CN111664217A - 一种热模锻压机减振及能量回收控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种热模锻压机减振及能量回收控制方法，包括减振液压系统，减振液压系统包括四个阻尼液压缸，每个阻尼液压缸均包括有杆腔和无杆腔，无杆腔内部设置有用于驱动阻尼液压缸复位的阻尼弹簧；无杆腔和有杆腔均连接有两个油口，四个油口均设置电磁开关阀，其使阻尼液压缸在振动过程中连续完成吸油和回油过程；具有维修方便、成本低、能量回收效率高、缓冲减振效果好、系统内压力平稳的优点。

Description

一种热模锻压机减振及能量回收控制方法
技术领域：
本发明涉及热模锻智能制造领域，更具体地说是一种热模锻压机减振及能量回收控制方法。
背景技术：
压力机是金属成型中广泛应用的设备，热模锻压机是借助模具实现金属热毛坯成型的锻造设备。传统的热模锻压机是由三项异步电机带动大飞轮一直旋转，由离合器控制与大飞轮连接轴的曲柄滑块的运动。目前常用的热模锻压机吨位在500T~10000T之间。热模锻压机在工作过程曲柄滑块机构带动上模座来回往复的冲击下模座，完成热锻成型，在往复运动中在结合瞬间会产生巨大的打击力，照成地面巨大振动，同时，在振动中会损失一部分能量，而这些能量都是由电能转换过来的。
目前稍具规模的锻造企业，会给热模锻压机安装“刚性”减振器，这种刚性减振器一般采用4个或者8个，分别座落在热模锻压机地沟下的横梁上，而这种刚性减震器一般有弹簧和阻尼液组成，在实际生产过程中，确实发挥了减振作用，但是，这种减振器维修特别麻烦，维修成本较高，对于里面的阻尼液也要经常更换，这种减振器只能起到减振作用，对于压机工作中，由于振动造成的能量并不能得到回收，造成大量电能浪费。
随着我国的国际化合作建设事业的突飞猛进，以及海外锻造设备制造商的竞争压力，对热模锻压机节能及能量回收提处了很高的要求。随着现代电子技术、计算机技术、通讯技术、人工智能技术、和传感器技术等高新技术相结合，传统热模锻压机正在向智能设备跨进。由于热模锻压机特殊的工作属性，在工作时一定会产生巨大的振动，如何减振及回收这些在振动中浪费的能量，并带动热模锻压机向智能化设备迈进，这是亟需解决的问题。
发明内容：
为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明提供了一种维修方便、成本低、能量回收效率高、缓冲减振效果好、系统内压力平稳的一种热模锻压机减振及能量回收控制方法。
为实现上述目的，本发明提供的一种热模锻压机减振及能量回收控制方法，包括减振液压系统，减振液压系统包括四个阻尼液压缸，每个阻尼液压缸均包括有杆腔和无杆腔，无杆腔内部设置有用于驱动阻尼液压缸复位的阻尼弹簧；无杆腔和有杆腔均连接有两个油口，四个油口均设置电磁开关阀，其使阻尼液压缸在振动过程中连续完成吸油和回油过程。
进一步的，减振液压系统还包括蓄能器，其使减振液压系统避免出现流量或压力波动；蓄能器与四个电磁开关阀串联连接。
进一步的，减振液压系统还包括液压变压器，其使减振液压系统避免出现流量或压力波动；液压变压器与四个电磁开关阀串联连接。
进一步的，减振液压系统还包括分油块，分油块与四个阻尼液压缸均相连；减振液压系统还包括独立电磁开关阀，其使阻尼液压缸快速复位；分油块与独立电磁开关阀串联连接。
进一步的，减振液压系统还包括控制器，控制器与四个电磁开关阀和独立电磁开关阀均电连接。
进一步的，减振液压系统还包括马达，马达与蓄能器和液压变压器均串联连接。
进一步的，还包括压机减振梁，四个阻尼液压缸均设置在压机减振梁下部。
进一步的，方法包括以下步骤：
步骤1：压机减振梁下压，四个阻尼液压缸的有杆腔吸油，无杆腔排油；
步骤2：蓄能器回收减振液压系统内部的液压油流量，液压变压器分配减振液压系统内部的液压油；
步骤3：减振液压系统内部回收的液压油到达马达，驱动马达转动；
步骤4：压机减振梁上移，独立电磁开关阀得电，减振液压系统内部回收的液压油进入四个阻尼液压缸的无杆腔，阻尼液压缸在液压油和阻尼弹簧驱动下迅速复位。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种热模锻压机减振及能量回收控制方法，具有维修方便、成本低、能量回收效率高、缓冲减振效果好、系统内压力平稳的优点。
减振液压系统包括阻尼液压缸，减少能量的浪费和损失，在无杆腔中装有阻尼弹簧，用于压机回程时阻尼液压缸复位使用，并且起到了缓冲减振的目的。
在阻尼液压缸的有杆腔和无杆腔进出油口处分别设计了四个油口，这个四个油口分别装有电磁开关阀，保证弹簧阻尼缸在振动过程中连续完成吸油和回油这个过程，电磁开关阀由控制器控制。
减振液压系统中设置了蓄能器，当压机工作过程中出现较大波动，此时阻尼液压缸收集的能量较大，吸收的流量也大，蓄能器吸收过多的能量，避免马达出现压力或者流量波动，保证整个液压系统的平稳。
减振液压系统中设置了液压变压器，液压变压器的作用是进一步对收集的流量进行二次的优化与分配，当需要流量大时，就调节液压变压器的斜盘倾角，保证了能量、流量的有效利用，进一步避免了压力、流量波动。
减振液压系统中设置了独立电磁开关阀，独立电磁开关阀的控制信号由压机滑块上的行程开关控制，在压机向上运动时得电，配合无杆腔内的阻尼弹簧使减振缸迅速平稳归位。同时也可以调节阻尼液压缸内活塞的位置，即可调节减振行程和减振力。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图；
附图中：1、阻尼液压缸，2、电磁开关阀，3、蓄能器，4、液压变压器，5、马达，6、分油块，7、独立电磁开关阀，8、控制器。
具体实施方式：
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图1，对本发明进行更加详细的描述。
本发明提供的热模锻压机减振及能量回收控制方法，包括减振液压系统，减振液压系统包括四个阻尼液压缸1，每个阻尼液压缸1均包括有杆腔和无杆腔，无杆腔内部设置有用于驱动阻尼液压缸1复位的阻尼弹簧；无杆腔和有杆腔均连接有两个油口，四个油口均设置电磁开关阀2，其使阻尼液压缸1在振动过程中连续完成吸油和回油过程；减振液压系统还包括蓄能器3，其使减振液压系统避免出现流量或压力波动；蓄能器3与四个电磁开关阀2串联连接；减振液压系统还包括液压变压器4，其使减振液压系统避免出现流量或压力波动；液压变压器4与四个电磁开关阀2串联连接；减振液压系统还包括分油块6，分油块6与四个阻尼液压缸1均相连；减振液压系统还包括独立电磁开关阀7，其使阻尼液压缸1快速复位；分油块6与独立电磁开关阀7串联连接；减振液压系统还包括控制器8，控制器8与四个电磁开关阀2和独立电磁开关阀7均电连接；减振液压系统还包括马达5，马达5与蓄能器3和液压变压器4均串联连接；还包括压机减振梁，四个阻尼液压缸1均设置在压机减振梁下部；方法包括以下步骤：
步骤1：压机减振梁下压，四个阻尼液压缸1的有杆腔吸油，无杆腔排油；
步骤2：蓄能器3回收减振液压系统内部的液压油流量，液压变压器4分配减振液压系统内部的液压油；
步骤3：减振液压系统内部回收的液压油到达马达5，驱动马达5转动；
步骤4：压机减振梁上移，独立电磁开关阀7得电，减振液压系统内部回收的液压油进入四个阻尼液压缸1的无杆腔，阻尼液压缸1在液压油和阻尼弹簧驱动下迅速复位。
本发明的其中一种实施例如下：
本发明提供一种热模锻压机减振及能量回收控制方法，主要通过减振液压系统实现减振和能量回收，其中减振液压系统主要包括阻尼液压缸1、蓄能器3、液压变压器4、分油块6和独立电磁开关阀7；
液压油槽、阻尼液压缸1、蓄能器3、液压变压器4和马达5依次串联，形成回路，分油块6和独立电磁开关阀7串联形成旁路，并与蓄能器3和液压变压器4并联。
共设置四个阻尼液压缸1，分别标号为阻尼液压缸Ⅰ、阻尼液压缸Ⅱ、阻尼液压缸Ⅲ、阻尼液压缸Ⅳ；每个阻尼液压缸1均设置有有杆腔和无杆腔，有杆腔设置有两个油口，分别为出油口和进油口；无杆腔设置有三个油口，分别为一个出油口和两个进油口；即每个阻尼液压缸1均设置有六个油口，分为两个出油口和四个进油口；
其中两个出油口和两个进油口均连接有电磁开关阀2，编号设置如下：
阻尼液压缸1Ⅰ：电磁开关阀Y11、电磁开关阀Y12、电磁开关阀Y13、电磁开关阀Y14；
阻尼液压缸1Ⅱ：电磁开关阀Y21、电磁开关阀Y22、电磁开关阀Y23、电磁开关阀Y24；
阻尼液压缸1Ⅲ：电磁开关阀Y31、电磁开关阀Y32、电磁开关阀Y33、电磁开关阀Y34；
阻尼液压缸1Ⅳ：电磁开关阀Y41、电磁开关阀Y42、电磁开关阀Y43、电磁开关阀Y44；
共设置有16个电磁开关阀2，电磁开关阀2与进油口或出油口的连接关系如下：
电磁开关阀Y11、电磁开关阀Y13连接出油口，电磁开关阀Y12、电磁开关阀Y14连接进油口；
电磁开关阀Y21、电磁开关阀Y23连接出油口，电磁开关阀Y22、电磁开关阀Y24连接进油口；
电磁开关阀Y31、电磁开关阀Y33连接出油口，电磁开关阀Y32、电磁开关阀Y34连接进油口；
电磁开关阀Y41、电磁开关阀Y43连接出油口，电磁开关阀Y42、电磁开关阀Y44连接进油口；
阻尼液压缸1活塞受到向下的压力，电磁开关阀Y11/电磁开关阀Y14、电磁开关阀Y21/电磁开关阀Y24、电磁开关阀Y31/电磁开关阀Y34、电磁开关阀Y41/电磁开关阀Y44得电，此时阻尼液压缸1有杆腔进油，无杆腔出油；阻尼液压缸1活塞不受到向下的压力，电磁开关阀Y12/电磁开关阀Y13、电磁开关阀Y23/电磁开关阀Y23、电磁开关阀Y32/电磁开关阀Y33、电磁开关阀Y42/电磁开关阀Y43得电，此时阻尼液压缸1无杆腔进油，有杆腔出油，往复运动中起到了减振的目的。
蓄能器3和液压变压器4串联，蓄能器3吸收过多的液压油流量和能量，同时液压变压器4对于吸收的流量进行二次优化和分配，使液压油流量在适当的时间以适当的流量重新回到回路中，避免马达5出现压力或流量波动，保证减振液压系统的平稳。对于液压变压器4，当需要流量大时，可调节液压变压器4的斜盘倾角，保证能量和流量的有效利用。
四个阻尼液压缸1的无杆腔上的进油口均与分油块6相连，分油块6与独立电磁开关阀7串联，并连接到马达5和液压变压器4之间的油路上；当压机滑块上的行程开关启动时，独立电磁开关阀7便启动，使减振液压系统回路中的液压油流量通过独立电磁开关阀7和分油块6到达四个无杆腔，并在无杆腔中阻尼弹簧的配合下推动活塞快速平稳回位。
同时通过控制独立电磁开关阀7的开合时间，可以调节进入无杆腔中的液压油原始量，从而调节阻尼液压缸1内活塞的初始位置，即调节减振行程和减振力。
液压油通过阻尼液压缸1、蓄能器3和液压变压器4之后以平稳的压力和流量到达马达5，带动与马达5相连的发电机发电，完成能量回收。
16个电磁开关阀2和独立电磁开关阀7均与控制器电连接，受控制器的控制。
实际使用时包括以下步骤：
步骤1：压机减振梁下压，四个阻尼液压缸1的有杆腔吸油，无杆腔排油；
步骤2：蓄能器3回收减振液压系统内部的液压油流量，液压变压器4分配减振液压系统内部的液压油；
步骤3：减振液压系统内部回收的液压油到达马达5，驱动马达5转动；
步骤4：压机减振梁上移，独立电磁开关阀7得电，减振液压系统内部回收的液压油进入四个阻尼液压缸1的无杆腔，阻尼液压缸1在液压油和阻尼弹簧驱动下迅速复位。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种热模锻压机减振及能量回收控制方法，包括减振液压系统，其特征在于：所述减振液压系统包括四个阻尼液压缸（1），每个所述阻尼液压缸（1）均包括有杆腔和无杆腔，所述无杆腔内部设置有用于驱动阻尼液压缸（1）复位的阻尼弹簧；所述无杆腔和有杆腔均连接有两个油口，四个所述油口均设置电磁开关阀（2），其使阻尼液压缸（1）在振动过程中连续完成吸油和回油过程。
2.根据权利要求1所述的热模锻压机减振及能量回收控制方法，其特征在于：所述减振液压系统还包括蓄能器（3），其使减振液压系统避免出现流量或压力波动；所述蓄能器（3）与四个电磁开关阀（2）串联连接。
3.根据权利要求1所述的热模锻压机减振及能量回收控制方法，其特征在于：所述减振液压系统还包括液压变压器（4），其使减振液压系统避免出现流量或压力波动；所述液压变压器（4）与四个电磁开关阀（2）串联连接。
4.根据权利要求1所述的热模锻压机减振及能量回收控制方法，其特征在于：所述减振液压系统还包括分油块（6），所述分油块（6）与四个阻尼液压缸（1）均相连；所述减振液压系统还包括独立电磁开关阀（7），其使阻尼液压缸（1）快速复位；所述分油块（6）与独立电磁开关阀（7）串联连接。
5.根据权利要求1所述的热模锻压机减振及能量回收控制方法，其特征在于：所述减振液压系统还包括控制器（8），所述控制器（8）与四个电磁开关阀（2）和独立电磁开关阀（7）均电连接。
6.根据权利要求1所述的热模锻压机减振及能量回收控制方法，其特征在于：所述减振液压系统还包括马达（5），所述马达（5）与蓄能器（3）和液压变压器（4）均串联连接。
7.根据权利要求1所述的热模锻压机减振及能量回收控制方法，其特征在于：还包括压机减振梁，四个所述阻尼液压缸（1）均设置在压机减振梁下部。
8.根据权利要求1~7所述的热模锻压机减振及能量回收控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：所述压机减振梁下压，四个所述阻尼液压缸（1）的有杆腔吸油，无杆腔排油；
步骤2：所述蓄能器（3）回收减振液压系统内部的液压油流量，所述液压变压器（4）分配减振液压系统内部的液压油；
步骤3：所述减振液压系统内部回收的液压油到达马达（5），驱动马达（5）转动；
步骤4：所述压机减振梁上移，独立电磁开关阀（7）得电，所述减振液压系统内部回收的液压油进入四个阻尼液压缸（1）的无杆腔，阻尼液压缸（1）在液压油和阻尼弹簧驱动下迅速复位。
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