CN106827648A - 一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统 - Google Patents

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陈成
王延杰
李洪亮
徐坤
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Abstract

本发明公开了一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，包括电机（1）、液压泵（2）、油箱（3）和液压马达（9），电机（1）带动液压泵（2），液压泵（2）和液压马达（9）组成闭式液压回路，液压泵（2）的进油口和液压马达（9）的出油口通过管路连接，液压泵（2）通过管路为液压马达（9）供油，油箱（3）通过管路为系统补油，液压马达（9）带动曲柄（12）转动，曲柄（12）带动压力机（11）上的滑块（13）做上下运动。本发明还增加溢流阀（6）来保证系统的安全。本发明提供的一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，综合利用机械/液压混合传动，具有驱动功率大，压力、速度易控、稳定性高、节能、柔性好等优点。

Description

一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统
技术领域
本发明涉及到一种压力机伺服传动系统，特别是涉及一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统。
背景技术
压力机是一种用于金属成形加工的装备。具有用途广泛，生产效率高等特点，广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。通过对金属坯件施加强大的压力使金属发生塑性变形和断裂来加工成零件。机械压力机工作时由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮(通常兼作飞轮)，经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构，使滑块和凸模直线下行。为了克服传统压力机的缺点，近年来，将伺服控制技术应用于压力机，形成了伺服压力机。伺服压力机通常指采用伺服电机进行驱动控制的压力机。伺服压力机通过一个伺服电机带动偏心齿轮，来实现滑块运动过程。通过复杂的电气化控制，伺服压力机可以任意编程滑块的行程，速度，压力等。一般伺服压力机采用大功率伺服电机直接驱动曲柄滑块机构，或采用伺服电机驱动多连杆机构，对伺服电机的功率要求高，或机构、床身复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种采用泵-马达闭式系统的新型压力机传动系统，能够克服传统伺服电机的功率要求高，或机构、床身复杂的缺陷，
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，其特征在于：包括电机、液压泵、油箱和液压马达，所述电机带动所述液压泵，所述液压泵和液压马达组成闭式液压回路，所述液压泵的进油口和所述液压马达的出油口通过管路连接，所述液压泵通过管路为所述液压马达供油，所述油箱通过管路为系统补油，所述液压马达带动曲柄转动，所述曲柄带动压力机上的滑块做上下运动。
所述液压马达带动小齿轮，所述小齿轮和大齿轮啮合，所述大齿轮带动所述曲柄转动。
所述电机包括正转和反转两种工作方式，所述油箱并联连有第一单向阀和第二单向阀的一端，所述第一单向阀和第二单向阀的另一端分别连在所述液压泵的两端。
溢流阀的一端与所述油箱和所述第一单向阀、第二单向阀的连接点相连，另一端并联连有第三单向阀和第四单向阀的一端，所述第三单向阀和第四单向阀的另一端分别连在所述液压马达的两端。
所述液压泵包括定量液压泵或者变量液压泵。
所述液压马达包括定量液压马达或者变量液压马达。
第一单向阀和第二单向阀相联，所述第一单向阀的一端和第二单向阀的一端分别连在所述液压泵的两端，所述第一单向阀的一端和第二单向阀的中间管路并联连有安全阀和补油泵的一端，所述安全阀和的补油泵另一端分别连有油箱。
溢流阀的一端连有油箱，另一端并联连有第三单向阀和第四单向阀的一端，所述第三单向阀和第四单向阀的另一端分别连在所述液压马达的两端。
本发明的有益效果：本发明提供的一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，所述电机带动液压泵，所述液压泵和液压马达组成闭式液压回路，能够根据实际所需对电机的转速进行控制实现液压系统流量控制，从而对压力机的速度进行控制，综合利用机械/液压混合传动，具有驱动功率大，压力、速度易控、稳定性高、节能、柔性好等优点。
附图说明
图1是本发明一种机械/液压混合压力机传动系统原理图；
图2是液压马达直接驱动曲柄滑块机构原理图；
图3是本发明中变量液压泵-定量液压马达组合方案原理图；
图4是本发明中定量液压泵-变量液压马达组合方案原理图；
图5是本发明中变量液压泵-变量液压马达组合方案原理图；
图6是本发明中一种补油系统方案原理图。
附图的标记如下：1-电机，2-液压泵，3-油箱，4-第一单向阀，5-第二单向阀，6-溢流阀，7-第三单向阀，8-第四单向阀，9-液压马达，10-制动器，11-压力机床身，12-曲柄，13-滑块，14-小齿轮，15-大齿轮，16-补油泵，17-安全阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明利用液压传动具有功率密度大，压力、速度易控的特点，提出了一种采用泵-马达闭式系统的机械/液压混合压力机伺服传动系统，包括电机1、液压泵2、油箱3和液压马达9，电机1带动液压泵2，液压泵2和液压马达9组成闭式液压回路，液压泵2的进油口和液压马达9的出油口通过管路连接，液压泵2通过管路为液压马达9供油，油箱3通过管路为系统补油，液压马达9配合使用制动器10，液压马达9带动小齿轮14，小齿轮14和大齿轮15啮合，大齿轮15带动曲柄12转动，曲柄12带动压力机11上的滑块13按照一定规律做上下运动。
基于上述方式的机械/液压混合伺服传动方案既可以用于单点压力机，也可以用于多点压力机。本发明取消了传统机械压力机的飞轮和离合器等部件，提高了设备的维护性和工作可靠性，同时通过位置闭环控制模式，可精确控制滑块位置，可实现多种滑块运动模式，增强了压力机的柔性，提高了设备和零件精度。由于采用泵-马达闭式系统，与普通液压机比较，液压系统具备更简单、节能、噪音低、效率高、柔性好等诸多优点。
本发明也可以不通过小齿轮14和大齿轮15，直接由液压马达9带动曲柄12转动，曲柄12带动压力机11上的滑块13按照一定规律做上下运动，具体机构原理图如图2所示。
如图1到图5所示，由于油液传输过程中存在油液泄露和损耗等情况，故需要添加低压补油油箱3。电机1包括正转和反转两种工作方式，在这里我们设置第一单向阀4和第二单向阀5两个单向阀来配合电机1的正转和反转，油箱3并联连有第一单向阀4和第二单向阀5的一端，第一单向阀4和第二单向阀5的另一端分别连在液压泵2的两端。当液压回路缺油时，其回路油压会变低，油箱3的油液由于油压的作用自动会通过两端的第一单向阀4或第二单向阀5给液压回路进行补油。
为了进一步保证液压回路的安全性，我们增加溢流阀6、第三单向阀7和第四单向阀8。溢流阀6的一端与油箱3和第一单向阀4、第二单向阀5的连接点相连，另一端并联连有第三单向阀7和第四单向阀8的一端，第三单向阀7和第四单向阀8的另一端分别连在液压马达9的两端。安全阀6在该液压回路系统中主要起定压和安全保护的作用，加以单向阀的限制，保障了液压系统双向回路的安全。
本发明中，液压泵2可以选定量液压泵或者变量液压泵，液压马达9包括定量液压马达或者变量液压马达。具体几种组合如图3到图5所示。图5中结合变量液压泵/变量液压马达，可以有效降低电机的功率需求。
在本发明中，除了采用油箱3、第一单向阀4和第二单向阀5组成的补油系统，还可以采用如图6所示的补油系统。如图所示，第一单向阀4和第二单向阀5相联，第一单向阀4的一端和第二单向阀5的一端分别连在液压泵2的两端，第一单向阀4的一端和第二单向阀5的中间管路并联连有安全阀17和补油泵16的一端，安全阀17和的补油泵16另一端分别连有油箱3。
在这种方案下，我们同样增加溢流阀6来保证系统安全性，溢流阀6的一端连有油箱3，另一端并联连有第三单向阀7和第四单向阀8的一端，第三单向阀7和第四单向阀8的另一端分别连在液压马达9的两端。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，其特征在于：包括电机（1）、液压泵（2）、油箱（3）和液压马达（9），所述电机（1）带动所述液压泵（2），所述液压泵（2）和液压马达（9）组成闭式液压回路，所述液压泵（2）的进油口和所述液压马达（9）的出油口通过管路连接，所述液压泵（2）通过管路为所述液压马达（9）供油，所述油箱（3）通过管路为系统补油，所述液压马达（9）带动曲柄（12）转动，所述曲柄（12）带动压力机（11）上的滑块（13）做上下运动。
2.根据权利要求1所述的一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，其特征在于：所述液压马达（9）带动小齿轮（14），所述小齿轮（14）和大齿轮（15）啮合，所述大齿轮（15）带动所述曲柄（12）转动。
3.根据权利要求1所述的一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，其特征在于：所述电机（1）包括正转和反转两种工作方式，所述油箱（3）并联连有第一单向阀（4）和第二单向阀（5）的一端，所述第一单向阀（4）和第二单向阀（5）的另一端分别连在所述液压泵（2）的两端。
4.根据权利要求3所述的一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，其特征在于：溢流阀（6）的一端与所述油箱（3）和所述第一单向阀（4）、第二单向阀（5）的连接点相连，另一端并联连有第三单向阀（7）和第四单向阀（8）的一端，所述第三单向阀（7）和第四单向阀（8）的另一端分别连在所述液压马达（9）的两端。
5.根据权利要求1所述的一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，其特征在于：所述液压泵（2）包括定量液压泵或者变量液压泵。
6.根据权利要求1所述的一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，其特征在于：所述液压马达（9）包括定量液压马达或者变量液压马达。
7.根据权利要求1所述的一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，其特征在于：第一单向阀（4）和第二单向阀（5）相联，所述第一单向阀（4）的一端和第二单向阀（5）的一端分别连在所述液压泵（2）的两端，所述第一单向阀（4）的一端和第二单向阀（5）的中间管路并联连有安全阀（17）和补油泵（16）的一端，所述安全阀（17）和补油泵（16）另一端分别连有油箱（3）。
8.根据权利要求7所述的一种液压/机械混合驱动伺服压力机传动系统，其特征在于：溢流阀（6）的一端连有油箱（3），另一端并联连有第三单向阀（7）和第四单向阀（8）的一端，所述第三单向阀（7）和第四单向阀（8）的另一端分别连在所述液压马达（9）的两端。
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