CN108655223A - 一种电液混合驱动的弯管机 - Google Patents

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Abstract

一种具有恒压液压回路系统的弯管机，电液机械缸或液压机械缸替换现有的推制液压缸；液压回路采用基于二次调节的恒压网络，推制缸和夹紧装置并联在高压油路和低压油路之间，通过变量马达的排量实现对推制缸和夹紧装置的控制。本发明不需要改变弯管机现有的机械结构，仅需改变液压回路和替换液压缸，就能提高控制精度和工作效率，节约能源。

Description

一种电液混合驱动的弯管机
技术领域
本发明涉及液压驱动技术领域，特别是一种电液混合驱动的弯管机。
背景技术
液压弯管机对液压系统的要求是，执行件空程和回程速度要求快，推进速度要求慢且稳定。传统的液压系统主要通过控制液压阀来调节液压缸的速度，进而驱动执行件完成相应的动作，存在较大的节流损失。除此之外，液压阀控缸要想获得较高的控制精度和多等级的工作速度，势必会增加控制系统的复杂性。
申请号为CN202239111U的中国发明专利公开了“一种双动力驱动的数控弯管机”。这种弯管机的动力驱动装置由两个独立液压马达组成，其输出轴分别啮合各自的驱动机构所构成；使用两套独立的液压系统，分别控制主轴及转臂，根据需要提供来提供扭矩力，实现保障弯管和节约能源的目的。此方法结构复杂且成本高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种结构简单，节能高效，易于实现的电液混合驱动的弯管机。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电液混合驱动的弯管机，包括推制缸(3)、腰鼓滚轮(32)、感应圈(31)、摇臂(30)、夹紧马达(5)和第Ⅰ液压驱动回路(1)；
所述的推制缸是电液机械缸，电液机械缸包括：第Ⅰ变量泵/马达(8)、第Ⅰ伺服电机(9)、第Ⅰ传动副(7)和第Ⅰ丝杠(6)，第Ⅰ伺服电机的输出端与第Ⅰ变量泵/马达的输入端串联在一起，第Ⅰ变量泵/马达的输出轴与第Ⅰ传动副机械连接，第Ⅰ丝杠和第Ⅰ传动副机械连接；
所述的第Ⅰ液压驱动回路包括：动力源(19)、主液压泵(18)、第Ⅰ过滤器(17)、油箱(16)、第Ⅰ溢流阀(20)、第Ⅰ单向阀(21)、第Ⅱ溢流阀(23)、压力切换阀(22)、第Ⅱ蓄能器(25)、第Ⅲ溢流阀(26)、第Ⅱ单向阀(13)、第Ⅲ单向阀(14)、第Ⅱ过滤器(15)、第Ⅰ蓄能器(24)、压力传感器(27)、高压管路(28)和低压管路(29)；
动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、第Ⅰ蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通；压力切换阀的第一工作油口B与高压管路连通，第二工作油口C与第Ⅰ蓄能器的出油口、第Ⅱ溢流阀的进油口连通，第三工作油口D与第Ⅱ蓄能器的出油口、第Ⅲ溢流阀的进油口连通，第Ⅱ溢流阀、第Ⅲ溢流阀的出油口分别与油箱连通，第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通。
一种电液混合驱动的弯管机，包括推制缸(3)、腰鼓滚轮(32)、感应圈(31)、摇臂(30)、夹紧马达(5)和第Ⅱ液压驱动回路(2)；
所述的推制缸是液压机械缸，液压机械缸包括：第Ⅱ变量泵/马达(12)、第Ⅱ传动副(11)和第Ⅱ丝杠(10)，第Ⅱ变量泵/马达的输出端与第Ⅱ传动副的输入端串联，第Ⅱ丝杠和第Ⅱ传动副机械连接；
所述的第Ⅱ液压驱动回路包括：动力源(19)、主液压泵(18)、第Ⅰ过滤器(17)、油箱(16)、第Ⅰ溢流阀(20)、第Ⅰ单向阀(21)、第Ⅱ溢流阀(23)、第Ⅱ单向阀(13)、第Ⅲ单向阀(14)、第Ⅱ过滤器(15)、第Ⅰ蓄能器(24)、压力传感器(27)、高压管路(28)和低压管路(29)；
动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、第Ⅰ蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通。
所述的动力源是柴油机或电动机。
所述的第Ⅰ蓄能器和第Ⅱ蓄能器是一个液压蓄能器，或是两个及两个以上的液压蓄能器构成的液压蓄能器组。
所述的主液压泵是定量泵、机械式恒压变量泵，恒功率变量泵，比例恒压泵或电比例变排量泵中的一种。
所述的传动箱可以是齿轮传动箱或带传动箱。
所述的电动机是交流异步电机步进电机，开关磁阻电机，直流电机或伺服电机中的一种。
所述的机械缸采用行星滚柱丝杠、滚柱丝杠或梯形丝杠的任意一种形式传动。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供一种电液混合驱动的弯管机，具有结构简单、操作方便、节能高效等优点，能够始终使动力源工作在高效区，达到节能减排的目标；
2、本发明采用两种新型液压元件电液机械缸和液压机械缸代替原有的液压缸，可有效回收推制缸空程和回程过程中的动能，提高能量利用率；
3、本发明采用电液机械缸来驱动直线负载，将液压技术功率密度大的优点和电气技术控制精度高的优点结合起来，弥补了电动机功率不足的问题，消除了阀控液压缸的节流损失，同时又具有高的定位精度；
4、本发明可以实现电气和液压两种方式进行能量回收。通过电液机械缸中的电动机将超越负载产生的势能转化为电能进行存储；通过电液机械缸中的第Ⅰ变量泵/马达将超越负载产生的势能转化为液压能存储在液压蓄能器中。
附图说明
图1为本发明电液混合驱动的弯管机的示意图；
图2为本发明中电液机械缸的剖视图；
图3为本发明中液压机械缸的剖视图；
图4为本发明采用电液机械缸的弯管机系统原理图；
图5为本发明采用液压机械缸的弯管机系统原理图；
图6为本发明实施例1的系统原理图；
图7为本发明实施例1的系统原理图。
图中：1-第Ⅰ液压驱动回路，2-第Ⅱ液压驱动回路，3-电液机械缸，4-液压机械缸，5-夹紧马达，6-第Ⅰ丝杠，7-第Ⅰ传动副，8-第Ⅰ变量泵/马达，9-第Ⅰ伺服电机，10-第Ⅱ丝杠，11-第Ⅱ传动副，12-第Ⅱ变量泵/马达，13-第Ⅱ单向阀，14-第Ⅲ单向阀，15-第Ⅱ过滤器，16-油箱，17-第Ⅰ过滤器，18-主液压泵，19-动力源，20-第Ⅰ溢流阀，21-第Ⅰ单向阀，22-压力切换阀，23-第Ⅱ溢流阀，24-第Ⅰ蓄能器，25-第Ⅱ蓄能器，26-第Ⅲ溢流阀，27-压力传感器，28-高压管路，29-低压管路，30-摇臂，31-感应圈，32-腰鼓滚轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：
如图1所示，一种电液混合驱动的弯管机，包括推制缸3、腰鼓滚轮32、感应圈31、摇臂30、夹紧马达5和第Ⅰ液压驱动回路1。
如图2所示，所述的推制缸是电液机械缸，电液机械缸包括：第Ⅰ变量泵/马达8、第Ⅰ伺服电机9、第Ⅰ传动副7和第Ⅰ丝杠6，第Ⅰ伺服电机的输出端与第Ⅰ变量泵/马达的输入端串联在一起，第Ⅰ变量泵/马达的输出轴与第Ⅰ传动副机械连接，第Ⅰ丝杠和第Ⅰ传动副机械连接。
如图4所示，所述的第Ⅰ液压驱动回路包括：动力源19、主液压泵18、第Ⅰ过滤器17、油箱16、第Ⅰ溢流阀20、第Ⅰ单向阀21、第Ⅱ溢流阀23、压力切换阀22、第Ⅱ蓄能器25、第Ⅲ溢流阀26、第Ⅱ单向阀13、第Ⅲ单向阀14、第Ⅱ过滤器15、第Ⅰ蓄能器24、压力传感器27、高压管路28和低压管路29。
动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、第Ⅰ蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通；压力切换阀的第一工作油口B与高压管路连通，第二工作油口C与第Ⅰ蓄能器的出油口、第Ⅱ溢流阀的进油口连通，第三工作油口D与第Ⅱ蓄能器的出油口、第Ⅲ溢流阀的进油口连通，第Ⅱ溢流阀、第Ⅲ溢流阀的出油口分别与油箱连通，第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通。
如图1所示，一种电液混合驱动的弯管机，包括推制缸3、腰鼓滚轮32、感应圈31、摇臂30、夹紧马达5和第Ⅱ液压驱动回路2。
如图3所示，所述的推制缸是液压机械缸，液压机械缸包括：第Ⅱ变量泵/马达12、第Ⅱ传动副11和第Ⅱ丝杠10，第Ⅱ变量泵/马达的输出端与第Ⅱ传动副的输入端串联，第Ⅱ丝杠和第Ⅱ传动副机械连接；
如图5所示，所述的第Ⅱ液压驱动回路包括：动力源19、主液压泵18、第Ⅰ过滤器17、油箱16、第Ⅰ溢流阀20、第Ⅰ单向阀21、第Ⅱ溢流阀23、第Ⅱ单向阀13、第Ⅲ单向阀14、第Ⅱ过滤器15、第Ⅰ蓄能器24、压力传感器27、高压管路28和低压管路29。
动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、第Ⅰ蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通。
所述的动力源是柴油机或电动机。
所述的第Ⅰ蓄能器和第Ⅱ蓄能器是一个液压蓄能器，或是两个及两个以上的液压蓄能器构成的液压蓄能器组。
所述的主液压泵是定量泵、机械式恒压变量泵，恒功率变量泵，比例恒压泵或电比例变排量泵中的一种。
所述的传动箱可以是齿轮传动箱或带传动箱。
所述的电动机是交流异步电机步进电机，开关磁阻电机，直流电机或伺服电机中的一种。
所述的机械缸采用行星滚柱丝杠、滚柱丝杠或梯形丝杠的任意一种形式传动。
实施例1
如图1所示，一种电液混合驱动的弯管机，包括推制缸3、腰鼓滚轮32、感应圈31、摇臂30、夹紧马达5和第Ⅱ液压驱动回路2。
如图2和6所示，所述的推制缸是电液机械缸，电液机械缸包括：第Ⅰ变量泵/马达8、第Ⅰ伺服电机9、第Ⅰ传动副7和第Ⅰ丝杠6，第Ⅰ伺服电机的输出端与第Ⅰ变量泵/马达的输入端串联在一起，第Ⅰ变量泵/马达的输出轴与第Ⅰ传动副机械连接，第Ⅰ丝杠和第Ⅰ传动副机械连接。
如图6所示，所述的第Ⅱ液压驱动回路包括：动力源19、主液压泵18、第Ⅰ过滤器17、油箱16、第Ⅰ溢流阀20、第Ⅰ单向阀21、第Ⅱ溢流阀23、第Ⅱ单向阀13、第Ⅲ单向阀14、第Ⅱ过滤器15、第Ⅰ蓄能器24、压力传感器27、高压管路28和低压管路29。
动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、第Ⅰ蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通。
实施例2
如图1所示，一种电液混合驱动的弯管机，包括推制缸3、腰鼓滚轮32、感应圈31、摇臂30、夹紧马达5和第Ⅰ液压驱动回路1。
如图3和7所示，所述的推制缸是液压机械缸，液压机械缸包括：第Ⅱ变量泵/马达12、第Ⅱ传动副11和第Ⅱ丝杠10，第Ⅱ变量泵/马达的输出端与第Ⅱ传动副的输入端串联，第Ⅱ丝杠和第Ⅱ传动副机械连接。
如图7所示，所述的第Ⅰ液压驱动回路包括：动力源19、主液压泵18、第Ⅰ过滤器17、油箱16、第Ⅰ溢流阀20、第Ⅰ单向阀21、第Ⅱ溢流阀23、压力切换阀22、第Ⅱ蓄能器25、第Ⅲ溢流阀26、第Ⅱ单向阀13、第Ⅲ单向阀14、第Ⅱ过滤器15、第Ⅰ蓄能器24、压力传感器27、高压管路28和低压管路29。
动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、第Ⅰ蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通；压力切换阀的第一工作油口B与高压管路连通，第二工作油口C与第Ⅰ蓄能器的出油口、第Ⅱ溢流阀的进油口连通，第三工作油口D与第Ⅱ蓄能器的出油口、第Ⅲ溢流阀的进油口连通，第Ⅱ溢流阀、第Ⅲ溢流阀的出油口分别与油箱连通，第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通。

Claims (8)

1.一种电液混合驱动的弯管机，包括推制缸(3)、腰鼓滚轮(32)、感应圈(31)、摇臂(30)、夹紧马达(5)和第Ⅰ液压驱动回路(1)；其特征在于：
所述的推制缸是液电机械缸，液电机械缸包括：第Ⅰ变量泵/马达(8)、第Ⅰ伺服电机(9)、第Ⅰ传动副(7)和第Ⅰ丝杠(6)，第Ⅰ伺服电机的输出端与第Ⅰ变量泵/马达的输入端串联在一起，第Ⅰ变量泵/马达的输出轴与第Ⅰ传动副机械连接，第Ⅰ丝杠和第Ⅰ传动副机械连接；
所述的第Ⅰ液压驱动回路包括：动力源(19)、主液压泵(18)、第Ⅰ过滤器(17)、油箱(16)、第Ⅰ溢流阀(20)、第Ⅰ单向阀(21)、第Ⅱ溢流阀(23)、压力切换阀(22)、第Ⅱ蓄能器(25)、第Ⅲ溢流阀(26)、第Ⅱ单向阀(13)、第Ⅲ单向阀(14)、第Ⅱ过滤器(15)、第Ⅰ蓄能器(24)、压力传感器(27)、高压管路(28)和低压管路(29)；
动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、第Ⅰ蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通；压力切换阀的第一工作油口B与高压管路连通，第二工作油口C与第Ⅰ蓄能器的出油口、第Ⅱ溢流阀的进油口连通，第三工作油口D与第Ⅱ蓄能器的出油口、第Ⅲ溢流阀的进油口连通，第Ⅱ溢流阀、第Ⅲ溢流阀的出油口分别与油箱连通，第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通。
2.一种电液混合驱动的弯管机，包括推制缸(3)、腰鼓滚轮(32)、感应圈(31)、摇臂(30)、夹紧马达(5)和第Ⅱ液压驱动回路(2)；其特征在于：
所述的推制缸是液压机械缸，液压机械缸包括：第Ⅱ变量泵/马达(12)、第Ⅱ传动副(11)和第Ⅱ丝杠(10)，第Ⅱ变量泵/马达的输出端与第Ⅱ传动副的输入端串联，第Ⅱ丝杠和第Ⅱ传动副机械连接；
所述的第Ⅱ液压驱动回路包括：动力源(19)、主液压泵(18)、第Ⅰ过滤器(17)、油箱(16)、第Ⅰ溢流阀(20)、第Ⅰ单向阀(21)、第Ⅱ溢流阀(23)、第Ⅱ单向阀(13)、第Ⅲ单向阀(14)、第Ⅱ过滤器(15)、第Ⅰ蓄能器(24)、压力传感器(27)、高压管路(28)和低压管路(29)；
动力源与主液压泵机械联接，主液压泵的吸油口通过第Ⅰ过滤器与油箱连通，主液压泵的出油口P同时与第Ⅰ单向阀的进油口和第Ⅰ溢流阀的进油口连通，第Ⅰ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅰ单向阀的出油口同时与第Ⅱ溢流阀的进油口、第Ⅰ蓄能器的进油口、压力传感器的压力端和高压管路连通，第Ⅱ溢流阀的出油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀的进油口和第Ⅲ单向阀的出油口与低压管路连通，第Ⅲ单向阀的进油口与油箱连通，第Ⅱ单向阀通过第Ⅱ过滤器与油箱连通。
3.根据权利要求1和2所述的一种电液混合驱动的弯管机，其特征在于：所述的动力源是柴油机或电动机。
4.根据权利要求1和2所述的一种电液混合驱动的弯管机，其特征在于：所述的第Ⅰ蓄能器和第Ⅱ蓄能器是一个液压蓄能器，或是两个及两个以上的液压蓄能器构成的液压蓄能器组。
5.根据权利要求1和2所述的一种电液混合驱动的弯管机，其特征在于：所述的主液压泵是定量泵、机械式恒压变量泵，恒功率变量泵，比例恒压泵或电比例变排量泵中的一种。
6.根据权利要求1和2所述的一种电液混合驱动的弯管机，其特征在于：所述的传动箱可以是齿轮传动箱或带传动箱。
7.根据权利要求1和2所述的一种电液混合驱动的弯管机，其特征在于：所述的电动机是交流异步电机步进电机，开关磁阻电机，直流电机或伺服电机中的一种。
8.根据权利要求1和2所述的一种电液混合驱动的弯管机，其特征在于：所述的机械缸采用行星滚柱丝杠、滚柱丝杠或梯形丝杠的任意一种形式传动。
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