CN106015124A - 一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组 - Google Patents
一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，针对传统液压快锻机组中液压泵数量及配置方式的不合理，而造成设备投入增加及电力增容扩大，空载消耗能源较多的技术不足，本发明通过增设由高压蓄能器、电磁换向阀、电液比例阀及由传感器、PLC组成电控制系统的蓄能储能装置来储存主液压泵在工作循环中被无效排放的能量，并通过控制系统在液压机压延工作过程中对主液压缸供压力油，从而减少主液压泵的设置数量。实现了节约成本，减少投资、优化资源配置的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压快锻机组，尤其涉及一种液压泵与高压蓄能器叠加补偿供压的液压快锻机组，属于液压传动控制技术领域。
背景技术
液压快锻机组是一种新型锻压设备，由于其具有自动化程度高，控制精度好，节约原材料等优点，而被国内外高端锻造业首选，广泛用于机械制造以及高品质，高性能材料的锻造。目前国内较好的快锻机组的零部件是按照国际先进水平进行设计制造，且关键部件为进口国外品牌产品，故设备造价非常昂贵。由于该锻压机械能耗较大，特别是电力负荷投入太大，不但增加了企业的投资规模，还影响了企业生产经营的经济效益。
以16MN快锻机组为例说明传统液压锻造机组的运行过程。
1.启动：六台主液压泵空载启动（每台主液压泵的额定功率为250KW）；
2.回程：三台主液压泵向两侧单出杆提升液压缸供油，锤头上升，主液压缸内存油排入低压蓄能器中，其余三台主液压泵空载运行。
3.空程快降：六台主液压泵和低压蓄能器同时向主液压缸供油，锤头迅速下降直至锤头接触到工件，同时两侧单出杆提升液压缸内存油排入油箱。
4.压延：低压蓄能器关闭，六台主液压泵继续向主液压缸供油，随着工件抗力不断增加，六台主液压泵的压力随之增加，当主液压泵压力达到设定值时，其中五台主液压泵空载运行，只有一台主液压泵继续工作，此时压延速度迅速降低，当工件尺寸达到要求后（或压不动时），压延结束。
从上述16MN快锻液压机组的运行方式可见传统的锻压机组存在：a、压机锤头向上（回程）时三台主液压泵空载运行，其空载运行功率达到100KW×3=300KW左右；b、压延过程中，当主液压泵压力达到设定值时，其中五台主液压泵空载运行，只有一台主液压泵继续工作，其空载运行功率达100KW×5=500KW左右。显而易见，传统快锻液压机组多台主液压泵的资源配置不合理，其中液压泵空运转的电能消耗大；由于设置的泵数量较多，导致设备投入成本增大，而且需要配置的电力增容增加，又因增容大而承担的基本电费（每KW每月30元）增加，还直接导致供电设施投入增大而浪费资源。
发明内容
针对传统液压快锻机组中液压泵数量及配置方式的不合理，而造成设备投入增加及电力增容扩大，空载消耗能源较多的技术不足，本发明提出一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组。
本发明采用以下技术方案：一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，包括锻压锤头、主液压缸、单出杆提升液压缸、主液压泵、高压蓄能器、中压蓄能器、传感器、PLC、远程操控台、液压阀及管路，所述的主液压缸为柱塞式液压缸；单出杆提升液压缸中的单出杆的一端与主液压缸中的柱塞的一端及锻压锤头固定连接在压机的活动梁上，从而三者上、下同步运动，
其特征在于：主泵出油端增设一条管路，且管路上设有电磁换向阀、高压蓄能器、传感器、电液比例阀，所述电磁换向阀设置在主泵出油端与高压蓄能器之间的管路上，所述主液压缸与高压蓄能器之间的管路上设有电液比例阀，所述传感器设置在高压蓄能器与电液比例阀的管路上；所述电磁换向阀、电液比例阀、传感器与PLC电连接；
所述锻压锤头在压延过程中主液压缸内的压力油由主液压泵和高压蓄能器同时供给；
所述中压蓄能器与主液压缸油管连接,锻压锤头空程快降时主液压缸所需的液压油由中压蓄能器独立供给；
所述电磁换向阀将主液压泵输出的压力油分别向液压缸、高压蓄能器、回油箱油路切换供油；
所述主液压泵向单出杆提升液压缸的有杆腔供给压力油的管路上设有电液比例阀，实现管路的接通或断开；
所述中压蓄能器连接主液压缸的管路中设有电液比例阀，实现管路的接通或断开；
所述主液压泵向主液压缸供给压力油的管路上设有电液比例阀，实现管路的接通或断开；
所述高压蓄能器向主液压缸供给压力油的管路上设有电液比例阀，实现管路的接通或断开；
所述主液压泵和高压蓄能器可实现对管路叠加供油；
所述单出杆提升液压缸的有杆腔与油箱相通的管路上设有电液比例阀，实现管路的接通或断开；
所述传感器设置在高压蓄能器向外输出压力油的管路上；
与主液压缸相连接的管路上还设有一传感器；
所述PLC、电液比例阀、电磁换向阀、传感器电连接，且指令电液比例阀、电磁换向阀接通或断开。
本发明通过设置高压蓄能器将传统液压快锻机组主液压泵的配置数量减少，并将传统快锻液压机组中低压蓄能器的内存蓄能压力增加，可获得以下有益效果：
1、通过主液压泵接近满负荷的工作，使液压泵动力得到合理分配，即：利用主液压泵的空运转工况向高压蓄能器提供压力油，需要输出最大油量时，主液压泵与高压蓄能器同时供压，从而达到传统快锻液压机组多台主液压泵同时供压的效果，优化了资源配置、减少了设备投资、减少了液压泵空运转的能源消耗；
2、将传统快锻液压机组由多台主液压泵和低压蓄能器同时向主液压缸提供压力油，实现锻压锤头空程快降接近工件的工况，改变由中压蓄能器独立向主液压缸提供压力油，实现锻压锤头空程快降接近工件的工况，避免了大马拉小车的能源浪费现象。
本发明具有资源配置合理、结构设置简单、设备投入少、能源利用率高等显著优点。
附图说明
附图为本发明的液压控制系统示意图。
在附图中：1、1’、1’’为主液压泵，2、2’、2’’为电磁换向阀，3、4为溢流阀，5为高压蓄能器，6、7为传感器，8、9、10、11、12、13为电液比例阀，14为中压蓄能器，15、15’为单出杆提升液压缸，16为主液压缸，17为锻压锤头，18为活动梁，19为PLC，20为远程操控台。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步解释说明：
如附图1所示，主液压缸16为柱塞式液压缸，快锻液压机组的锻压锤头17通过活动梁18连接在主液压缸16的柱塞上，且当柱塞一端充满压力油时锻压锤头17空程下降；单出杆提升液压缸15、15’分置于主液压缸16的两边，其内的单出杆与锻压锤头17相联动，且当有杆腔内充满压力油时锻压锤头17向上实现回程，；而当锻压锤头17空程下降时两只单出杆液压缸15和15’的有杆腔与油箱相连接，且在连接的管路上通过设置一电液比例阀11实现管路接通或断开；主液压泵配置数量为三台1、1’、1’’；中压蓄能器的蓄能压力为0.3—3Mpa；锻压锤头17向上实现回程时，单出杆提升液压缸15和15’有杆腔内的液压油由配置的主液压泵1、1’、1’’同时供给，主液压缸1、1’、1’’内的存油排入中压蓄能器14内；锻压锤头17空程快降时主液压缸16内的液压油由中压蓄能器14独立供给，单出杆提升液压缸15和15’有杆腔内的存油排入油箱，同时主液压泵1、1’、1’’向高压蓄能器5供油蓄能；锻压锤头17压延时主液压缸1内的液压油由配置的主液压泵1、1’、1’’和高压蓄能器5同时叠加供给；锻压锤头17压延抗力增加使供油压力达到设定值时，主液压缸16内的液压油由主液压泵1或1’或1’’供给，其余主液压泵切换向高压蓄能器5供油蓄能；主液压泵1、1’、1’’输出压力油的管路上，通过分别设置电磁换向阀2、2’、2’’实现向主液压缸16、单出杆提升液压缸15和15’供油路或向高压蓄能器5供油路的切换；主液压泵1、1’、1’’向单出杆提升液压缸15和15’的有杆腔供给压力油的管路上，通过设置电液比例阀10，实现管路的接通或断开；中压蓄能器5连接主液压缸16的管路中通过设置电液比例阀12、13，实现管路的接通或断开；主液压泵1、1’、1’’向主液压缸16供给压力油的管路上，通过设置电液比例阀9，高压蓄能器5向主液压缸16供给压力油的管路上，通过设置电液比例阀8实现主液压泵1、1’、1’’出油管路与高压蓄能器5出油管路的叠加供油或断开；传感器6设置在高压蓄能器5向外输出压力油的管路上，传感器7设置在与主液压缸16相通的连接管路上；PLC 19通过传感器6、7的感应信号和远程操控台20的输入信号分别向电磁换向阀、电液比例阀发出接通或断开工作指令。
以16MN快锻机组为例，工作时：
1、启动：
远程操控台20向PLC 19发出三台主液压泵1、1’、1’’的启动指令，三台主液压泵1、1’、1’’空载启动；
2、回程：
远程操控台20向PLC 19发出电液比例阀10、12、13和电磁换向阀2、2’、2’’的左路接通以及电液比例阀8、9、11的关闭指令，三台主液压泵1、1’、1’’向单出杆提升液压缸15和15’的有杆腔供给压力油，锻压锤头17上升，主液压缸16内的存油排入中压蓄能器14中；
3、锻压锤头空程快降：
远程操控台20向PLC 19发出电液比例阀11、12、13和电磁换向阀2、2’、2’’的右路接通指令，中压蓄能器14向主液压缸16供给压力油，锻压锤头17空程快降迅速接触到工件，单出杆提升液压缸15和15’的有杆腔内存油排入油箱，三台主液压泵1、1’、1’’向高压蓄能器5供油蓄能，当传感器6测得高压蓄能器5内的压力达到设定值时，PLC19指令电磁换向阀2、2’、2’’的右路断开，三台主液压泵1、1’、1’’空载运行；
4、压延：
远程操控台20向PLC19发出电液比例阀10、12、13关闭的指令，电液比例阀8、9接通，电磁换向阀2、2’、2’’的左路接通指令，三台主液压泵1、1’、1’’和高压蓄能器5同时向主液压缸16供给压力油，随着工件抗力不断增加，主液压泵1、1’、1’’的压力随之增加，当传感器7测得压力达到设定值时，PLC19向电磁换向阀2’、2’’发出右路接通指令，主液压泵1’、1’’切换到向高压蓄能器5供压蓄能状态，只有主液压泵1向主液压缸16供给压力油继续维持压延，当工件尺寸达到要求压延结束时，传感器7测得压力最大值，PLC可编程控制器19向主液压泵1发出左路断开、右路接通指令，三台主液压泵1、1’、1’’全部切换到向高压蓄能器5供压进入蓄能状态。
Claims (11)
1.一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，包括锻压锤头、主液压缸、单出杆提升液压缸、主液压泵、高压蓄能器、中压蓄能器、传感器、PLC、远程操控台、液压阀及管路，所述的主液压缸为柱塞式液压缸；单出杆提升液压缸中的单出杆的一端与主液压缸中的柱塞的一端及锻压锤头固定连接在压机的活动梁上，从而三者上、下同步运动，其特征在于：
所述主液压泵出油端增设一条管路，且管路上设有电磁换向阀、高压蓄能器、传感器、电液比例阀，所述电磁换向阀设置在主泵出油端与高压蓄能器之间的管路上，所述主液压缸与高压蓄能器之间的管路上设有电液比例阀，所述传感器设置在高压蓄能器与电液比例阀的管路上；所述电磁换向阀、电液比例阀、传感器与PLC电连接；
所述锻压锤头在压延过程中主液压缸内的压力油由主液压泵和高压蓄能器同时供给；
所述中压蓄能器与主液压缸油管连接,锻压锤头空程快降时主液压缸所需的液压油由中压蓄能器独立供给。
2.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：电磁换向阀将主液压泵输出的压力油分别向液压缸、高压蓄能器、回油箱油路切换供油。
3.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：所述主液压泵向单出杆提升液压缸的有杆腔供给压力油的管路上设有电液比例阀，实现管路的接通或断开。
4.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：所述中压蓄能器连接主液压缸的管路中设有电液比例阀，实现管路的接通或断开。
5.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：所述主液压泵向主液压缸供给压力油的管路上设有电液比例阀，实现管路的接通或断开。
6.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：所述高压蓄能器向主液压缸供给压力油的管路上设有电液比例阀，实现管路的接通或断开。
7.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：所述主液压泵和高压蓄能器可实现对管路叠加供油。
8.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：所述单出杆提升液压缸的有杆腔与油箱相通的管路上设有电液比例阀，实现管路的接通或断开。
9.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：所述传感器设置在高压蓄能器向外输出压力油的管路上。
10.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：与主液压缸相连接的管路上还设有一传感器。
11.根据权利要求1所述的一种液压泵与高压蓄能器叠加供压的液压快锻机组，其特征在于：所述PLC通过传感器的感应信号和远程操控台的输入信号分别向电磁换向阀、电液比例阀发出接通或断开工作指令。
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