CN110001106B - 一种双动短行程下压式复合材料液压机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双动短行程下压式复合材料液压机，主要包括：立柱、锁止装置、上工作台、回程缸、下工作台、辅助液压缸、主液压缸、基座、锁母等，本发明具有双动工作台、大开口、短行程、下压式的结构形式，可以实现复合材料液压机的长距离高速空程运动与短时间快速建压压制，降低了复合材料液压机的制造成本与装机功率，并有效地提升了复合材料液压机的生产效率与能效。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料液压机，特别是涉及一种双动短行程下压式复合材料液压机。
背景技术
复合材料模压成型行程较小，一般不超过100毫米左右，但是为了适配不同高度的模具以及自动化需求，复合材料液压机的开口远远大于成型行程，所以复合材料液压机主液压缸的实际行程与所需有效行程极为不匹配。传统复合材料液压缸机的长行程主液压缸驱动方式导致了不必要的材料浪费；还带来大控制容腔容积内的快速建压问题，导致了整个工作循环周期内功率的不匹配现象和空耗浪费等；主液压缸充液阀的开启和关闭时间使得液压机的工作效率有所下降。
发明内容
本发明的目的在于提供新型一种双动短行程下压式复合材料液压机方案，能够实现长距离高速空程运动与短时间快速建压压制，使得液压机在整个工作循环周期内功率匹配、能效提升。
本发明的技术方案如下：
本发明主要包括：立柱、锁止装置、上工作台、回程缸、下工作台、辅助液压缸、主液压缸、基座、锁母。立柱、锁止装置、上工作台、基座、锁母组成一个封闭框架：立柱上侧外表面加工有齿形，立柱穿过锁止装置、上工作台、基座、锁母；当锁止装置松开时，上工作台可以上下运动；当锁止装置抱紧时，上工作台被锁死固定；立柱与上工作台之间有配合导向装置。回程缸活塞杆固定于上工作台的支座，回程缸缸体固定于基座的支座，回程缸用于调节上工作台靠自重快速落下时的速度以及举升工作台回程，回程缸还具有调节上工作台水平的功能。下工作台可以上下运动，下工作台被立柱穿过并且二者之间有配合导向装置。辅助液压缸、主液压缸的活塞杆安装于下工作台的下平面，辅助液压缸、主液压缸的缸体安装于基座。主液压缸为柱塞缸，用于驱使下工作台向上运动，提供主要的压制力。辅助液压缸为活塞缸，用于驱使下工作台上下运动，提供部分压制力，并且用于调节下工作台的水平。上工作台、下工作台用于安装上、下模具。
进一步地，单个所述锁止装置包括1个壳体、2个卡爪、2个锁止缸。壳体固定于上工作台上表面；锁止缸的活塞杆安装于卡爪，锁止缸的缸体安装于壳体；卡爪内圆柱面加工有齿形；卡爪置于壳体内，卡爪与壳体之间有配合导向装置。当锁止缸伸出，2个卡爪在壳体内抱合，此时卡爪与立柱的齿形啮合，卡爪与立柱不能发生相对运动；当锁止缸退回，2个卡爪在壳体内后退，此时卡爪与立柱的齿形分离，立柱可以相对于卡爪上下运动。
本发明的有益效果如下：
1、本发明用于驱动液压机压制的主液压缸行程短，与传统方式相比节省了材料。
2、本发明主液压缸控制容腔容积小，在相同功率配置下建压速度得以提升，同时卸压速度也更快，可以使液压机在整个工作循环周期内功率均匀、提升了能效与工作效率。
3、本发明相对于复合材料液压机的传统驱动方案不再需要充液阀，省去了等待充液阀开启、关闭的时间，进一步提升了液压机的工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中锁止装置的结构示意图。
图1中：1-立柱，2-锁止装置，3-上工作台，4-下工作台，5-回程缸，6-辅助液压缸，7-主液压缸，8-基座，9-锁母。
图2中：2.1-壳体，2.2-卡爪，2.3-锁止缸。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1，本发明主要包括：立柱1、锁止装置2、上工作台3、回程缸4、下工作台5、辅助液压缸6、主液压缸7、基座8、锁母9。立柱1、锁止装置2、上工作台3、基座8、锁母9组成一个封闭框架：立柱1上侧外表面加工有齿形，立柱1穿过锁止装置2、上工作台3、基座8、锁母9；当锁止装置2松开时，上工作台3可以上下运动；当锁止装置2抱紧时，上工作台3被锁死固定；立柱1与上工作台3之间有配合导向装置。回程缸4活塞杆固定于上工作台3的支座，回程缸4缸体固定于基座8的支座，回程缸4用于调节上工作台3靠自重快速落下时的速度以及举升工作台3回程，回程缸4还具有调节上工作台3水平的功能。下工作台5可以上下运动，下工作台5被立柱1穿过并且二者之间有配合导向装置。辅助液压缸6、主液压缸7的活塞杆安装于下工作台5的下平面，辅助液压缸6、主液压缸7的缸体安装于基座8。主液压缸7为柱塞缸，用于驱使下工作台5向上运动，提供主要的压制力。辅助液压缸6为活塞缸，用于驱使下工作台5上下运动，提供部分压制力，并且用于调节下工作台5的水平。上工作台3、下工作台5用于安装上、下模具。
参见图2，本发明所述的单个所述锁止装置2包括1个壳体2.1、2个卡爪2.2、2个锁止缸2.3。壳体2.1固定于上工作台3上表面；锁止缸2.3的活塞杆安装于卡爪2.2，锁止缸2.3的缸体安装于壳体2.1；卡爪2.2内圆柱面加工有齿形；卡爪2.2置于壳体2.1内，卡爪2.2与壳体2.1之间有配合导向装置。当锁止缸2.3伸出，2个卡爪2.2在壳体2.1内抱合，此时卡爪2.2与立柱1的齿形啮合，卡爪2.2与立柱1不能发生相对运动；当锁止缸2.3退回，2个卡爪2.2在壳体2.1内后退，此时卡爪2.2与立柱1的齿形分离，立柱1可以相对于卡爪上下运动。
不失一般性地，本发明技术方案应用时一台复合材料液压机由4个立柱1、4个锁止装置2、1个上工作台3、4个回程缸4、1个下工作台5、4个辅助液压缸6、2个主液压缸7、1个基座8、4个锁母9等组成。
现以复合材料液压机单次工作循环为例介绍本发明的工作过程：
悬停：工作循环初始时上工作台3靠4个回程缸4支撑而悬停于上行程终点，4个锁止装置2松开。
快下：4个回程缸4的控制阀打开，上工作台3受自身重力作用开始加速向下运动，回程缸4控制容腔内的液压介质快速排出，回程缸4的控制阀因节流作用产生背压使得回程缸4形成向上的反作用力。随着上工作台3速度增快，回程缸4的反作用力也在增大；当4个回程缸4的反作用合力与上工作台3的重力相等时，上工作台3匀速快下，快下速度靠回程缸4控制阀的开度调节。
封闭：4个回程缸4的控制阀开度逐渐减小，4个回程缸4的反作用合力大于上工作台3的重力，上工作台3开始减速；当上工作台3的速度接近于0时，电气、液压系统对4个回程缸4进行同步控制从而保证上工作台3的水平；上工作台3停止时上工作台3与下工作台5形成的开口高度为模具高度与压制行程之和；上工作台3停止后4个锁止装置2锁紧，4个立柱1、4个锁止装置2、上工作台3、基座8、4个锁母9组成一个封闭固定框架。
压制：下工作台5在2个主液压缸7、4个辅助液压缸6的驱动下向上运动完成合模压制；压制过程中电气、液压系统对4个辅助液压缸6进行同步控制从而保证下工作台5的水平，于是上工作台3与下工作台5可以实行精确平行，保证工件的成型质量。
复位：4个锁止装置2松开，主液压缸7、4个辅助液压缸6的驱动下工作台5向上运动至初始位置，同时4个回程缸4举升上工作台3回程至初始高度。
微回：液压机较长时间不用时锁止装置2应处于夹紧状态从而保证安全，回程缸4因液压介质泄漏而支撑压力逐渐降低，在上工作台3的重力作用下锁止装置2的卡爪2.2与立柱1形成很大的啮合力，下次启动液压机时上工作台3将在回程缸4的举升作用下微回一段距离从而释放啮合力。在微回过程中，4个回程缸4同样受同步控制。
综上所述，本发明液压机的主液压缸行程只需要适配最后的合模压制距离，与传统液压机相比本发明中主液压缸的长度可以大大缩减，不仅节省了材料，主液压缸的容腔容积也大大减小，容腔内的液压介质的建压时间、卸压时间都可以大大缩短。此外本发明中主液压缸不再参与快下过程，故不需要配置充液阀，省去了等待充液阀开启、关闭的时间，工作效率可以进一步提高。
Claims (1)
1.一种双动短行程下压式复合材料液压机，其特征是：主要包括：立柱（1）、锁止装置（2）、上工作台（3）、回程缸（4）、下工作台（5）、辅助液压缸（6）、主液压缸（7）、基座（8）、锁母（9），立柱（1）、锁止装置（2）、上工作台（3）、基座（8）、锁母（9）组成一个封闭框架：立柱（1）上侧外表面加工有齿形，立柱（1）穿过锁止装置（2）、上工作台（3）、基座（8）、锁母（9）；当锁止装置（2）松开时，上工作台（3）可以上下运动；当锁止装置（2）抱紧时，上工作台（3）被锁死固定；立柱（1）与上工作台（3）之间有配合导向装置；回程缸（4）活塞杆固定于上工作台（3）的支座，回程缸（4）缸体固定于基座（8）的支座，回程缸（4）用于调节上工作台（3）靠自重快速落下时的速度以及举升工作台（3）回程，回程缸（4）还具有调节上工作台（3）水平的功能；下工作台（5）可以上下运动，下工作台（5）被立柱（1）穿过并且二者之间有配合导向装置；辅助液压缸（6）、主液压缸（7）的活塞杆安装于下工作台（5）的下平面，辅助液压缸（6）、主液压缸（7）的缸体安装于基座（8）；主液压缸（7）为柱塞缸，用于驱使下工作台（5）向上运动，提供主要的压制力；辅助液压缸（6）为活塞缸，用于驱使下工作台（5）上下运动，提供部分压制力，并且用于调节下工作台（5）的水平；上工作台（3）、下工作台（5）用于安装上、下模具；单个所述锁止装置（2）包括1个壳体（2.1）、2个卡爪（2.2）、2个锁止缸（2.3）；壳体（2.1）固定于上工作台（3）上表面；锁止缸（2.3）的活塞杆安装于卡爪（2.2），锁止缸（2.3）的缸体安装于壳体（2.1）；卡爪（2.2）内圆柱面加工有齿形；卡爪（2.2）置于壳体（2.1）内，卡爪（2.2）与壳体（2.1）之间有配合导向装置；当锁止缸（2.3）伸出，2个卡爪（2.2）在壳体（2.1）内抱合，此时卡爪（2.2）与立柱（1）的齿形啮合，卡爪（2.2）与立柱（1）不能发生相对运动；当锁止缸（2.3）退回，2个卡爪（2.2）在壳体（2.1）内后退，此时卡爪（2.2）与立柱（1）的齿形分离，立柱（1）可以相对于卡爪上下运动；
工作过程：
悬停：工作循环初始时上工作台（3）靠4个回程缸（4）支撑而悬停于上行程终点，4个锁止装置（2）松开；
快下：4个回程缸（4）的控制阀打开，上工作台（3）受自身重力作用开始加速向下运动，回程缸（4）控制容腔内的液压介质快速排出，回程缸（4）的控制阀因节流作用产生背压使得回程缸（4）形成向上的反作用力；随着上工作台（3）速度增快，回程缸（4）的反作用力也在增大；当4个回程缸（4）的反作用合力与上工作台（3）的重力相等时，上工作台（3）匀速快下，快下速度靠回程缸（4）控制阀的开度调节；
封闭：4个回程缸（4）的控制阀开度逐渐减小，4个回程缸（4）的反作用合力大于上工作台（3）的重力，上工作台（3）开始减速；当上工作台（3）的速度接近于0时，电气、液压系统对4个回程缸（4）进行同步控制从而保证上工作台（3）的水平；上工作台（3）停止时上工作台（3）与下工作台（5）形成的开口高度为模具高度与压制行程之和；上工作台（3）停止后4个锁止装置（2）锁紧，4个立柱（1）、4个锁止装置（2）、上工作台（3）、基座（8）、4个锁母（9）组成一个封闭固定框架；
压制：下工作台（5）在2个主液压缸（7）、4个辅助液压缸（6）的驱动下向上运动完成合模压制；压制过程中电气、液压系统对4个辅助液压缸（6）进行同步控制从而保证下工作台（5）的水平，于是上工作台（3）与下工作台（5）可以实行精确平行，保证工件的成型质量；
复位：4个锁止装置（2）松开，主液压缸（7）、4个辅助液压缸（6）的驱动下工作台（5）向上运动至初始位置，同时4个回程缸（4）举升上工作台（3）回程至初始高度；
微回：液压机较长时间不用时锁止装置（2）应处于夹紧状态从而保证安全，回程缸（4）因液压介质泄漏而支撑压力逐渐降低，在上工作台（3）的重力作用下锁止装置（2）的卡爪（2.2）与立柱（1）形成很大的啮合力，下次启动液压机时上工作台（3）将在回程缸（4）的举升作用下微回一段距离从而释放啮合力；在微回过程中，4个回程缸（4）同样受同步控制。
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