CN107457340B

CN107457340B - 一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机

Info

Publication number: CN107457340B
Application number: CN201710763639.9A
Authority: CN
Inventors: 张鸿飞; 贾鋆
Original assignee: Lanzhou Ls Energy Equipment Engineering Research Institute Co ltd; Lanzhou LS Group Co Ltd
Current assignee: Lanzhou Ls Heavy Machinery Co ltd
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2037-08-30
Also published as: CN107457340A

Abstract

本发明公开了一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，属于锻压设备领域。其将三相项异步电动机的驱动方式由伺服电机驱动方式替代，并将电动螺旋压力机的滚珠丝杠螺母副的传动方式应用于传统油压机，首先，使得传统油压机实现更快速的行程和回程速度要求，提高了传统油压机的快锻频次；其次，伺服驱动技术提高了控制系统的响应速度、精度、压机工艺柔性，扩大了其工艺范围，且节能降耗，简化了传统液压系统结构；再次，将双缸串联式增压型单程柱塞缸替代传统油压机的单程柱塞缸结构，能够实现增压功效，提高锻压效率；最后，交流伺服电机驱动丝杠螺母副运动，省去了传统压机的回程缸及回程结构，使得压机结构简单，活动横梁负载小。

Description

一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机

技术领域

本发明属于锻压设备领域，具体是一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机。

背景技术

自由锻液压机是通过给压机本体配套相应的液压系统实现压机压力加工的技术设备，近年来世界主要发达工业国家都致力于压机快锻研究以提高生产率。目前，国内传统自由锻造压机的工作形式主要是三相异步电机驱动油泵，并配套液压系统给压机提供工作压力，主缸、回程缸驱动活动横梁做行程、回程运动。但该工作形式存在以下问题：首先，液压系统控制回路不仅结构复杂，响应速度慢，污染环境严重，工作噪声大，而且占用空间大，维护保养不便；其次，液压机在工作过程中，三相异步电机不停地驱动油泵运转，能耗高，功率损失大；再次，压机快速行程和回程速度最高大约为250mm/s，无法实现更高速、高效的工作来提高生产率；最后，压机的液压系统控制精度低，使得液压机的工作工艺范围具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种结构简单紧凑、响应快，节能降噪、生产率高，工作工艺范围广的集成混合驱动型双缸串联式增压油压机。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，该油压机为预应力框架型油压机，包括上横梁和下横梁，上横梁和下横梁两端通过立柱支撑，立柱内部贯穿上横梁和下横梁设有拉杆，拉杆两端通过超级螺母固定；其中，立柱中部轴向设有固定板，固定板垂直方向设有滑板，滑板上固设活动横梁，活动横梁下表面固接上砧，下砧固接于移动工作台上表面，移动工作台设于下横梁顶部；上横梁中部贯穿设置开口向下的大主缸，大主缸与开口向上的小主缸通过双头螺柱Ⅰ固接于上横梁底部构成串联式增压缸，串联式增压缸内部设有T形柱塞，大主缸与T形柱塞头部相配合，小主缸与T形柱塞尾部相配合；大主缸顶部贯穿设置伸入T形柱塞内部的丝杠，该丝杠位于大主缸外的部分设有双列圆柱滚子轴承，双列圆柱滚子轴承置于轴承套内，丝杠顶部通过键连接大带轮，大带轮通过齿形带连接小带轮，小带轮通过键与交流伺服电机的回转轴连接，交流伺服电机固设于其机座上；T形柱塞顶部丝杠两侧通过T型销与丝杠螺母连接，丝杠螺母与柱塞之间固设止合装置，柱塞底部贯穿小主缸，并通过对开法兰固设于活动横梁上表面；大主缸顶部丝杠两端分别设置通油口A和通油口B，小主缸中部T形柱塞两端分别设置通油口C和通油口D。

其中，上述T形柱塞与串联式增压缸内壁之间设有导套，可防止柱塞做回转运动，从而影响增压缸的行程与回程速度，降低生产效率。

进一步地，为了提高整个串联式增压缸与T形柱塞间的密封性能，防止漏油现象的发生，本发明分别采取了以下密封措施：1、在大主缸和小主缸的接触面之间设置O型密封圈；2、在小主缸底部与柱塞尾部的接触面间设置V型密封组件；3、将小主缸底部由压盖通过双头螺柱Ⅱ固定，在压盖与V型密封组件间设置压套。

更进一步地，将大带轮顶部采用圆螺母固定，以确保大带轮与丝杠的连接稳定性。

本发明的集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，集电螺旋压力机的丝杠螺母传动结构、伺服压力机的伺服驱动和控制结构以及传统自由锻压机传动结构于一体，不仅具有以上三种形式压机的优点，而且能够实现压机快速行程与回程的要求，速度可达500-700mm/s。

本发明的集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，其串联式增压缸的大、小主缸分别设通油口Ａ、B与C、D，该串联式增压缸与T形柱塞形成两个面积不等的工作腔，能够实现增压功能，与传统单程柱塞缸相比，其增压比为（图2）。

本发明的集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，压机本体不仅采用新型的预紧力拉杆组合框架式结构，还省去了传统压机回程缸及回程结构而采用交流伺服电机驱动丝杠螺母副运动，进而推动双缸串联式增压缸柱塞做快速行程和回程运动，使得压机本体结构简单，上横梁和活动横梁的负载减小。

本发明的有益效果是：将电动螺旋压力机、伺服压力机、传统油压机的传动方式优点集于一体，即将三相异步电动机的驱动方式由伺服电机驱动方式替代，并将电动螺旋压力机的滚珠丝杠螺母副的传动方式应用于传统油压机，首先，不但实现了丝杠旋转推动丝杠螺母的直线运动，而且充分利用了大带轮的惯性力，使得传统油压机实现更快速的行程和回程速度要求，提高了传统油压机的快锻频次，从而提高了劳动生产率；其次，伺服驱动技术不仅提高了控制系统的响应速度、精度、压机工艺柔性，扩大了其工艺范围，而且节能降耗，简化了传统液压系统的复杂结构；再次，将双缸串联式增压型单程柱塞缸替代传统油压机的单程柱塞缸结构，不但可以使通入油缸的液压油压强降低，而且能够实现增压功效，以输出更大的压力，提高锻压效率；最后，交流伺服电机驱动丝杠螺母副运动，进而推动柱塞做快速行程和回程运动，省去了传统压机的回程缸及回程结构，使得压机结构简单，活动横梁负载小。

附图说明

图1 为本发明集成混合驱动型双缸串联式增压油压机的结构示意图；

图2 为发明的双缸串联式增压原理图。

附图标记：1、超级螺母；2、下横梁；3、拉杆；4、立柱；5、固定板；6、滑板；7、活动横梁；8、上横梁；9、大主缸；10、T形柱塞；11、圆螺母；12、键；13、大带轮；14、双列圆柱滚子轴承；15、轴承套；16、丝杠；17、齿形带；18、小带轮；19、回转轴；20、交流伺服电机；21、机座；22、丝杠螺母；23、T形销；24、止合装置；25、导套；26、O型密封圈；27、双头螺柱Ⅰ；28、V形密封组件；29、压套；30、压盖；31、双头螺柱Ⅱ；32、小主缸；33、对开法兰；34、上砧；35、下砧；36、移动工作台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1-2所示，一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，该油压机为预应力框架型油压机，包括上横梁8和下横梁2，上横梁8和下横梁2两端通过立柱4支撑，立柱4内部贯穿上横梁8和下横梁2设有拉杆3，拉杆3两端通过超级螺母1固定；其中，立柱4中部轴向设有固定板5，固定板5垂直方向设有滑板6，滑板6上固设活动横梁7，活动横梁7下表面固接上砧34，下砧35固接于移动工作台36上表面，移动工作台36设于下横梁2顶部；上横梁8中部贯穿设置开口向下的大主缸9，大主缸9与开口向上的小主缸32通过双头螺柱Ⅰ27固接于上横梁8底部构成串联式增压缸，大主缸9和小主缸32的接触面之间设置O型密封圈26，串联式增压缸内部设有T形柱塞10，大主缸9与T形柱塞10头部相配合，小主缸32与T形柱塞10尾部相配合，小主缸32底部与T形柱塞10尾部的接触面间设置V型密封组件28，且小主缸32底部由压盖30通过双头螺柱Ⅱ31固定，压盖30与V型密封组件28之间设有压套29，T形柱塞10与串联式增压缸内壁之间设有导套25；大主缸9顶部贯穿设置伸入T形柱塞10内部的丝杠16，该丝杠16位于大主缸9外部的部分设有双列圆柱滚子轴承14，双列圆柱滚子轴承14置于轴承套15内，丝杠16顶部通过键12连接大带轮13，大带轮13顶部采用圆螺母11固定，大带轮13一侧通过齿形带17连接小带轮18，小带轮18通过键与交流伺服电机20的回转轴19连接，交流伺服电机20固设于其机座21上；T形柱塞10顶部丝杠16两侧通过T型销23与丝杠螺母22连接，丝杠螺母22与T形柱塞10之间固设止合装置24，T形柱塞10底部贯穿小主缸32，并通过对开法兰33固设于活动横梁7上表面；大主缸9顶部丝杠16两端分别设置通油口A和通油口B，小主缸32中部T形柱塞10两端分别设置通油口C和通油口D。

快速行程阶段：机座21连接交流伺服电机20固定于上横梁8上表面，活动横梁7处于上限位时，交流伺服电机20与其回转轴19一起正转，带动小带轮18回转，小带轮18通过齿形带17带动大带轮13回转，大带轮13带动丝杠16做回转运动，驱动丝杠螺母22与T形柱塞10一起下行，T形柱塞10下行的同时驱动活动横梁7以及连接于活动横梁7下表面的上砧34，在惯性力与丝杠16驱动力双重作用下做快速直线行程运动，当上砧34接近锻压工件时，交流伺服电机20停转，大、小主缸的通油口A、B与C、D接入高压液压油，此时止合装置24将丝杠螺母22与T形柱塞10断开联结，快速行程结束。

工作阶段：大主缸9和小主缸32构成的串联式增压油缸内通入高压油后，通过液压驱动T形柱塞10直线运动，进而驱动活动横梁7及与其连接的上砧34做直线运动，进行锻压工件的压制工作。

快速回程阶段：工件压制结束后，大主缸9和小主缸32分别迅速通过通油口A、B与C、D排液，止合装置24将丝杠螺母22与T形柱塞10联结为一体，交流伺服电机20与其回转轴19一起反转，带动小带轮18回转，小带轮18通过齿形带17带动大带轮13回转，大带轮13带动丝杠16做回转运动，驱动丝杠螺母22与T形柱塞10一起上行，T形柱塞10上行的同时带动活动横梁7及连接于活动横梁7下表面的上砧34，在惯性力及丝杠16驱动力双重作用下做快速直线回程运动，当活动横梁7到达上限位时，回程结束，交流伺服电机20停转。

Claims

1.一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，该油压机为预应力组合框架型油压机，包括上横梁（8）和下横梁（2），上横梁（8）和下横梁（2）两端通过立柱（4）支撑，立柱（4）内部贯穿上横梁（8）和下横梁（2）设有拉杆（3），拉杆（3）两端通过超级螺母（1）固定；其特征在于：所述立柱（4）中部轴向设有固定板（5），固定板（5）垂直方向设有滑板（6），滑板（6）上固设活动横梁（7），活动横梁（7）下表面固接上砧（34），油压机下砧（35）固接于移动工作台（36）上表面，移动工作台（36）设于下横梁（2）顶部；所述上横梁（8）中部贯穿设置开口向下的大主缸（9），大主缸（9）与开口向上的小主缸（32）通过双头螺柱Ⅰ（27）固接于上横梁（8）底部构成串联式增压缸，该串联式增压缸内部设有T形柱塞（10），大主缸（9）与T形柱塞（10）头部相配合，小主缸（32）与T形柱塞（10）尾部相配合；所述大主缸（9）顶部贯穿设置伸入T形柱塞（10）内部的丝杠（16），该丝杠（16）位于大主缸（9）外的部分设有双列圆柱滚子轴承（14），双列圆柱滚子轴承（14）置于轴承套（15）内，丝杠（16）顶部通过键（12）连接大带轮（13），大带轮（13）通过齿形带（17）连接小带轮（18），小带轮（18）通过键与交流伺服电机（20）的回转轴（19）连接，交流伺服电机（20）固设于其机座（21）上；所述T形柱塞（10）顶部丝杠（16）两侧通过T型销（23）连接丝杠螺母（22），丝杠螺母（22）与T形柱塞（10）之间固设止合装置（24），T形柱塞（10）底部贯穿小主缸（32），并通过对开法兰（33）固设于活动横梁（7）上表面；所述大主缸（9）顶部丝杠（16）两端分别设置通油口A和通油口B，小主缸（32）中部T形柱塞（10）两端分别设置通油口C和通油口D。

2.根据权利要求1所述的一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，其特征在于：所述T形柱塞（10）与串联式增压缸内壁之间设有导套（25）。

3.根据权利要求1所述的一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，其特征在于：所述大主缸（9）和小主缸（32）的接触面之间设有O型密封圈（26）。

4.根据权利要求1所述的一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，其特征在于：所述小主缸（32）底部与T形柱塞（10）尾部的接触面间设有V型密封组件（28）。

5.根据权利要求4所述的一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，其特征在于：所述小主缸（32）底部由压盖（30）通过双头螺柱Ⅱ（31）固定，压盖（30）与V型密封组件（28）间设有压套。

6.根据权利要求1所述的一种集成混合驱动型双缸串联式增压油压机，其特征在于：所述大带轮（13）顶部通过圆螺母（11）固定。