CN109175188B - 曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统及卸荷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统及其卸荷方法，其卸荷系统包括曲轴上弯曲模、曲轴下弯曲模，曲轴上弯曲模、曲轴下弯曲模分别由上弯曲模油缸、下弯曲模油缸驱动，与PLC控制系统连接的上弯曲模油缸位移传感器、下弯曲模油缸位移传感器及上弯曲模压力传感器、下弯曲模压力传感器，上弯曲模油缸、下弯曲模油缸分别通过上弯曲模比例卸荷阀、下弯曲模比例卸荷阀与油箱连通，上弯曲模比例卸荷阀下弯曲模比例卸荷阀分别与PLC控制系统连接；其卸荷方法通过通过信号测量由PLC控制系统进行控制同步卸荷，能够使上弯曲模和下弯曲模在卸荷时减小对曲轴的附加力，从而减小曲轴的变形，提高曲轴的锻造精度。

Description

曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统及卸荷方法

技术领域

本发明涉及锻压技术领域，确切地说是曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统及卸荷方法。

背景技术

曲轴是发动机中的重要零部件，它与连接杆配合，将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给传动机构。作为主要承力部件，曲轴的各部分会受到弯曲、扭转、拉压和剪切等力的作用，要求曲轴有较高的强度、抗疲劳性和较高的锻造精度及加工精度。

在传统的曲轴锻造是通过开关阀使上弯曲模油缸和下弯曲模油缸各自单独卸荷，在卸荷过程中，由于上下弯曲模油缸大小、管道长短、压力高低、响应时间、卸荷阀开度等不同，造成卸荷速度不同，卸荷过程无法控制，上弯曲模或下弯曲模对曲轴产生较大的附加力，造成曲轴成型精度下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统及卸荷方法，该系统及其卸荷方法能够使上弯曲模和下弯曲模在卸荷时减小对曲轴的附加力，从而减小曲轴的变形，提高曲轴的锻造精度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

一种曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统，包括包围支撑曲轴锻件的曲轴右上模具、曲轴右下模具、曲轴左上模具、曲轴左下模具及对曲轴锻件进行锻压的曲轴上弯曲模、曲轴下弯曲模，曲轴上弯曲模、曲轴下弯曲模分别由上弯曲模油缸、下弯曲模油缸驱动，所述的上弯曲模油缸、下弯曲模油缸分别设有上弯曲模油缸位移传感器、下弯曲模油缸位移传感器，上弯曲模油缸位移传感器、下弯曲模油缸位移传感器均与PLC控制系统电连接；上弯曲模油缸、下弯曲模油缸分别设有上弯曲模压力传感器、下弯曲模压力传感器，上弯曲模压力传感器、下弯曲模压力传感器均与PLC控制系统电连接；上弯曲模油缸通过上弯曲模比例卸荷阀与油箱连通，下弯曲模油缸通过下弯曲模比例卸荷阀与油箱连通，上弯曲模比例卸荷阀下弯曲模比例卸荷阀分别与PLC控制系统连接。

本发明的部件及其作用如下：

曲轴锻件：曲轴的锻制毛坯，经过加工后便成为曲轴成品。

曲轴上弯曲模：锻造曲轴上的曲拐所用的上模具。

曲轴下弯曲模：锻造曲轴上的曲拐所用的下模具。

上弯曲模油缸：控制上弯曲模输出力和位移的油缸。

下弯曲模油缸：控制下弯曲模输出力和位移的油缸。

上弯曲模油缸位移传感器：检测上弯曲模油缸输出的位移并把位移信号传送给PLC控制系统的传感器。

下弯曲模油缸位移传感器：检测下弯曲模油缸输出的位移并把位移信号传送给PLC控制系统的传感器。

曲轴右上模具、曲轴右下模具、曲轴左上模具和曲轴左下模具：从左右两边向中间对曲轴坯料进行压制墩粗的模具，在同步卸荷过程中主要起到对曲轴进行固定的作用。

上弯曲模压力传感器：检测上弯曲模油缸无杆腔油液压力并把压力信号传送给PLC控制系统的传感器。

下弯曲模压力传感器：检测下弯曲模油缸无杆腔油液压力并把压力信号传送给PLC控制系统的传感器。

上弯曲模比例卸荷阀：控制上弯曲模油缸无杆腔中油液压力泄荷速度的比例阀。

下弯曲模比例卸荷阀：控制下弯曲模油缸无杆腔中油液压力泄荷速度的比例阀。

PLC控制系统：接收上、下弯曲模油缸位移信号和压力信号，并向上、下弯曲模比例卸荷阀发出控制指令，形成同步卸荷控制的程序系统，本技术方案为S7-1516的西门子PLC控制器。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

本技术方案通过设置上弯曲模油缸位移传感器、下弯曲模油缸位移传感器，利用上述传感器的信号由PLC控制系统通过上弯曲模比例卸荷阀、下弯曲模比例卸荷阀实现上弯曲模油缸跟随下弯曲模油缸进行的同步卸荷，在卸荷的同时把油缸的位移变化精确准确控制的动态过程，最终把上、下弯曲模油缸中的油液压力降至所需压力。

一种曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统的卸荷方法，包含以下步骤：

（1）在同步卸荷控制过程中，定义卸荷前的上弯曲模油缸位移传感器的信号为位移原点，卸荷过程中的上弯曲模油缸位移传感器的信号与原点的差值为位移差；把下弯曲模比例卸荷阀作为主动控制阀，PLC控制系统向下弯曲模比例卸荷阀发送事先拟好的卸荷开度指令信号曲线；把上弯曲模比例卸荷阀作为从动控制阀，PLC控制系统接收到上弯曲模油缸位移传感器反馈的位移差信号后，进行PID闭环控制处理，处理后将开度曲线发送给上弯曲模比例卸荷阀作为其卸荷开度指令信号；

（2）下弯曲模比例卸荷阀开始卸荷后，下弯曲模油缸的无杆腔内油液体积开始减少，油液压力开始下降，上弯曲模油缸的活塞杆位移也跟随向下，上弯曲模油缸位移传感器检测到位移变化，把位移差信号反馈给PLC控制系统，PLC控制系统进行PID闭环控制处理，处理后将开度曲线发送给上弯曲模比例卸荷阀作为其卸荷开度指令信号，上弯曲模比例卸荷阀也开始卸荷，上弯曲模油缸无杆腔的油液也开始减少，活塞杆在位移原点附近上下微动作，形成上弯曲模油缸跟随下弯曲模油缸进行同步卸荷，最终把上、下弯曲模油缸中的油液压力降至所需压力；

（3）上弯曲模压力传感器检测的压力信号、下弯曲模压力传感器检测的压力信号和下弯曲模油缸位移传感器检测的位移信号发送给PLC控制系统，PLC控制系统作为参考数据对同步卸荷控制过程进行优化控制。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的曲轴锻件部分的剖视图；

附图标记说明：1、曲轴锻件；2、曲轴上弯曲模；3、曲轴下弯曲模；4、上弯曲模油缸；5、下弯曲模油缸；6、上弯曲模油缸位移传感器；7、下弯曲模油缸位移传感器；8、曲轴右上模具；9、曲轴右下模具；10、曲轴左上模具；11、曲轴左下模具；12、上弯曲模压力传感器；13、下弯曲模压力传感器；14、上弯曲模比例卸荷阀；15、下弯曲模比例卸荷阀；16、PLC控制系统。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，进一步说明本发明。

参见图1、图2，一种曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统，由包围支撑曲轴锻件1的曲轴右上模具8、曲轴右下模具9、曲轴左上模具10、曲轴左下模具11及对曲轴锻件1进行锻压的曲轴上弯曲模2、曲轴下弯曲模3组成；曲轴上弯曲模2、曲轴下弯曲模3分别由上弯曲模油缸4、下弯曲模油缸5驱动，所述的上弯曲模油缸4、下弯曲模油缸5分别设有上弯曲模油缸位移传感器6、下弯曲模油缸位移传感器7，上弯曲模油缸位移传感器6、下弯曲模油缸位移传感器7均与PLC控制系统16电连接；上弯曲模油缸4、下弯曲模油缸5分别设有上弯曲模压力传感器12、下弯曲模压力传感器13，上弯曲模压力传感器12、下弯曲模压力传感器13均与PLC控制系统16电连接；上弯曲模油缸4通过上弯曲模比例卸荷阀14与油箱连通，下弯曲模油缸5通过下弯曲模比例卸荷阀15与油箱连通，上弯曲模比例卸荷阀14下弯曲模比例卸荷阀15分别与PLC控制系统16连接。

本实施例的部件及其作用如下：

曲轴锻件1：曲轴的锻制毛坯，经过加工后便成为曲轴成品。

曲轴上弯曲模2：锻造曲轴上的曲拐所用的上模具。

曲轴下弯曲模3：锻造曲轴上的曲拐所用的下模具。

上弯曲模油缸4：控制上弯曲模输出力和位移的油缸。

下弯曲模油缸5：控制下弯曲模输出力和位移的油缸。

上弯曲模油缸位移传感器6：检测上弯曲模油缸4输出的位移并把位移信号传送给PLC控制系统16的传感器。

下弯曲模油缸位移传感器7：检测下弯曲模油缸5输出的位移并把位移信号传送给PLC控制系统16的传感器。

曲轴右上模具8、曲轴右下模具9、曲轴左上模具10和曲轴左下模具11：从左右两边向中间对曲轴坯料进行压制墩粗的模具，在同步卸荷过程中主要起到对曲轴进行固定的作用。

上弯曲模压力传感器12：检测上弯曲模油缸4无杆腔油液压力并把压力信号传送给PLC控制系统16的传感器。

下弯曲模压力传感器13：检测下弯曲模油缸5无杆腔油液压力并把压力信号传送给PLC控制系统16的传感器。

上弯曲模比例卸荷阀14：控制上弯曲模油缸4无杆腔中油液压力泄荷速度的比例阀。

下弯曲模比例卸荷阀15：控制下弯曲模油缸5无杆腔中油液压力泄荷速度的比例阀。

PLC控制系统16：接收上、下弯曲模油缸5位移信号和压力信号，并向上、下弯曲模比例卸荷阀15发出控制指令，形成同步卸荷控制的程序系统。

本实施例通过设置上弯曲模油缸位移传感器6、下弯曲模油缸位移传感器7，利用上述传感器的信号由PLC控制系统16通过上弯曲模比例卸荷阀14、下弯曲模比例卸荷阀15实现上弯曲模油缸4跟随下弯曲模油缸5进行的同步卸荷，在卸荷的同时把油缸的位移变化精确准确控制的动态过程，最终把上、下弯曲模油缸5中的油液压力降至所需压力。

本实施例所述的曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统的卸荷方法，按以下步骤进行：

（1）在同步卸荷控制过程中，定义卸荷前的上弯曲模油缸位移传感器6的信号为位移原点，卸荷过程中的上弯曲模油缸位移传感器6的信号与原点的差值为位移差；把下弯曲模比例卸荷阀15作为主动控制阀，PLC控制系统16向下弯曲模比例卸荷阀15发送事先拟好的卸荷开度指令信号曲线；把上弯曲模比例卸荷阀14作为从动控制阀，PLC控制系统16接收到上弯曲模油缸位移传感器6反馈的位移差信号后，进行PID闭环控制处理，处理后将开度曲线发送给上弯曲模比例卸荷阀14作为其卸荷开度指令信号；

（2）下弯曲模比例卸荷阀15开始卸荷后，下弯曲模油缸5的无杆腔内油液体积开始减少，油液压力开始下降，上弯曲模油缸4的活塞杆位移也跟随向下，上弯曲模油缸位移传感器6检测到位移变化，把位移差信号反馈给PLC控制系统16，PLC控制系统16进行PID闭环控制处理，处理后将开度曲线发送给上弯曲模比例卸荷阀14作为其卸荷开度指令信号，上弯曲模比例卸荷阀14也开始卸荷，上弯曲模油缸4无杆腔的油液也开始减少，活塞杆在位移原点附近上下微动作，形成上弯曲模油缸4跟随下弯曲模油缸5进行同步卸荷，最终把上、下弯曲模油缸5中的油液压力降至所需压力；

（3）上弯曲模压力传感器12检测的压力信号、下弯曲模压力传感器13检测的压力信号和下弯曲模油缸位移传感器7检测的位移信号发送给PLC控制系统16，PLC控制系统16作为参考数据对同步卸荷控制过程进行优化控制。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (2)

1.一种曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统，包括包围支撑曲轴锻件的曲轴右上模具、曲轴右下模具、曲轴左上模具、曲轴左下模具及对曲轴锻件进行锻压的曲轴上弯曲模、曲轴下弯曲模，曲轴上弯曲模、曲轴下弯曲模分别由上弯曲模油缸、下弯曲模油缸驱动，其特征在于：所述的上弯曲模油缸、下弯曲模油缸分别设有上弯曲模油缸位移传感器、下弯曲模油缸位移传感器，上弯曲模油缸位移传感器、下弯曲模油缸位移传感器均与PLC控制系统电连接；上弯曲模油缸、下弯曲模油缸分别设有上弯曲模压力传感器、下弯曲模压力传感器，上弯曲模压力传感器、下弯曲模压力传感器均与PLC控制系统电连接；上弯曲模油缸通过上弯曲模比例卸荷阀与油箱连通，下弯曲模油缸通过下弯曲模比例卸荷阀与油箱连通，上弯曲模比例卸荷阀、下弯曲模比例卸荷阀分别与PLC控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的曲轴锻压机上、下弯曲模油缸同步卸荷系统的卸荷方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）在同步卸荷控制过程中，定义卸荷前的上弯曲模油缸位移传感器的信号为位移原点，卸荷过程中的上弯曲模油缸位移传感器的信号与原点的差值为位移差；把下弯曲模比例卸荷阀作为主动控制阀，PLC控制系统向下弯曲模比例卸荷阀发送事先拟好的卸荷开度指令信号曲线；把上弯曲模比例卸荷阀作为从动控制阀，PLC控制系统接收到上弯曲模油缸位移传感器反馈的位移差信号后，进行PID闭环控制处理，处理后将开度曲线发送给上弯曲模比例卸荷阀作为其卸荷开度指令信号；

（2）下弯曲模比例卸荷阀开始卸荷后，下弯曲模油缸的无杆腔内油液体积开始减少，油液压力开始下降，上弯曲模油缸的活塞杆位移也跟随向下，上弯曲模油缸位移传感器检测到位移变化，把位移差信号反馈给PLC控制系统，PLC控制系统进行PID闭环控制处理，处理后将开度曲线发送给上弯曲模比例卸荷阀作为其卸荷开度指令信号，上弯曲模比例卸荷阀也开始卸荷，上弯曲模油缸无杆腔的油液也开始减少，活塞杆在位移原点附近上下微动作，形成上弯曲模油缸跟随下弯曲模油缸进行同步卸荷，最终把上、下弯曲模油缸中的油液压力降至所需压力；

（3）上弯曲模压力传感器检测的压力信号、下弯曲模压力传感器检测的压力信号和下弯曲模油缸位移传感器检测的位移信号发送给PLC控制系统，PLC控制系统作为参考数据对同步卸荷控制过程进行优化控制。

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