CN111946675B - 一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：包括先导级液压缸、功率级液压缸、先导级液压缸回路、功率级液压缸回路，功率级液压缸回路包括无级调速充液回路、无级调速提锤回路、蓄能器回路和柔性卸荷回路，先导级液压缸回路和功率级液压缸回路协同控制满足全液压驱动的自由锻电液锤提锤、轻锻、重锻、慢锻、快锻、悬锤等功能需求；先导级液压缸的主位置闭环控制和功率级液压缸的从位置闭环控制保证功率级液压缸第二活塞和第二活塞杆位置的精确可控，先导级液压缸压力闭环控制和功率级液压缸压力闭环控制保证全液压驱动的自由锻电液锤各个系统压力在线可调；比例卸荷阀保证功率级液压缸第三有杆腔高压的平稳无冲击释放。

Description

一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统
技术领域
本发明属于自由锻电液锤液压系统技术领域，具体涉及一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统。
背景技术
自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个砧座之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。电液锤是最常见的自由锻造设备之一，与传统的空气锤和液气锤相比具有打击力量足，操作灵活等特性，但是现有的电液锤打击力小、锻打频率低、自动化程度低，液压系统的冲击大，随着科学技术的进步，现有的电液锤在锻打频率和自动化程度上已经难以满足现代工艺的需求。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足，本发明提供了一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，全液压驱动的自由锻电液锤锤头的打击和回程均由液压油来驱动，设备自成系统，无需外置气源，有电既能开锤工作，可以实现提锤、轻锻、重锻、慢锻、快锻和悬锤等功能，并且打击力更大，锻打频率和自动化程度得到进一步提高。
为实现本发明目的而提供的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，包括先导级液压缸、功率级液压缸、先导级液压缸回路、功率级液压缸回路，所述功率级液压缸回路包括无级调速充液回路、无级调速提锤回路、蓄能器回路和柔性卸荷回路；
所述先导级液压缸包括有第一缸体、第一活塞、第一活塞杆，所述第一活塞同轴向下连接第一活塞杆，所述第一活塞的上表面与第一缸体之间形成第一无杆腔，所述第一活塞的下表面与第一缸体之间形成第一有杆腔，所述第一活塞杆的内部安装有内置磁滞伸缩位移传感器，在第一缸体上对应第一有杆腔设有第三回油口T3，对应第一无杆腔设有第四进油口P4；
所述功率级液压缸包括有第二缸体、第二活塞、第二活塞杆，所述第二缸体内同轴设有隔板，所述隔板的中心处竖直设有穿孔，所述第二活塞设于隔板上表面与第二缸体形成的空间内，所述第二活塞同轴向下连接第二活塞杆，所述第二活塞杆的底部从所述隔板中心处设置的穿孔向下伸出，所述第二活塞的上表面与第二缸体之间形成第二无杆腔，所述第二活塞的下表面、第二缸体、隔板的上表面之间形成第二有杆腔，所述隔板的下表面与第二缸体之间形成第三有杆腔，在所述第二活塞和第二活塞杆上设置有关于第二活塞轴线对称的两个孔道，且所述孔道将第二无杆腔和第三有杆腔连通，在第二缸体上，对应所述第二无杆腔设有第一进油口P1，对应所述第二有杆腔设有第二进油口P2和第三进油口P3，对应所述第三有杆腔设有第一回油口T1和第二回油口T2；
所述第一活塞杆的底部连接有U型先导杆，所述U型先导杆底部的左端和右端均竖直向下穿过第二缸体的顶部进入第二无杆腔，且所述U型先导杆底部的左端和右端分别与第二活塞杆上的两个孔道分别相对应，以用于封闭或打开孔道；
所述第二活塞杆底部连有上砧座，对应上砧座设有下砧座，所述下砧座上可放置坯料；
所述先导级液压缸回路包括B口联接于主压力油管P上的第一液控单向阀，所述第一液控单向阀的A口通过油管联结至伺服阀的P口，所述伺服阀的A口通过油管联结至第三液控单向阀的A口，所述第三液控单向阀的B口通过油管联结至第三回油口T3，所述伺服阀的B口通过油管与第二液控单向阀的A口相连，所述第二液控单向阀的B口通过油管联结至先导级液压缸上的第四进油口P4，第四进油口P4和第二液控单向阀的B口之间的油管上并联有第一压力传感器，所述伺服阀的T口通过油管联结至主回油管T，第一液控单向阀的X口、第二液控单向阀的X口、第三液控单向阀的X口和伺服阀的X口通过油管联结至电磁球阀的A口，所述电磁球阀的P口通过油管联接至控制油管X，所述电磁球阀的T口通过油管联接至泄油管Y，所述第一液控单向阀的Y口、第二液控单向阀的Y口、第三液控单向阀的Y口和伺服阀的Y口分别通过油管联结至泄油管Y；
所述无级调速充液回路包括A口联接于主压力油管P上的第一比例流量阀，所述第一比例流量阀的B口通过油管与第一盖板带阻尼孔的插装阀的A口相连，所述第一盖板带阻尼孔的插装阀的B口通过油管联结至功率级液压缸上的第一进油口P1，所述功率级液压缸的第一进油口P1与第一盖板带阻尼孔的插装阀的B口之间的油管上并联有第二压力传感器，第一盖板带阻尼孔的插装阀的X口通过油管联结至控制油管X，第一盖板带阻尼孔的插装阀的Y口通过油管联结至泄油管Y；
所述无级调速提锤回路包括A口联接于主压力油管P上的第二比例流量阀，所述第二比例流量阀的B口通过油管联结至第二盖板带阻尼孔的插装阀的A口，第二盖板带阻尼孔的插装阀的B口通过油管联结至第二进油口P2，第二进油口P2与第二盖板带阻尼孔的插装阀的B口之间的油管上并联有第三压力传感器，第二盖板带阻尼孔的插装阀的X口通过油管联结至控制油管X，第二盖板带阻尼孔的插装阀的Y口通过油管联结至泄油管Y；
所述蓄能器回路包括A口联接于主压力油管P上的第三盖板带阻尼孔的插装阀，所述第三盖板带阻尼孔的插装阀的B口通过油管联结至蓄能器安全阀组的P口，蓄能器安全阀组的T口通过油管联接至主回油管T，蓄能器安全阀组的A口通过油管与蓄能器组的P口连接，蓄能器安全阀组的P口与第三进油口P3之间串联有第四盖板带阻尼孔的插装阀，所述第四盖板带阻尼孔的插装阀的B口通过油管联结至功率级液压缸上的第三进油口P3，连接蓄能器安全阀组与第三盖板带阻尼孔的插装阀的B口的油管上并联有第四压力传感器，第三盖板带阻尼孔的插装阀的X口、第四盖板带阻尼孔的插装阀的X口均通过油管联结至控制油管X，第三盖板带阻尼孔的插装阀的Y口、第四盖板带阻尼孔的插装阀的Y口均通过油管联结至泄油管Y；
所述柔性卸荷回路包括A口联接于主回油管T上的第一比例卸荷阀，第一比例卸荷阀的B口通过油管联结至第一回油口T1，第二回油口T2通过油管联接至第二比例卸荷阀的B口，所述第二比例卸荷阀的A口通过油管联结至主回油管T，第一比例卸荷阀的X口、第二比例卸荷阀的X口均通过油管联结至控制油管X，第一比例卸荷阀的Y口、第二比例卸荷阀的Y口均通过油管联结至泄油管Y。
作为上述方案的进一步改进，所述第一液控单向阀的B口与主压力油管P之间的油管上设有第一比例减压阀，且第一比例减压阀的B口通过油管与第一液控单向阀的B口连接，第一比例减压阀的A口通过油管与主压力油管P相连，第一比例减压阀的Y口通过油管与泄油管Y相连。第一比例减压阀可以与第一压力传感器组成压力闭环从而实现第一无杆腔工作压力的在线适时调整。
作为上述方案的进一步改进，所述第一比例流量阀的A口与主压力油管P之间的油管上还设有第二比例减压阀，且第二例减压阀的B口通过油管与第一比例流量阀的A口相连，第二比例减压阀的A口通过油管与主压力油管P相连，第一比例减压阀的Y口通过油管与泄油管Y相连。第二比例减压阀可以与第二压力传感器组成压力闭环从而实现第二无杆腔工作压力的在线适时调整。
作为上述方案的进一步改进，所述第二比例流量阀的A口与主压力油管P之间的油管上设有第三比例减压阀，且第三比例减压阀的A口通过油管联结至主压力油管P，第三比例减压阀的B口通过油管与第二比例流量阀的A口相连，第三比例减压阀的Y口通过油管联结至泄油管Y。第三比例减压阀可以与第三压力传感器组成压力闭环从而实现第二有杆腔工作压力的在线适时调整。
作为上述方案的进一步改进，所述第三盖板带阻尼孔的插装阀的A口与主压力油管P之间的油管上还设有第四比例减压阀，且第四比例减压阀的B口通过油管与第三盖板带阻尼孔的插装阀的A口相连，第四比例减压阀的A口通过油管联结至主压力油管P，第四比例减压阀的Y口通过油管联结至泄油管Y。第四比例减压阀可以与第四压力传感器组成压力闭环从而实现蓄能器组工作压力的在线适时调整。
作为上述方案的进一步改进，所述伺服阀的T口与主回油管T之间的油管上设有第一止回阀，且所述第一止回阀的A口通过油管与所述伺服阀的T口连接，所述第一止回阀的B口通过油管联结至主回油管T。第一止回阀保证伺服阀的回油顺畅，避免产生系统背压。
作为上述方案的进一步改进，所述第一比例卸荷阀的A口与主回油管T之间的油管上设有第二止回阀，且所述第二止回阀的A口通过油管与第一比例卸荷阀的A口连接，所述第二止回阀的B口通过油管联结至主回油管T。第二止回阀保证第一比例卸荷阀的回油顺畅，避免产生系统背压。
作为上述方案的进一步改进，所述第二比例卸荷阀的A口与主回油管T之间的油管上设有第三止回阀，且所述第三止回阀的A口通过油管与第二比例卸荷阀的A口连接，所述第三止回阀的B口通过油管联结至主回油管T。第三止回阀保证第二比例卸荷阀的回油顺畅，避免产生系统背压。
作为上述方案的进一步改进，所述蓄能器安全阀组的T口与主回油管T之间的油管上设有第四止回阀，且所述第四止回阀的A口通过油管与蓄能器安全阀组的T口连接，所述第四止回阀的B口通过油管与主回油管T相连。第四止回阀保证蓄能器组的回油顺畅，避免产生系统背压。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供了一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，功率级液压缸回路包括无级调速充液回路、无级调速提锤回路、蓄能器回路和柔性卸荷回路，先导级液压缸回路和功率级液压缸回路的协同控制满足了全液压驱动的自由锻电液锤提锤、轻锻、重锻、慢锻、快锻、悬锤等功能需求；先导级液压缸的主位置闭环控制和功率级液压缸的从位置闭环控制保证了功率级液压缸活塞杆位置的精确可控，先导级液压缸压力闭环控制和功率级液压缸压力闭环控制保证了全液压驱动的自由锻电液锤各个系统的压力在线可调；比例卸荷阀的使用保证了功率级液压缸第三有杆腔高压的平稳无冲击释放，与传统的空气锤和液气锤相比具有打击力量足，打击频率高、操作灵活等特性，全液压驱动的自由锻电液锤锤头的打击和回程均由液压油来驱动，设备自成系统，无需外置气源，有电既能开锤工作，可以实现提锤、锻打和悬锤等功能。
附图说明
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明提供的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统中自由锻电液锤液压缸结构示意图；
图2为本发明提供的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统的原理图。
图1中：100-第一缸体，101-第一活塞，102-第一活塞杆，103-第一无杆腔，104-第一有杆腔；200-第二缸体，201-第二活塞，202-第二活塞杆，203-隔板，204-第二无杆腔，205-第二有杆腔，206-第三有杆腔，300-U型先导杆，400-上砧座，500-坯料，600-下砧座，图中箭头的方向代表液压油的流动方向。
图2中：1.1-第一比例减压阀，1.2-第二比例减压阀，1.3-第三比例减压阀，1.4-第四比例减压阀，2-电磁球阀，3.1-第一液控单向阀，3.2-第二液控单向阀，3.3-第三液控单向阀，4-伺服阀，5.1-第一压力传感器，5.2-第二压力传感器，5.3-第三压力传感器，5.4-第四压力传感器，6-内置磁滞伸缩位移传感器，7.1-第一比例流量阀，7.2-第二比例流量阀，8.1-第一盖板带阻尼孔的插装阀，8.2-第二盖板带阻尼孔的插装阀，8.3-第三盖板带阻尼孔的插装阀，8.4-第四盖板带阻尼孔的插装阀，9.1-第一止回阀，9.2-第二止回阀，9.3-第三止回阀，9.4-第四止回阀，10.1-第一比例卸荷阀，10.2-第二比例卸荷阀，11-蓄能器安全阀组，12-蓄能器组。
具体实施方式
如图1-图2所示，本发明提供的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，包括先导级液压缸、功率级液压缸、先导级液压缸回路、功率级液压缸回路，功率级液压缸回路包括无级调速充液回路、无级调速提锤回路、蓄能器回路和柔性卸荷回路；
先导级液压缸包括有第一缸体100、第一活塞101、第一活塞杆102，第一活塞101同轴向下连接第一活塞杆102，第一活塞101的上表面与第一缸体100之间形成第一无杆腔103，第一活塞101的下表面与第一缸体100之间形成第一有杆腔104，第一活塞杆102的内部安装有内置磁滞伸缩位移传感器6，在第一缸体100上对应第一有杆腔104设有第三回油口T3，对应第一无杆腔103设有第四进油口P4；
功率级液压缸包括有第二缸体200、第二活塞201、第二活塞杆202，第二缸体200内同轴设有隔板203，隔板203的中心处竖直设有穿孔，第二活塞201设于隔板203上表面与第二缸体200形成的空间内，第二活塞201同轴向下连接第二活塞杆202，第二活塞杆202的底部从隔板203中心处设置的穿孔向下伸出，第二活塞201的上表面与第二缸体200之间形成第二无杆腔204，第二活塞201的下表面、第二缸体200、隔板203的上表面之间形成第二有杆腔205，隔板203的下表面与第二缸体200之间形成第三有杆腔206，在第二活塞201和第二活塞杆202上设置有关于第二活塞201轴线对称的两个孔道，且孔道将第二无杆腔204和第三有杆腔206连通，在第二缸体200上，对应第二无杆腔204设有第一进油口P1，对应第二有杆腔205设有第二进油口P2和第三进油口P3，对应第三有杆腔206设有第一回油口T1和第二回油口T2；
第一活塞杆102的底部连接有U型先导杆300，U型先导杆300底部的左端和右端均竖直向下穿过第二缸体200的顶部进入第二无杆腔204，且U型先导杆300底部的左端和右端分别与第二活塞杆202上的两个孔道分别相对应，以用于封闭或打开孔道；
第二活塞杆202底部连有上砧座400，对应上砧座400设有下砧座600，下砧座600上可放置坯料500；
先导级液压缸回路包括B口联接于主压力油管P上的第一液控单向阀3.1，第一液控单向阀3.1的B口与主压力油管P之间的油管上设有第一比例减压阀1.1，且第一比例减压阀1.1的B口通过油管与第一液控单向阀3.1的B口连接，第一比例减压阀1.1的A口通过油管与主压力油管P相连，第一比例减压阀1.1的Y口通过油管与泄油管Y相连，第一液控单向阀3.1的A口通过油管联结至伺服阀4的P口，伺服阀4的A口通过油管联结至第三液控单向阀3.3的A口，第三液控单向阀3.3的B口通过油管联结至先导级液压缸上的第三回油口T3，伺服阀4的B口通过油管与第二液控单向阀3.2的A口相连，第二液控单向阀3.2的B口通过油管联结至先导级液压缸上的第四进油口P4，第四进油口P4和第二液控单向阀3.2的B口之间的油管上并联有第一压力传感器5.1，伺服阀4的T口通过油管联结至主回油管T，伺服阀4的T口与主回油管T之间的油管上设有第一止回阀9.1，且第一止回阀9.1的A口通过油管与伺服阀4的T口连接，第一止回阀9.1的B口通过油管联结至主回油管T，第一液控单向阀3.1的X口、第二液控单向阀3.2的X口、第三液控单向阀3.3的X口和伺服阀4的X口通过油管联结至电磁球阀2的A口，电磁球阀2的P口通过油管联接至控制油管X，电磁球阀2的T口通过油管联接至泄油管Y，第一液控单向阀3.1的Y口、第二液控单向阀3.2的Y口、第三液控单向阀3.3的Y口和伺服阀4的Y口分别通过油管联结至泄油管Y；
无级调速充液回路包括A口联接于主压力油管P上的第一比例流量阀7.1，第一比例流量阀7.1的A口与主压力油管P之间的油管上还设有第二比例减压阀1.2，且第二例减压阀1.2的B口通过油管与第一比例流量阀7.1的A口相连，第二比例减压阀1.2的A口通过油管与主压力油管P相连，第一比例减压阀1.2的Y口通过油管与泄油管Y相连，第一比例流量阀7.1的B口通过油管与第一盖板带阻尼孔的插装阀8.1的A口相连，第一盖板带阻尼孔的插装阀8.1的B口通过油管联结至功率级液压缸上的第一进油口P1，第一进油口P1与第一盖板带阻尼孔的插装阀8.1的B口之间的油管上并联有第二压力传感器5.2，第一盖板带阻尼孔的插装阀8.1的X口通过油管联结至控制油管X，第一盖板带阻尼孔的插装阀8.1的Y口通过油管联结至泄油管Y；
无级调速提锤回路包括A口联接于主压力油管P上的第二比例流量阀7.2，第二比例流量阀7.2的A口与主压力油管P之间的油管上设有第三比例减压阀1.3，且第三比例减压阀1.3的A口通过油管联结至主压力油管P，第三比例减压阀1.3的B口通过油管与第二比例流量阀7.2的A口相连，第三比例减压阀1.3的Y口通过油管联结至泄油管Y，第二比例流量阀7.2的B口通过油管联结至第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2的A口，第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2的B口通过油管联结至第二进油口P2，第二进油口P2与第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2的B口之间的油管上并联有第三压力传感器5.3，第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2的X口通过油管联结至控制油管X，第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2的Y口通过油管联结至泄油管Y；
蓄能器回路包括A口联接于主压力油管P的第三盖板带阻尼孔的插装阀8.3，第三盖板带阻尼孔的插装阀8.3的A口与主压力油管P之间的油管上还设有第四比例减压阀1.4，且第四比例减压阀1.4的B口通过油管与第三盖板带阻尼孔的插装阀8.3的A口相连，第四比例减压阀1.4的A口通过油管联结至主压力油管P，第四比例减压阀1.4的Y口通过油管联结至泄油管Y，第三盖板带阻尼孔的插装阀8.3的B口通过油管联结至蓄能器安全阀组11的P口，蓄能器安全阀组11的T口通过油管联接至主回油管T，蓄能器安全阀组11的T口与主回油管T之间的油管上设有第四止回阀9.4，且第四止回阀9.4的A口通过油管与蓄能器安全阀组11的T口连接，第四止回阀9.4的B口通过油管与主回油管T相连，蓄能器安全阀组11的A口通过油管与蓄能器组12的P口连接，蓄能器安全阀组11的P口与第三进油口P3之间串联有第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4，第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4的B口通过油管联结至功率级液压缸上的第三进油口P3，连接蓄能器安全阀组11与第三盖板带阻尼孔的插装阀8.3的B口的油管上并联有第四压力传感器5.4，第三盖板带阻尼孔的插装阀8.3的X口、第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4的X口均通过油管联结至控制油管X，第三盖板带阻尼孔的插装阀8.3的Y口、第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4的Y口均通过油管联结至泄油管Y；
柔性卸荷回路包括A口联接于主回油管T上的第一比例卸荷阀10.1，第一比例卸荷阀10.1的A口与主回油管T之间的油管上设有第二止回阀9.2，且第二止回阀9.2的A口通过油管与第一比例卸荷阀10.1的A口连接，第二止回阀9.2的B口通过油管联结至主回油管T，第一比例卸荷阀10.1的B口通过油管联结至功率级液压缸上的第一回油口T1，功率级液压缸上的第二回油口T2通过油管联接至第二比例卸荷阀10.2的B口，第二比例卸荷阀10.2的A口通过油管联结至主回油管T，第二比例卸荷阀10.2的A口与主回油管T之间的油管上设有第三止回阀9.3，且第三止回阀9.3的A口通过油管与第二比例卸荷阀10.2的A口连接，第三止回阀9.3的B口通过油管联结至主回油管T，第一比例卸荷阀10.1的X口、第二比例卸荷阀10.2的X口均通过油管联结至控制油管X，第一比例卸荷阀10.1的Y口、第二比例卸荷阀10.2的Y口均通过油管联结至泄油管Y。
具体使用时，U型先导杆300位置的精确控制主要通过先导级液压缸与伺服阀4通过内置磁滞伸缩位移传感器6组成主位置闭环控制保证。U型先导杆300速度的精确控制与伺服阀4上安装的伺服阀驱动换向装置YD的得电电流的大小成正比，伺服阀驱动换向装置YD的得电电流越大，伺服阀4的阀芯开口度越大，流入先导级液压缸内的第一无杆腔103油液越多，U型先导杆300运动的越快；伺服阀驱动换向装置YD的得电电流越小，伺服阀4的阀芯开口度越小，流入先导级液压缸内的第一无杆腔103油液越少，U型先导杆300运动的越慢。第一比例减压阀1.1可以与第一压力传感器5.1组成压力闭环从而实现第一无杆腔103油液工作压力的在线适时调整。
具体使用时，第二活塞201和第二活塞杆202位置的精确控制主要通过功率级液压缸与第一比例流量阀7.1通过内置磁滞伸缩位移传感器6组成从位置闭环控制保证。第二活塞201和第二活塞杆202速度的精确控制与第一比例流量阀7.1上安装的比例电磁铁YB2.1的得电电压的大小成正比，比例电磁铁YB2.1的得电电压越大，第一比例流量阀7.1的阀芯开口度越大，流入第二无杆腔204油液越多，第二活塞201和第二活塞杆202运动的越快；比例电磁铁YB2.1的得电电压越小，第一比例流量阀7.1的阀芯开口度越小，流入第二无杆腔204油液越少，第二活塞201和第二活塞杆202运动的越慢。第二比例减压阀1.2可以与第二压力传感器5.2组成压力闭环从而实现第二无杆腔工作压力的在线适时调整。
先导级液压缸的主位置闭环控制和功率级液压缸的从位置闭环控制保证了第二活塞201和第二活塞杆202位置的精确可控，先导级液压缸压力闭环控制和功率级液压缸压力闭环控制保证了全液压驱动的自由锻电液锤各个系统的压力在线可调。通过先导级液压缸和功率级液压缸的在线协同控制实现了全液压驱动的自由锻电液锤轻锻、重锻、慢锻、快锻功能。
轻锻是指第二无杆腔204的工作压力范围为10-20MPa，重锻是指第二无杆腔204的工作压力范围为20-28MPa。慢锻是指第二活塞杆202锻打频率范围为50次/min-90次/min，第二活塞杆202的行程运动范围10mm-30mm；快锻是指第二活塞杆202锻打频率范围为90次/min-130次/min，第二活塞杆202的行程运动范围5mm-10mm。
提锤过程中，无级调速提锤回路和蓄能器回路同时投入系统工作，从而实现快速提锤，提高工作效率。
具体使用时，第二活塞201和第二活塞杆202位置的精确控制主要通过功率级液压缸与第二比例流量阀7.2通过内置磁滞伸缩位移传感器6组成从位置闭环控制保证。第二活塞201和第二活塞杆202速度的精确控制与第二比例流量阀7.2上安装的比例电磁铁YB2.2的得电电压的大小成正比，比例电磁铁YB2.2的得电电压越大，第二比例流量阀7.2的阀芯开口度越大，流入第二有杆腔205油液越多，提锤速度越快；比例电磁铁YB2.2的得电电压越小，第二比例流量阀7.2的阀芯开口度越小，流入第二有杆腔205油液越少，提锤速度越慢。第三比例减压阀1.3可以与第三压力传感器5.3组成压力闭环从而实现第二有杆腔205工作压力的在线适时调整。
第四比例减压阀1.4可以与第四压力传感器5.4组成压力闭环从而实现蓄能器组12工作压力的在线适时调整。
具体使用时，第二无杆腔204的油液工作压力控制主要通过油液经过第二活塞201和第二活塞杆202内开设的两个孔道、第三有杆腔206、第一回油口T1和第二回油口T2分别经过第一比例卸荷阀10.1和第二比例卸荷阀10.2流入主回油管T。
第二无杆腔204卸荷速度的精确控制与第一比例卸荷阀10.1上安装的比例电磁铁YB3.1的得电电流的大小成正比，比例电磁铁YB3.1的得电电流越大，第一比例卸荷阀10.1的阀芯开口度越大，第二无杆腔204卸荷速度越快；比例电磁铁YB3.1的得电电流越小，第一比例卸荷阀10.1的阀芯开口度越小，第二无杆腔204卸荷速度越慢；通过控制第一比例卸荷阀10.1上安装的比例电磁铁YB3.1的得电电流大小来实现第二无杆腔204的柔性卸荷。
第二比例卸荷阀10.2的工作原理与第一比例卸荷阀10.1相同。
当第二无杆腔204的油液的速度为0-300L/min时，第一比例卸荷阀10.1投入柔性卸荷工作，第二比例卸荷阀10.2不参与工作；当第二无杆腔204的油液的速度为300-600L/min时，第一比例卸荷阀10.1和第二比例卸荷阀10.2同时投入柔性卸荷工作。
下面以第二无杆腔204的油液的速度为0-300L/min时为例，具体描述全液压驱动的自由锻电液锤完成提锤、慢锻、快锻、悬锤动作：
(一)当全液压驱动的自由锻电液锤完成提锤动作时，第三盖板带阻尼孔的插装阀8.3上安装的电磁铁Y4和第四比例减压阀1.4上安装的比例电磁铁YB1.4同时得电，主压力油管P的液压油经过第四比例减压阀1.4的A-B通道、第三盖板带阻尼孔的插装阀8.3的A-B通道、蓄能器安全阀组11的P-A通道流入蓄能器组12的工作容腔内；当蓄能器组12的充液压力达到第四压力传感器5.4的目标设定值时，电磁铁Y4和比例电磁铁YB1.4同时断电；
同时，电磁球阀2上安装的电磁铁Y1、第一比例减压阀1.1上安装的比例电磁铁YB1.1、第一比例卸荷阀10.1上安装的比例电磁铁YB3.1和伺服阀驱动换向装置YD同时得电，主压力油管P的液压油经过第一比例减压阀1.1的A-B通道、第一液控单向阀3.1的B-A通道、伺服阀4的P-A通道、第三液控单向阀3.3的A-B通道、第三回油口T3流入第一有杆腔104，第一无杆腔103的液压油经过第四进油口P4、第二液控单向阀3.2的B-A通道、伺服阀4的B-T通道、第一止回阀9.1的A-B通道流入主回油管T内，从而通过第一活塞101和第一活塞杆102缩回带动U型先导杆300向上运动，U型先导杆300的底部两端与第二活塞201和第二活塞杆202的上的两孔道打开；第二无杆腔204的油液经过第二活塞201和第二活塞杆202上的两个孔道、第三有杆腔206、第一回油口T1、第一比例卸荷阀10.1的B-A通道、第二止回阀9.2的A-B通道流入主回油管T。
同时，第三比例减压阀1.3上安装的比例电磁铁YB1.3、第二比例流量阀7.2上安装的比例电磁铁YB2.2和第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2上安装的电磁铁Y3同时得电，主压力油管P的液压油经过第三比例减压阀1.3的A-B通道、第二比例流量阀7.2的A-B通道、第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2的A-B通道、第二进油口P2流入第二有杆腔205内，从而驱动第二活塞201和第二活塞杆202完成提锤动作；同时，第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4上安装的电磁铁Y5得电，蓄能器组12工作容腔内的油液经过第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4的A-B通道、第三进油口P3流入第二有杆腔205内，实现快速提锤。
(二)当全液压驱动的自由锻电液锤完成快锻动作时，先导级液压缸回路、无级调速充液回路、无级调速提锤回路、蓄能器回路和柔性卸荷回路投入系统工作。
具体使用时，电磁球阀2上安装的电磁铁Y1、第一比例减压阀1.1上安装的比例电磁铁YB1.1和伺服阀驱动换向装置YD同时得电，主压力油管P的液压油经过第一比例减压阀1.1的A-B通道、第一液控单向阀3.1的B-A通道、伺服阀4的P-B通道、第二液控单向阀3.2的A-B通道流入第一无杆腔103，第一有杆腔104的液压油经过第三液控单向阀3.3的B-A通道、伺服阀4的A-T通道、第一止回阀9.1的A-B通道流入主回油管T内，从而通过第一活塞杆102驱动U型先导杆300向下运动将第二活塞201和第二活塞杆202上的孔道堵住；
同时，第二比例减压阀1.2上安装的比例电磁铁YB1.2、第一比例流量阀7.1上安装的比例电磁铁YB2.1、第一盖板带阻尼孔的插装阀8.1上安装的电磁铁Y2和第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4上安装的电磁铁Y5同时得电，主压力油管P的液压油经过第二比例减压阀1.2的A-B通道、第一比例流量阀7.1的A-B通道、第一盖板带阻尼孔的插装阀8.1的A-B通道、第一进油口P1流入第二无杆腔204内，从而驱动第二活塞杆202向下运动；第二有杆腔205内的液压油经过第三进油口P3、第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4的B-A通道流入蓄能器组12的工作容腔内，第二活塞杆202向下运动的时候带动上砧座400向下运动，从而完成对下砧座600上放置的坯料500的一次锻打过程。
锻打完成后，电磁铁Y1、第一比例减压阀1.1上安装的比例电磁铁YB1.1、第一比例卸荷阀10.1上安装的比例电磁铁YB3.1和伺服阀驱动换向装置YD同时得电，主压力油管P的液压油经过第一比例减压阀1.1的A-B通道、第一液控单向阀3.1的B-A通道、伺服阀4的P-A通道、第三液控单向阀3.3的A-B通道流入第一有杆腔104，第一无杆腔103的液压油经过第二液控单向阀3.2的B-A通道、伺服阀4的B-T通道、第一止回阀9.1的A-B通道流入主回油管T内，从而通过第一活塞101和第一活塞杆102缩回带动U型先导杆300向上运动与两孔道分开；第二无杆腔204的油液经过第二活塞201和第二活塞杆202的两个孔道、第三有杆腔206、第一回油口T1、第一比例卸荷阀10.1的B-A通道、第二止回阀9.2的A-B通道流入主回油管T。
同时，第三比例减压阀1.3上安装的比例电磁铁YB1.3、第二比例流量阀7.2上安装的比例电磁铁YB2.2和第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2上安装的电磁铁Y3同时得电，主压力油管P的液压油经过第三比例减压阀1.3的A-B通道、第二比例流量阀7.2的A-B通道、第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2的A-B通道、第二进油口P2流入第二有杆腔205内，从而驱动第二活塞杆202完成提锤动作；同时，第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4上安装的电磁铁Y5得电，蓄能器组12工作容腔内的油液经过第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4的A-B通道、第三进油口P3流入第二有杆腔205内，实现快速提锤。
如此不停的往复动作，全液压驱动的自由锻电液锤实现快锻功能。
(三)当全液压驱动的自由锻电液锤完成慢锻动作时，先导级液压缸回路、无级调速充液回路、蓄能器回路和柔性卸荷回路投入系统工作。
具体使用时，电磁铁Y1、比例电磁铁YB1.1和伺服阀驱动换向装置YD同时得电，主压力油管P的液压油经过第一比例减压阀1.1的A-B通道、第一液控单向阀3.1的B-A通道、伺服阀4的P-B通道、第二液控单向阀3.2的A-B通道流入功率级液压缸上的第一无杆腔103，第一有杆腔104的液压油经过第三液控单向阀3.3的B-A通道、伺服阀4的A-T通道、第一止回阀9.1的A-B通道流入主回油管T内，从而通过第一活塞杆102驱动U型先导杆300向下运动将第二活塞201和第二活塞杆202上的孔道堵住；
同时，比例电磁铁YB1.2、比例电磁铁YB2.1、电磁铁Y2和电磁铁Y5同时得电，主压力油管P的液压油经过第二比例减压阀1.2的A-B通道、第一比例流量阀7.1的A-B通道、第一盖板带阻尼孔的插装阀8.1的A-B通道、第一进油口P1流入第二无杆腔204内，从而驱动第二活塞杆202向下运动；第二有杆腔205内的液压油经过第三进油口P3、第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4的B-A通道流入蓄能器组12的工作容腔内，第二活塞201和第二活塞杆202向下运动的时候带动上砧座400向下运动，从而完成对坯料500的一次锻打过程。
锻打完成后，电磁铁Y1、比例电磁铁YB1.1、比例电磁铁YB3.1和伺服阀驱动换向装置YD同时得电，主压力油管P的液压油经过第一比例减压阀1.1的A-B通道、第一液控单向阀3.1的B-A通道、伺服阀4的P-A通道、第三液控单向阀3.3的A-B通道流入第一有杆腔104，第一无杆腔103的液压油经过第二液控单向阀3.2的B-A通道、伺服阀4的B-T通道、第一止回阀9.1的A-B通道流入主回油管T内，从而通过第一活塞101和第一活塞杆102缩回带动U型先导杆300向上运动打开第二活塞201和第二活塞杆202上的两孔道；
比例电磁铁YB3.1得电，第二无杆腔204的油液经过第二活塞201和第二活塞杆202内的两个孔道、第三有杆腔206、第一回油口T1、第一比例卸荷阀10.1的B-A通道、第二止回阀9.2的A-B通道流入主回油管T；同时，电磁铁Y5得电，蓄能器组12的工作容腔内的油液经过第四盖板带阻尼孔的插装阀8.4的A-B通道、第三进油口P3流入第二有杆腔205内，从而驱动第二活塞201和第二活塞杆202缩回。
慢锻的过程中，功率级液压缸与蓄能器组12组成了“液压弹簧”系统，如此不停的往复动作，实现全液压驱动的自由锻电液锤的慢锻功能。
(四)当全液压驱动的自由锻电液锤完成悬锤动作时，先导级液压缸回路、无级调速提锤回路和柔性卸荷回路投入工作，无级调速充液回路和蓄能器回路停止工作。
电磁铁Y1、比例电磁铁YB1.1、比例电磁铁YB3.1和伺服阀驱动换向装置YD同时得电，主压力油管P的液压油经过第一比例减压阀1.1的A-B通道、第一液控单向阀3.1的B-A通道、伺服阀4的P-A通道、第三液控单向阀3.3的A-B通道流入第一有杆腔104，第一无杆腔103的液压油经过第二液控单向阀3.2的B-A通道、伺服阀4的B-T通道、第一止回阀9.1的A-B通道流入主回油管T内，从而通过第一活塞101和第一活塞杆102缩回带动U型先导杆300向上运动打开第二活塞201和第二活塞杆202上的两个孔道；第二无杆腔204的油液经过第二活塞201和第二活塞杆202内的两个孔道、第三有杆腔206、第一回油口T1、第一比例卸荷阀10.1的B-A通道、第二止回阀9.2的A-B通道流入主回油管T。
同时，比例电磁铁YB1.3、比例电磁铁YB2.2和电磁铁Y3同时得电，主压力油管P的液压油经过第三比例减压阀1.3的A-B通道、第二比例流量阀7.2的A-B通道、第二盖板带阻尼孔的插装阀8.2的A-B通道、第二进油口P2流入第二有杆腔205内，从而驱动第二活塞201和第二活塞杆202上升，当第二活塞201和第二活塞杆202上升到指定位置悬锤时，电磁铁Y3断电。通过控制进入第二有杆腔205内液压油的多少来实现在任意位置悬锤。
以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：包括先导级液压缸、功率级液压缸、先导级液压缸回路、功率级液压缸回路，所述功率级液压缸回路包括无级调速充液回路、无级调速提锤回路、蓄能器回路和柔性卸荷回路；
所述先导级液压缸包括有第一缸体(100)、第一活塞(101)、第一活塞杆(102)，所述第一活塞(101)同轴向下连接第一活塞杆(102)，所述第一活塞(101)的上表面与第一缸体(100)之间形成第一无杆腔(103)，所述第一活塞(101)的下表面与第一缸体(100)之间形成第一有杆腔(104)，所述第一活塞杆(102)的内部安装有内置磁滞伸缩位移传感器(6)，在第一缸体(100)上对应第一有杆腔(104)设有第三回油口T3，对应第一无杆腔(103)设有第四进油口P4；
所述功率级液压缸包括有第二缸体(200)、第二活塞(201)、第二活塞杆(202)，所述第二缸体(200)内同轴设有隔板(203)，所述隔板(203)的中心处竖直设有穿孔，所述第二活塞(201)设于隔板(203)上表面与第二缸体(200)形成的空间内，所述第二活塞(201)同轴向下连接第二活塞杆(202)，所述第二活塞杆(202)的底部从所述隔板(203)中心处设置的穿孔向下伸出，所述第二活塞(201)的上表面与第二缸体(200)之间形成第二无杆腔(204)，所述第二活塞(201)的下表面、第二缸体(200)、隔板(203)的上表面之间形成第二有杆腔(205)，所述隔板(203)的下表面与第二缸体(200)之间形成第三有杆腔(206)，在所述第二活塞(201)和第二活塞杆(202)上设置有关于第二活塞(201)轴线对称的两个孔道，且所述孔道将第二无杆腔(204)和第三有杆腔(206)连通，在第二缸体(200)上，对应所述第二无杆腔(204)设有第一进油口P1，对应所述第二有杆腔(205)设有第二进油口P2和第三进油口P3，对应所述第三有杆腔(206)设有第一回油口T1和第二回油口T2；
所述第一活塞杆(102)的底部连接有U型先导杆(300)，所述U型先导杆(300)底部的左端和右端均竖直向下穿过第二缸体(200)的顶部进入第二无杆腔(204)，且所述U型先导杆(300)底部的左端和右端分别与第二活塞杆(202)上的两个孔道分别相对应，以用于封闭或打开孔道；
所述第二活塞杆(202)底部连有上砧座(400)，对应上砧座(400)设有下砧座(600)，所述下砧座(600)上可放置坯料(500)；
所述先导级液压缸回路包括B口联接于主压力油管P上的第一液控单向阀(3.1)，所述第一液控单向阀(3.1)的A口通过油管联结至伺服阀(4)的P口，所述伺服阀(4)的A口通过油管联结至第三液控单向阀(3.3)的A口，所述第三液控单向阀(3.3)的B口通过油管联结至先导级液压缸上的第三回油口T3，所述伺服阀(4)的B口通过油管与第二液控单向阀(3.2)的A口相连，所述第二液控单向阀(3.2)的B口通过油管联结至第四进油口P4，第四进油口P4和第二液控单向阀(3.2)的B口之间的油管上并联有第一压力传感器(5.1)，所述伺服阀(4)的T口通过油管联结至主回油管T，第一液控单向阀(3.1)的X口、第二液控单向阀(3.2)的X口、第三液控单向阀(3.3)的X口和伺服阀(4)的X口通过油管联结至电磁球阀(2)的A口，所述电磁球阀(2)的P口通过油管联接至控制油管X，所述电磁球阀(2)的T口通过油管联接至泄油管Y，所述第一液控单向阀(3.1)的Y口、第二液控单向阀(3.2)的Y口、第三液控单向阀(3.3)的Y口和伺服阀(4)的Y口分别通过油管联结至泄油管Y；
所述无级调速充液回路包括A口联接于主压力油管P上的第一比例流量阀(7.1)，所述第一比例流量阀(7.1)的B口通过油管与第一盖板带阻尼孔的插装阀(8.1)的A口相连，所述第一盖板带阻尼孔的插装阀(8.1)的B口通过油管联结至功率级液压缸上的第一进油口P1，所述第一进油口P1与第一盖板带阻尼孔的插装阀(8.1)的B口之间的油管上并联有第二压力传感器(5.2)，第一盖板带阻尼孔的插装阀(8.1)的X口通过油管联结至控制油管X，第一盖板带阻尼孔的插装阀(8.1)的Y口通过油管联结至泄油管Y；
所述无级调速提锤回路包括A口联接于主压力油管P上的第二比例流量阀(7.2)，所述第二比例流量阀(7.2)的B口通过油管联结至第二盖板带阻尼孔的插装阀(8.2)的A口，第二盖板带阻尼孔的插装阀(8.2)的B口通过油管联结至功率级液压缸上的第二进油口P2，第二进油口P2与第二盖板带阻尼孔的插装阀(8.2)的B口之间的油管上并联有第三压力传感器(5.3)，第二盖板带阻尼孔的插装阀(8.2)的X口通过油管联结至控制油管X，第二盖板带阻尼孔的插装阀(8.2)的Y口通过油管联结至泄油管Y；
所述蓄能器回路包括A口联接于主压力油管P上的第三盖板带阻尼孔的插装阀(8.3)，所述第三盖板带阻尼孔的插装阀(8.3)的B口通过油管联结至蓄能器安全阀组(11)的P口，蓄能器安全阀组(11)的T口通过油管联接至主回油管T，蓄能器安全阀组(11)的A口通过油管与蓄能器组(12)的P口连接，蓄能器安全阀组(11)的P口与功率级液压缸上的第三进油口P3之间串联有第四盖板带阻尼孔的插装阀(8.4)，所述第四盖板带阻尼孔的插装阀(8.4)的B口通过油管联结至第三进油口P3，蓄能器安全阀组(11)P口与第三盖板带阻尼孔的插装阀(8.3)的B口之间的油管上并联有第四压力传感器(5.4)，第三盖板带阻尼孔的插装阀(8.3)的X口、第四盖板带阻尼孔的插装阀(8.4)的X口均通过油管联结至控制油管X，第三盖板带阻尼孔的插装阀(8.3)的Y口、第四盖板带阻尼孔的插装阀(8.4)的Y口均通过油管联结至泄油管Y；
所述柔性卸荷回路包括A口联接于主回油管T上的第一比例卸荷阀(10.1)，第一比例卸荷阀(10.1)的B口通过油管联结至功率级液压缸上的第一回油口T1，功率级液压缸上的第二回油口T2通过油管联接至第二比例卸荷阀(10.2)的B口，所述第二比例卸荷阀(10.2)的A口通过油管联结至主回油管T，第一比例卸荷阀(10.1)的X口、第二比例卸荷阀(10.2)的X口均通过油管联结至控制油管X，第一比例卸荷阀(10.1)的Y口、第二比例卸荷阀(10.2)的Y口均通过油管联结至泄油管Y。
2.根据权利要求1所述的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：所述第一液控单向阀(3.1)的B口与主压力油管P之间的油管上设有第一比例减压阀(1.1)，且第一比例减压阀(1.1)的B口通过油管与第一液控单向阀(3.1)的B口连接，第一比例减压阀(1.1)的A口通过油管与主压力油管P相连，第一比例减压阀(1.1)的Y口通过油管与泄油管Y相连。
3.根据权利要求1所述的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：所述第一比例流量阀(7.1)的A口与主压力油管P之间的油管上还设有第二比例减压阀(1.2)，且第二比 例减压阀(1.2)的B口通过油管与第一比例流量阀(7.1)的A口相连，第二比例减压阀(1.2)的A口通过油管与主压力油管P相连，第二比例减压阀(1.2)的Y口通过油管与泄油管Y相连。
4.根据权利要求1所述的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：所述第二比例流量阀(7.2)的A口与主压力油管P之间的油管上设有第三比例减压阀(1.3)，且第三比例减压阀(1.3)的A口通过油管联结至主压力油管P，第三比例减压阀(1.3)的B口通过油管与第二比例流量阀(7.2)的A口相连，第三比例减压阀(1.3)的Y口通过油管联结至泄油管Y。
5.根据权利要求1所述的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：所述第三盖板带阻尼孔的插装阀(8.3)的A口与主压力油管P之间的油管上还设有第四比例减压阀(1.4)，且第四比例减压阀(1.4)的B口通过油管与第三盖板带阻尼孔的插装阀(8.3)的A口相连，第四比例减压阀(1.4)的A口通过油管联结至主压力油管P，第四比例减压阀(1.4)的Y口通过油管联结至泄油管Y。
6.根据权利要求1所述的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：所述伺服阀(4)的T口与主回油管T之间的油管上设有第一止回阀(9.1)，且所述第一止回阀(9.1)的A口通过油管与所述伺服阀(4)的T口连接，所述第一止回阀(9.1)的B口通过油管联结至主回油管T。
7.根据权利要求1所述的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：所述第一比例卸荷阀(10.1)的A口与主回油管T之间的油管上设有第二止回阀(9.2)，且所述第二止回阀(9.2)的A口通过油管与第一比例卸荷阀(10.1)的A口连接，所述第二止回阀(9.2)的B口通过油管联结至主回油管T。
8.根据权利要求1所述的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：所述第二比例卸荷阀(10.2)的A口与主回油管T之间的油管上设有第三止回阀(9.3)，且所述第三止回阀(9.3)的A口通过油管与第二比例卸荷阀(10.2)的A口连接，所述第三止回阀(9.3)的B口通过油管联结至主回油管T。
9.根据权利要求1所述的一种全液压驱动的自由锻电液锤液压系统，其特征在于：所述蓄能器安全阀组(11)的T口与主回油管T之间的油管上设有第四止回阀(9.4)，且所述第四止回阀(9.4)的A口通过油管与蓄能器安全阀组(11)的T口连接，所述第四止回阀(9.4)的B口通过油管与主回油管T相连。
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