CN108591141B - 一种等静压机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于等静压处理设备技术领域，公开了一种等静压机，包括机架、固定设置在机架顶部的增压缸、固定设置在所述机架的底部的工作缸以及固定设置在所述增压缸的活塞杆上的压头；工作缸内设有工作腔；还包括定位装置和控制所述增压缸动作的液压控制系统。本发明通过设置调整组件和工作缸定位板，从而保证工作腔与压头之间的相对位置，对压头进行导向，进而保护压头和增压缸；其次，通过设置卸压油路，在增压缸的活塞杆带动压头回程时，先对增压缸的无杆腔卸压，待工作腔中的液体压力下降后，再切换至主油路，从而防止液压控制系统中的液压阀等元器件被损坏。

Description

一种等静压机
技术领域
本发明属于等静压处理设备技术领域，具体涉及一种等静压机。
背景技术
等静压处理是把被加工的工件放置在一种特定的模具中，再把装有工件的模具放入盛满液体的工作缸中，通过增压缸的活塞杆带动压头深入工作缸中的工作腔逐步加压，通过液体传压，使得物体的各个表面受到了相等的压强，并在模具限制下成型。现有的等静压机由于工作缸内的工作腔较短，增压缸的行程较短，因此即使没有定位装置，设备也能正常工作。但是随着需要成型的工件的长度越来越长，工作腔的长度也增长，因此必须增加定位装置保证工作腔与压头之间的相对位置，防止增压缸的活塞杆带动压头深入工作腔时被工作腔憋住，引起增压缸损坏，甚至发生安全事故。另外，由于工作腔中液体的压力非常高，在400MPa到600MPa之间，在增压缸回程动作时，即增压缸的活塞杆缩回时，容易损坏液压控制系统中的液压阀等元器件。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种能够保证工作腔与压头之间的相对位置以及具有卸压回路的等静压机。
本发明所采用的技术方案为：
一种等静压机，包括机架、固定设置在机架顶部的增压缸、固定设置在所述机架的底部的工作缸以及固定设置在所述增压缸的活塞杆上的压头；工作缸内设有工作腔；还包括定位装置和控制所述增压缸动作的液压控制系统；
所述定位装置包括调整组件和工作缸定位板；工作缸定位板的底端面上设有定位所述工作缸的定位止口；工作缸定位板与所述工作缸通过所述定位止口定位连接；所述调整组件包括底板、两个第一调节板、垫板和第二调节板；两个第一调节板分别设置在所述底板的前后两端且均前后滑动设置，两个第一调节板和底板形成滑槽；第二调节板上下滑动设置在所述滑槽内，第二调节板与所述工作缸定位板固定连接；垫板设置在第二调节板和底板之间用于调节第二调节板和底板之间的间隙大小；
所述液压控制系统包括液压站、主油路和卸压油路；所述主油路连通液压站和增压缸，驱动所述增压缸的活塞杆往复运动；所述卸压油路包括第一换向阀和调速阀；液压站、第一换向阀、调速阀和增压缸的无杆腔顺次连接。
进一步地，所述等静压机还包括压力检测装置；所述压力检测装置包括测试通道、接头组件、泄压阀和压力表；所述测试通道设置在待测的工作缸内且与所述工作腔连通；测试通道包括测试孔以及设置在测试孔远离工作腔的一端的连接螺纹孔；测试孔远离工作腔的一端设有第一锥形面；
所述接头组件包括锁紧螺母、连接管和接头体；锁紧螺母的一端螺纹连接在所述连接螺纹孔内；连接管的一端设有与所述第一锥形面适配的第二锥形面，连接管的另一端与所述泄压阀的入口连接；接头体螺纹连接在连接管靠近测试孔的一端，接头体远离测试孔的一端抵靠在所述锁紧螺母上；压力表连接在所述连接管上。
进一步地，所述工作缸包括缸体、封堵头和密封圈；工作缸定位板与所述缸体的顶端通过所述定位止口定位连接；缸体的顶端端面开设有贯通孔；封堵头封堵在所述贯通孔的底端；封堵头和所述贯通孔形成所述工作腔；密封圈设置在所述封堵头和所述工作腔之间；测试通道设置在所述封堵头内。
进一步地，所述工作缸还包括将所述缸体连接到机架上的连接端盖；所述连接端盖的一端分别设有与所述封堵头定位连接的第一定位止口以及与所述缸体定位连接的第二定位止口，连接端盖的另一端设有与所述机架定位连接的第三定位止口；连接端盖上设有避让所述接头组件的避让孔；连接端盖与所述缸体可拆卸连接。
进一步地，所述封堵头上设有连通所述测试孔的泄压孔。
进一步地，所述封堵头靠近工作腔的一端设有挡板；所述挡板上分别设有连接孔和连通所述测试通道的漏口；所述挡板和所述封堵头二者中的一者设有套设在所述密封圈内的支撑端；支撑端的厚度小于密封圈的厚度；所述连接孔内设有第三螺钉；所述封堵头上设有与所述第三螺钉螺纹连接的第三螺纹孔。
进一步地，所述主油路包括快速油路和慢速油路；所述快速油路和慢速油路均包括第二换向阀、叠加式液控单向阀和叠加式调速阀；液压站、第二换向阀、叠加式液控单向阀、叠加式调速阀和增压缸顺次连接。
进一步地，所述叠加式液控单向阀和叠加式调速阀之间连接有叠加式溢流阀。
进一步地，两个所述第一调节板上均开设有第一腰型孔；第一腰型孔的长度方向沿前后方向设置，第一腰型孔内设置有第一螺钉；所述底板上设置有与所述第一螺钉螺纹连接的第一螺纹孔。
进一步地，所述第二调节板上开设有第二腰型孔；第二腰型孔的长度方向沿上下方向设置，第二腰型孔内设置有第二螺钉；所述垫板上设有避让所述第二螺钉的避让孔；所述底板上设置有与所述第二螺钉螺纹连接的第二螺纹孔。
本发明的有益效果为：
(1)本发明通过设置调整组件和工作缸定位板，从而保证工作腔与压头之间的相对位置，对压头进行导向，进而保护压头和增压缸；其次，通过设置卸压油路，在增压缸的活塞杆带动压头回程时，先对增压缸的无杆腔卸压，待工作腔中的液体压力下降后，再切换至主油路，从而防止液压控制系统中的液压阀等元器件被损坏；
(2)本发明通过设置底板、两个第一调节板、垫板和第二调节板组成的调整组件，方便定位装置的初始安装时的调整，降低加工难度；并且通过设置快速油路和慢速油路，从而使增压缸能够具有多种运动速度；
(3)本发明通过设置测试通道、接头组件和压力表实现检测工作腔内液体的实际压力，为增压缸的选型计算提供了重要依据，同时能够实时监控工作腔内液体的实际压力；
(4)本发明通过设置挡板和支撑端挤压密封圈，使工作腔和封堵头之间的密封更加可靠，同时方便安装。
附图说明
图1是本发明的一种等静压机的结构示意图；
图2是图1所示的一种等静压机中定位装置的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是图1所示的一种等静压机中检测装置的结构示意图；
图5是图4中A区域放大结构示意图；
图6是图1所示的一种等静压机中接头组件的结构示意图；
图7是图1所示的一种等静压机中封堵头的结构示意图；
图8是图1所示的一种等静压机中连接端盖的结构示意图；
图9是图1所示的一种等静压机中液压控制系统的结构示意图；
图中：1-底板；2-第一调节板；2a-第一腰型孔；3-第二调节板；3a-第二腰型孔；4-蓄水环；5-垫板；6-工作缸定位板；7-缸体；7a-工作腔；8-连接端盖；8a-第一定位止口；8b-第三定位止口；8c-避让孔；8d-第二定位止口；9-增压缸；9a-压头；10-机架；11-泄压阀；12-挡板；12a-漏口；13-密封圈；14-封堵头；14a-测试孔；14b-泄压孔；14c-连接螺纹孔；14d-第一锥形面；14e-支撑端；15-锁紧螺母；16-连接管；16a-第二锥形面；17-接头体；18-调速阀；19-第一换向阀；20-叠加式调速阀；21-叠加式溢流阀；22-叠加式液控单向阀；23-第二换向阀；24-液压站；25-压力表；26-压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
如图1-9所示，本实施例的一种等静压机，包括机架10、固定设置在机架10顶部的增压缸9、固定设置在所述机架10的底部的工作缸以及固定设置在所述增压缸9的活塞杆上的压头9a；工作缸内设有工作腔7a；还包括定位装置和控制所述增压缸9动作的液压控制系统；
所述定位装置包括调整组件和工作缸定位板6；工作缸定位板6的底端面上设有定位所述工作缸的定位止口；工作缸定位板6与所述工作缸通过所述定位止口定位连接；所述调整组件包括底板1、两个第一调节板2、垫板5和第二调节板3；两个第一调节板2分别设置在所述底板1的前后两端且均前后滑动设置，两个第一调节板2和底板1形成滑槽；第二调节板3上下滑动设置在所述滑槽内，第二调节板3与所述工作缸定位板6固定连接；垫板5设置在第二调节板3和底板1之间用于调节第二调节板3和底板1之间的间隙大小；
工作时，增压缸9中的活塞杆带动压头9a深入工作腔7a中压缩工作腔7a中的液体，产生压力，将工件(图中未示出)成型。要保证压头9a与工作腔7a之间的相对位置，只需保证工作缸定位板6与机架10之间的相对位置即可，工作缸定位板6与机架10的相对位置可以通过机械加工保证，但是由于等静压机的体积大，如果用机械加工来保证，则加工困难并且成本高，因此本实施例中通过设置调整组件来降低加工难度。使用时，如图1所示，底板1固定设置在机架10的两个侧壁上，两个第一调节板2前后滑动，从而调节第二调节板3的前后位置；通过改变垫板5的厚度，从而可以调节第二调节板3的左右位置，从而使压头9a的中轴线与工作腔7a的中轴线重合。同时通过第二调节板3的上下移动使工作缸的底部抵靠到机架10的底座上，从而使整个定位装置不承受增压缸的力，保证定位精度。需要说明的是，改变垫板5的厚度可以通过设置多个垫板5或者通过修磨垫板5来实现。为了使工作缸定位板6受力均衡，本实施例中，如图1所示，所述调整组件设置有两个，两个所述调整组件中的第二调节板3分别固定连接在所述工作缸定位板6的左右两端。
两个第一调节板2的前后滑动可以通过现有技术实现，为了简化结构，调节方便，本实施例中，如图2所示，两个所述第一调节板2上均开设有第一腰型孔2a；第一腰型孔2a的长度方向沿前后方向设置，第一腰型孔2a内设置有第一螺钉(图中未示出)；所述底板1上设置有与所述第一螺钉螺纹连接的第一螺纹孔(图中未示出)。优选地，为了方便两个第一调节板2的前后滑动，本实施例中，底板1朝向第一调接板2的一侧沿前后方向开设有滑动槽(图中未示出)，两个第一调节板2在所述滑动槽内滑动。第二调节板3的上下移动可以通过现有技术实现，为了简化结构，调节方便，本实施例中，如图1所示，所述第二调节板3上开设有第二腰型孔3a；第二腰型孔3a的长度方向沿上下方向设置，第二腰型孔3a内设置有第二螺钉(图中未示出)；所述垫板5上设有避让所述第二螺钉的避让孔(图中未示出)；所述底板1上设置有与所述第二螺钉螺纹连接的第二螺纹孔(图中未示出)。优选地，所述垫板5上的避让孔为第三腰型孔(图中未示出)；所述第三腰型孔的长度方向与第二腰型孔3a的长度方向一致。
本实施例中，为了防止工作腔7a的水漫出机架10，并且为了方便观察工作腔7a中是否有水，本实施例中，所述工作缸定位板6的顶端面上设有与所述工作缸7同轴的蓄水环4。进一步地，为了保证蓄水环4与工作缸定位板6之间的密封性，本实施例中，所述蓄水环4与工作缸定位板6焊接连接。显而意见的是，工作缸定位板6上设有连通工作腔7a与蓄水环4的孔。
本实施例中，所述液压控制系统包括液压站24、主油路和卸压油路；所述主油路连通液压站24和增压缸9，驱动所述增压缸9的活塞杆往复运动；所述卸压油路包括第一换向阀19和调速阀18；液压站24、第一换向阀19、调速阀18和增压缸9的无杆腔顺次连接。如图1所示，在增压缸9的活塞杆开始缩回时，首先切换第一换向阀14，使增压缸9无杆腔中的液压油经调速阀18和第一换向阀19直接流入液压站24，达到卸压的目的。优选地，为了使本发明的增压缸9的活塞杆能够实现“快速伸出-慢速伸出-慢速缩回-快速缩回”以保护增压缸9的目的，如图9所示，所述主油路包括快速油路和慢速油路；所述快速油路和慢速油路均包括第二换向阀23、叠加式液控单向阀22和叠加式调速阀20；液压站24、第二换向阀23、叠加式液控单向阀22、叠加式调速阀20和增压缸9顺次连接。通过分别调节快速油路和慢速油路中的叠加式调速阀20实现调节增压缸9的活塞杆的速度的效果。进一步地，为了能够调节流入或流出增压缸9的液压油的压力，本实施例中，所述叠加式液控单向阀22和叠加式调速阀20之间连接有叠加式溢流阀21。
本实施例中，为了使增压缸9的无杆腔中卸压完成后能够继续经主油路流入液压站24，从而提高工作效率；本实施例中，所述等静压机还包括压力检测装置；所述压力检测装置包括测试通道、接头组件、泄压阀11和压力表25；所述测试通道设置在待测的工作缸内且与所述工作腔7a连通；测试通道包括测试孔14a以及设置在测试孔14a远离工作腔7a的一端的连接螺纹孔14c；测试孔14a远离工作腔7a的一端设有第一锥形面14d；
所述接头组件包括锁紧螺母15、连接管16和接头体17；锁紧螺母15的一端螺纹连接在所述连接螺纹孔14c内；连接管16的一端设有与所述第一锥形面14d适配的第二锥形面16a，连接管16的另一端与所述泄压阀11的入口连接；接头体17螺纹连接在连接管16靠近测试孔14a的一端，接头体17远离测试孔14a的一端抵靠在所述锁紧螺母15上；压力表25连接在所述连接管16上。当压力表25观测到工作腔7a中液体的压力下降到设定值时，例如下降到0MPa时，切换第一换向阀19，使增压缸9的无杆腔中卸压完成后能够继续经主油路流入液压站24。并且通过设置压力检测装置；能够实现检测工作腔7a中液体的实际压力，为增压缸9的选型计算提供了重要依据，同时还能够实时监控工作腔7a内液体的实际压力。为了防止人为控制出错，本实施例中，所述检测装置还包括连接在连接管16上的压力传感器26；所述第一换向阀19和第二换向阀23均为电磁换向阀。从而可以通过增加PLC或单片机等控制器对本实施例中的等静压机进行自动控制。
如果连接管16直接与锁紧螺母15一体成型连接或者固定连接，那么在旋转锁紧螺母15时，一方面，连接管16会旋转，不方便安装；另一方面，连接管16上的第二锥形面16a会与第一锥形面14d摩擦，从而破坏连接管16与测试孔14a之间的密封，发生危险。因此，本实施例中，将连接管16和锁紧螺母15做成分体结构即可很好的避免上述问题。优选地，本实施例中，为了防止拆卸接头组件时，工作腔7a中的高压液体直接从连接螺纹孔14c冲出发生危险，本实施例中，如图7所示，所述封堵头14上设有连通所述测试孔14a的泄压孔14b。从而在拆卸接头组件时，工作腔7a中的高压液体从泄压孔14b泄出。为了缩小接头组件的体积，本实施例中，如图6所示，所述锁紧螺母15靠近测试孔14a的一端设有与容纳所述接头体17的安装孔。
本实施例中，为了降低工作缸的加工难度，所述工作缸包括缸体7、封堵头14和密封圈13；工作缸定位板6与所述缸体7的顶端通过所述定位止口定位连接；缸体7的顶端端面开设有贯通孔；封堵头14封堵在所述贯通孔的底端；封堵头14和所述贯通孔形成所述工作腔7a；密封圈13设置在所述封堵头14和所述工作腔7a之间；测试通道设置在所述封堵头14内。优选地，本实施例中，为了方便密封圈13的安装和更换，如图5和7所示，所述封堵头14靠近工作腔7a的一端设有挡板12；所述挡板12上分别设有连接孔和连通所述测试通道的漏口12a；所述挡板12和所述封堵头14二者中的一者设有套设在所述密封圈13内的支撑端14e；支撑端14e的厚度小于密封圈13的厚度；所述连接孔内设有第三螺钉；所述封堵头14上设有与所述第三螺钉螺纹连接的第三螺纹孔。如图5所示，密封圈13非密封状态时的外径略小于工作腔7a的内径，从而方便密封圈13进入工作腔7a，并且在密封圈13进入工作腔7a时不会翻滚扭转，提高密封圈13的使用寿命，通过拧紧挡板12上的螺钉，使挡板12向封堵头14移动，从而挤压密封圈13，使密封圈13紧贴封堵头14和工作腔7a，实现密封。需要说明的是，当支撑端14e设置在挡板12上时，连接孔贯穿挡板12和支撑端14e；当支撑端14e固定设置在封堵头14上时，第二螺纹孔设置在支撑端14e上。本实施例中，如图7所示，支撑端14e与封堵头14一体成型连接；第二螺纹孔设置在支撑端14e上。
本实施例中，为了方便缸体7在等静压机上定位，如图1和8所示，所述工作缸还包括将所述缸体7连接到机架10上的连接端盖8；所述连接端盖8的一端分别设有与所述封堵头14定位连接的第一定位止口8a以及与所述缸体7定位连接的第二定位止口8d，连接端盖8的另一端设有与所述机架10定位连接的第三定位止口8b；连接端盖8上设有避让所述接头组件的避让孔8c；连接端盖8与所述缸体7可拆卸连接。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种等静压机，包括机架(10)、固定设置在机架(10)顶部的增压缸(9)、固定设置在所述机架(10)的底部的工作缸以及固定设置在所述增压缸(9)的活塞杆上的压头(9a)；工作缸内设有工作腔(7a)；其特征在于：还包括定位装置和控制所述增压缸(9)动作的液压控制系统；
所述定位装置包括调整组件和工作缸定位板(6)；工作缸定位板(6)的底端面上设有定位所述工作缸的定位止口；工作缸定位板(6)与所述工作缸通过所述定位止口定位连接；所述调整组件包括底板(1)、两个第一调节板(2)、垫板(5)和第二调节板(3)；两个第一调节板(2)分别设置在所述底板(1)的前后两端且均前后滑动设置，两个第一调节板(2)和底板(1)形成滑槽；第二调节板(3)上下滑动设置在所述滑槽内，第二调节板(3)与所述工作缸定位板(6)固定连接；垫板(5)设置在第二调节板(3)和底板(1)之间用于调节第二调节板(3)和底板(1)之间的间隙大小；
所述液压控制系统包括液压站(24)、主油路和卸压油路；所述主油路连通液压站(24)和增压缸(9)，驱动所述增压缸(9)的活塞杆往复运动；所述卸压油路包括第一换向阀(19)和调速阀(18)；液压站(24)、第一换向阀(19)、调速阀(18)和增压缸(9)的无杆腔顺次连接。
2.根据权利要求1所述的一种等静压机，其特征在于：所述等静压机还包括压力检测装置；所述压力检测装置包括测试通道、接头组件、泄压阀(11)和压力表(25)；所述测试通道设置在待测的工作缸内且与所述工作腔(7a)连通；测试通道包括测试孔(14a)以及设置在测试孔(14a)远离工作腔(7a)的一端的连接螺纹孔(14c)；测试孔(14a)远离工作腔(7a)的一端设有第一锥形面(14d)；
所述接头组件包括锁紧螺母(15)、连接管(16)和接头体(17)；锁紧螺母(15)的一端螺纹连接在所述连接螺纹孔(14c)内；连接管(16)的一端设有与所述第一锥形面(14d)适配的第二锥形面(16a)，连接管(16)的另一端与所述泄压阀(11)的入口连接；接头体(17)螺纹连接在连接管(16)靠近测试孔(14a)的一端，接头体(17)远离测试孔(14a)的一端抵靠在所述锁紧螺母(15)上；压力表(25)连接在所述连接管(16)上。
3.根据权利要求2所述的一种等静压机，其特征在于：所述工作缸包括缸体(7)、封堵头(14)和密封圈(13)；工作缸定位板(6)与所述缸体(7)的顶端通过所述定位止口定位连接；缸体(7)的顶端端面开设有贯通孔；封堵头(14)封堵在所述贯通孔的底端；封堵头(14)和所述贯通孔形成所述工作腔(7a)；密封圈(13)设置在所述封堵头(14)和所述工作腔(7a)之间；测试通道设置在所述封堵头(14)内。
4.根据权利要求3所述的一种等静压机，其特征在于：所述工作缸还包括将所述缸体(7)连接到机架(10)上的连接端盖(8)；所述连接端盖(8)的一端分别设有与所述封堵头(14)定位连接的第一定位止口(8a)以及与所述缸体(7)定位连接的第二定位止口(8d)，连接端盖(8)的另一端设有与所述机架(10)定位连接的第三定位止口(8b)；连接端盖(8)上设有避让所述接头组件的避让孔(8c)；连接端盖(8)与所述缸体(7)可拆卸连接。
5.根据权利要求3或4所述的一种等静压机，其特征在于：所述封堵头(14)上设有连通所述测试孔(14a)的泄压孔(14b)。
6.根据权利要求3所述的一种等静压机，其特征在于：所述封堵头(14)靠近工作腔(7a)的一端设有挡板(12)；所述挡板(12)上分别设有连接孔和连通所述测试通道的漏口(12a)；所述挡板(12)和所述封堵头(14)二者中的一者设有套设在所述密封圈(13)内的支撑端(14e)；支撑端(14e)的厚度小于密封圈(13)的厚度；所述连接孔内设有第三螺钉；所述封堵头(14)上设有与所述第三螺钉螺纹连接的第三螺纹孔。
7.根据权利要求1所述的一种等静压机，其特征在于：所述主油路包括快速油路和慢速油路；所述快速油路和慢速油路均包括第二换向阀(23)、叠加式液控单向阀(22)和叠加式调速阀(20)；液压站(24)、第二换向阀(23)、叠加式液控单向阀(22)、叠加式调速阀(20)和增压缸(9)顺次连接。
8.根据权利要求7所述的一种等静压机，其特征在于：所述叠加式液控单向阀(22)和叠加式调速阀(20)之间连接有叠加式溢流阀(21)。
9.根据权利要求1所述的一种等静压机，其特征在于：两个所述第一调节板(2)上均开设有第一腰型孔(2a)；第一腰型孔(2a)的长度方向沿前后方向设置，第一腰型孔(2a)内设置有第一螺钉；所述底板(1)上设置有与所述第一螺钉螺纹连接的第一螺纹孔。
10.根据权利要求1所述的一种等静压机，其特征在于：所述第二调节板(3)上开设有第二腰型孔(3a)；第二腰型孔(3a)的长度方向沿上下方向设置，第二腰型孔(3a)内设置有第二螺钉；所述垫板(5)上设有避让所述第二螺钉的避让孔；所述底板(1)上设置有与所述第二螺钉螺纹连接的第二螺纹孔。
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