比较重要的问题：
1.设备精度要求高、加工工艺性复杂；
2.滑块速度变化减慢量不可调节；
3.价格昂贵，用户不易接受。
发明内容
本发明的目的是解决传统机械压力机设备精度要求高、加工工艺性复杂；滑块速度变化减慢量不可调节；以及造价昂贵等问题，为此，本发明提供了一种结构简单、性能好、加工方便、价格低廉的液压差动式机械压力机，它是在传统机械压力机的基础上，增加了液压差动系统，很好地完成及满足了机械压力机在特定行程段的速度调节变化。
本发明采用的具体技术方案如下：
一种液压差动式机械压力机，包括电动机、飞轮、离合器、曲柄轴、连杆、滑块、过载保护油缸和机架，电动机与飞轮传动连接，飞轮通过离合器与曲柄轴连接，曲柄轴通过连杆带动滑块作上下直线运动，所述的连杆伸入过载保护油缸腔体内，过载保护油缸位于滑块内，滑块设置于机架上，所述的过载保护油缸上连接有液压差动系统，所述的液压差动系统包括支架、同步油缸、比例油缸、压力传感器、皮囊储能器、电磁换向阀、供油器和油箱，所述的支架安装于滑块上且与所述的同步油缸滑动接触，同步油缸设置于机架上且通过第一电磁换向阀与比例油缸的中腔相连，比例油缸的上腔与过载保护油缸相连，且比例油缸的上腔通过压力传感器与第二皮囊储能器相连，比例油缸的下腔依次连接有第二电磁换向阀和比例压力阀，且比例油缸的下腔与第一体皮囊储能器相连，所述的第一体皮囊储能器和第二皮囊储能器通过第三电磁换向阀与供油器相连，供油器上连接有油箱。
所述的过载保护油缸内的油压压力值通过压力传感器以电压的形式输出至比例压力阀。
所述的压力传感器与第二皮囊储能器之间依次连接有第二电接点压力表、单向阀、第三电接点压力表、压力继电器一和压力继电器二。
所述的第二皮囊储能器通过单向阀与同步油缸相连。
所述的第一体皮囊储能器与第三电磁换向阀之间连接有第一电接点压力表和单向阀。
所述的第二皮囊储能器与第三电磁换向阀之间连接单向阀。
所述的比例油缸内设置有上活塞杆和下活塞杆，将比例油缸的内腔分为上腔、中腔和下腔，比例油缸的活塞杆下腔油压作用面积大于上腔油压作用面积。
所述的同步油缸的活塞杆下腔油压作用面积、比例油缸活塞杆上中下腔的油压作用面积及过载保护油缸活塞杆油压作用面积之间的比例关系的确定。
本发明的有益效果：
1、本发明所提供的差动式机械压力机既可保持机械压力机的原有工作高效率，并可结合油压机的变速减速以及实现滑块的下死点保压功能，提高了工作效率及产品质量。
2、本发明可根据需要调整滑块的速度值。
3、本发明所提供的这种差动式机械压力机产品价格低、信价比高、科技含量高、用户易接受。
附图说明
下面结合实施附图对本发明作进一步说明：
图1为传统机械压力机的结构示意图；
图2为本发明一种液压差动式机械压力机的结构示意图。
1-电动机，2-飞轮，3-离合器，4-曲柄轴，5-连杆，6-滑块，7-过载保护油缸，8-机架，9-支架，10-同步油缸，11-单向阀，12-第一电磁换向阀，13-第二电磁换向阀，14-比例油缸，15-比例压力阀，16-第三电磁换向阀，17-第一电接点压力表，18-第二电接点压力表，19-第三电接点压力表，20-压力传感器，21-第一皮囊储能器，22-第二皮囊储能器，23-压力继电器一，24-压力继电器二，25-供油器，26-油箱。
具体实施方式
实施例1：
如附图1所示，传统机械压力机均采用曲柄连杆机构，由电动机1、飞轮2、离合器3、曲柄轴4、连杆5、滑块6、液压过载保护油缸7和机架8组成。飞轮2在电动机1的带动下恒速转动，当压力机需要工作时，离合器3接合，把飞轮2的旋转运动传递给曲柄轴4并使其转动，曲柄轴4的旋转运动通过连杆5带动滑块6使其作上下直线运动，由滑块6完成对工件的冲压或拉伸工作。在这个过程中认为飞轮2是定速转动，因此滑块6的运动周期是不变的，也就是说滑块在上下行程范围内的每一个位置所对应的速度是不变而确定的，这也充分体现了机械压力机的特点之一，那就是具有较高的工作效率。然而，机械压力机在对工件作冲压拉伸工艺时，也反映出对滑块6运动速度在特定工作区段需要变化减慢的要求，和滑块6在下死点执行停顿保压功能的要求，为的是提高产品的高成品率和高质量。因此，专业人士针对该要求引进设计了多连杆机械压力机及伺服机械压力机，也基本可满足拉伸工艺时滑块运动速度变化减慢的要求。但还是存在一些比较重要的问题：
1.设备精度要求高、加工工艺性复杂；
2.滑块速度变化减慢量不可调节；
3.价格昂贵，用户不易接受。
为了有效地解决传统机械压力机存在的上述问题，本发明提供了一种结构简单、性能好、加工方便、价格低廉的液压差动式机械压力机，它是在普通机械压力机的基础上，增加了液压差动系统，该系统与滑块6内的过载保护油缸7相连接，在滑块6需要的变速区段内，液压差动系统使过载保护油缸7内定容积油量的当量容腔体积变大，使得连杆5下端的上下运动速度与滑块6的实际上下运动速度有一个速度差，也就是说这时滑块6相对连杆5下端部位有一个向上的相对位移，从而实现机械压力机滑块6减速下行的目的；当机械压力机滑块6行程至最下位置即下死点时，曲柄轴4带动连杆5及滑块6向上回程，但由于液压差动系统的作用，让过载保护油缸7内定容积油量的当量容腔体积变小，使连杆5及滑块6有一个相对反向运动过程，也就是说在一个有限的时间段内，连杆5向上回程的同时，滑块5停止在下死点不动，从而实现机械压力机滑块5在下死点执行保压的功能，很好地完成及满足了机械压力机在特定行程段的速度调节变化。
如附图2所示，本发明采用的具体的技术方案如下：
一种液压差动式机械压力机，包括电动机1、飞轮2、离合器3、曲柄轴4、连杆5、滑块6、过载保护油缸7和机架8，电动机1与飞轮2传动连接，飞轮2通过离合器3与曲柄轴4连接，曲柄轴4通过连杆5带动滑块6作上下直线运动，所述的连杆5伸入过载保护油缸7腔体内，过载保护油缸7位于滑块6内，滑块6设置于机架8上，所述的过载保护油缸7上连接有液压差动系统，所述的液压差动系统包括支架9、同步油缸10、比例油缸14、压力传感器20、皮囊储能器、电磁换向阀、供油器25和油箱26，所述的支架9安装于滑块6上且与所述的同步油缸10滑动接触，同步油缸10设置于机架8上且通过第一电磁换向阀12与比例油缸14的中腔相连，比例油缸14的上腔与过载保护油缸7相连，且比例油缸14的上腔通过压力传感器20与第二皮囊储能器22相连，比例油缸14的下腔依次连接有第二电磁换向阀13和比例压力阀15，且比例油缸14的下腔与第一体皮囊储能器21相连，所述的第一体皮囊储能器21和第二皮囊储能器22通过第三电磁换向阀16与供油器25相连，供油器25上连接有油箱26。
机械压力机的曲柄轴旋转一周3600称为滑块行程一个周期，其中曲柄轴从最上00的位置旋转至最下1800的位置称为滑块下行程区段，而再从最下1800的位置旋转至最上00的位置称为滑块回程区段，一般滑块的工作行程区段在下行程区段的900-1800范围内，滑块的工作行程区段又分为工作行程速度段和工作行程减速段。
1）滑块6的工作行程速度段：在该行程速段内，滑块6行程至每个位置所对应速度是不变的。滑块6在工作行程时，第二电磁换向阀13通电换位，由于工件的抗力作用使得过载保护油缸7内的油压升高，该油压同时也作用在比例油缸14的上腔活塞杆面积上，并力图使比例油缸14的活塞杆下行，所述的过载保护油缸7内的油压压力值通过压力传感器20以电压的形式输出至比例压力阀15，这时压力传感器20输出与该油压相对应电流值，该对应电流值作为比例压力阀15的输入电流，从而自动确定比例压力阀15的溢流压力设定值，使得比例油缸14的活塞杆下腔面积上承受的油压与上腔相同，又由于所述的比例油缸14内设置有上活塞杆和下活塞杆，将比例油缸14的内腔分为上腔、中腔和下腔，比例油缸14的活塞杆下腔油压作用面积大于上腔油压作用面积，所以比例油缸14的活塞杆不会下行移动，这时滑块6不作差动工作。
2）滑块6工作行程减速段：滑块6继续下行，支架9压碰与其滑动接触的同步油缸10的活塞杆，使同步油缸10下行，将同步油缸10下腔的油压入比例油缸14的中腔，迫使比例油缸14的活塞下行，由于该活塞下行使得比例油缸14上腔的容腔体积变大，该容腔体积与过载保护油缸7的容腔体积之和称为当量容腔体积，因此当量容腔体积就变大，而过载保护油缸7内的定容积油量是不变的，所以此时连杆5下端部位和与之相连的过载保护油缸7的活塞相对滑块6有一个相向运动位移---即差动，减少滑块6在单位时间的下行距离，实现了滑块6在工作时的减速运动。值得注意地是：滑块6在下行过程中的每一个时刻都符合上述差动原理，因此它的行程及速度曲线是连续光滑的。
3）滑块6下死点保压功能：当滑块6到达下死点（1800处）时，实现停留保压。此时连杆5下端部位和与连杆5相连的过载保护油缸7的活塞作向上回程，同时，第二电磁换向阀13断电复位，第一电磁换向阀12通电换位，在第一皮囊蓄能器21作用下，比例油缸14的活塞被迅速上推，使比例油缸14上腔的压力油液及第二皮囊蓄能器22和供油器25的压力油共同补充至过载保护油缸7内，使过载保护油缸7即时建压，以保证滑块6的保压压力。在这个过程中比例油缸14中腔的油液通过第一电磁换向阀12流入油箱26。当过载保护油缸7的活塞上行至极限位置时（也即保压结束），带动滑块6一起上行回程直至上死点（3600位置），滑块6完成一个工作周期。
实施例2：
在实施例1的基础上，本发明所述的液压差动系统中，供油器25通过第三电磁换向阀16向第一皮囊蓄能器21和第二皮囊蓄能器22供油，所述的第二皮囊储能器22与压力传感器20之间依次连接有第二电接点压力表18、单向阀11、第三电接点压力表19、压力继电器一23和压力继电器二24，所述的第一体皮囊储能器21与第三电磁换向阀16之间连接有第一电接点压力表17和单向阀11。供油压力的上下限受第一电接点压力表17、第二电接点压力表18、第三电接点压力表19及压力继电器一23和压力继电器二24的控制，所述的第二皮囊储能器22通过单向阀11与同步油缸10相连，由皮囊蓄能器第二皮囊储能器22通过单向阀11向同步油缸10的下腔供油，使其活塞杆处于最上位置，通过第二皮囊储能器22与第三电磁换向阀16之间连接的单向阀、第一皮囊储能器21与第三电磁换向阀16之间连接的单向阀及比例油缸14的上腔与第二皮囊储能器22之间连接的单向阀来限制压力油反向流动。本实施例中所述的同步油缸10的活塞杆下腔油压作用面积、比例油缸14活塞杆上中下腔的油压作用面积及过载保护油缸7活塞杆油压作用面积之间的比例关系确定，以满足滑块6完成速度差动量的实际需要。

Claims (8)

1.一种液压差动式机械压力机，包括电动机（1）、飞轮（2）、离合器（3）、曲柄轴（4）、连杆（5）、滑块（6）、过载保护油缸（7）和机架（8），电动机（1）与飞轮（2）传动连接，飞轮（2）通过离合器（3）与曲柄轴（4）连接，曲柄轴（4）通过连杆（5）带动滑块（6）作上下直线运动，所述的连杆（5）与过载保护油缸（7）相连，过载保护油缸（7）位于滑块（6）内，滑块（6）设置于机架（8）上，其特征在于：所述的过载保护油缸（7）上连接有液压差动系统，所述的液压差动系统包括支架（9）、同步油缸（10）、比例油缸（14）、压力传感器（20）、皮囊储能器、电磁换向阀、供油器（25）和油箱（26），所述的支架（9）安装于滑块（6）上且与所述的同步油缸（10）滑动接触，同步油缸（10）设置于机架（8）上且通过第一电磁换向阀（12）与比例油缸（14）的中腔相连，比例油缸（14）的上腔与过载保护油缸（7）相连，且比例油缸（14）的上腔通过压力传感器（20）与第二皮囊储能器（22）相连，比例油缸（14）的下腔依次连接有第二电磁换向阀（13）和比例压力阀（15），且比例油缸（14）的下腔与第一体皮囊储能器（21）相连，所述的第一体皮囊储能器（21）和第二皮囊储能器（22）通过第三电磁换向阀（16）与供油器（25）相连，供油器（25）上连接有油箱（26）。
2.根据权利要求1所述的一种液压差动式机械压力机，其特征在于：所述的过载保护油缸（7）内的油压压力值通过压力传感器（20）以电压的形式输出至比例压力阀（15）。
3.根据权利要求1所述的一种液压差动式机械压力机，其特征在于：所述的压力传感器（20）与第二皮囊储能器（22）之间依次串连有第二电接点压力表（18）、单向阀、第三电接点压力表（19）、压力继电器一（23）和压力继电器二（24）。
4.根据权利要求1所述的一种液压差动式机械压力机，其特征在于：所述的第二皮囊储能器（22）通过单向阀（11）与同步油缸（10）相连。
5.根据权利要求1所述的一种液压差动式机械压力机，其特征在于：所述的第一体皮囊储能器（21）与第三电磁换向阀（16）之间连接有第一电接点压力表（17）和单向阀。
6.根据权利要求1所述的一种液压差动式机械压力机，其特征在于：所述的第二皮囊储能器（22）与第三电磁换向阀（16）之间连接单向阀。
7.根据权利要求1所述的一种液压差动式机械压力机，其特征在于：所述的比例油缸（14）内设置有上活塞杆和下活塞杆，将比例油缸（14）的内腔分为上腔、中腔和下腔，比例油缸（14）的活塞杆下腔油压作用面积大于上腔油压作用面积。
8.根据权利要求1所述的一种液压差动式机械压力机，其特征在于：所述的同步油缸（10）的活塞杆下腔油压作用面积、比例油缸（14）活塞杆上中下腔的油压作用面积及过载保护油缸（7）活塞杆油压作用面积之间的比例关系确定。
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