CN112140613B - 一种超高压小型油压机系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超高压小型油压机系统，包括主要包括油箱(1)、液压泵(2)、电机(3)、压力过滤器(4)、电磁换向阀(5)、溢流阀(6)、单向阀(7)、软管(11)、增压器(12)和油缸(13)，其特征在于，所述的液压泵(2)的吸油口与所述的油箱(1)连接，所述的油缸(13)包括缸筒(1301)、柱塞(1306)、缸盖板(1307)、内卡环(1308)和底座(1309)，所述的增压器(12)的出油口HP通过法兰连接在油缸(13)的缸盖板(1307)上，通过缸盖板(1307)的加压孔连接油缸(13)无杆腔。本发明的超高压小型油压机系统，能够提供持续的超高液压力，实现无级加压、随时保压和安全卸压等功能。其油缸体积小、重量轻，方便携带，为钢丝绳索具压制接头进行压制时提供压制力。

Description

一种超高压小型油压机系统

技术领域

本发明属于液压机械技术领域，具体涉及一种用于钢丝绳索具压制接头压制的超高压小型油压机系统。

背景技术

油压机系统是一种通过液压油做为工作介质，通过液压泵做为动力源，靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸，然后油缸里有几组相互配合的密封件，使液压油不能泄漏，通过油缸的机械动作来循环做功，实现合模、锁模、开模等一系列功能的机械工具。

索具油压机系统主要用于压制钢丝绳索具。现有油压机系统主要存在以下几个方面的问题：1)通用大吨位油压机系统一般采用常规压力(不超过70MPa)，为了获得大吨位的压制力，导致整体系统尺寸、重量均较大，集成度不高；2)一般采用增压缸来获得较高压力，高压、大尺寸的增压缸及其相应阀件均需特制，通用性、互换性和维修性欠佳；3)为了同时实现快进和快进，一般需同时配备大流量泵和小流量泵，导致液压系统较为复杂，重量及尺寸也相应较大；4)油压机系统的油缸尺寸大，自重大，压制载荷小。油缸采用通用密封圈，油缸油液压力低，油缸不能承受100MPa以上超高压。油缸采用普通材料制造，体积较大，承受压力较低。

查阅过的相关中国专利文献有：一种油压机(公开号：CN203957249U)、一种四柱液压机(公开号：CN209502923U)、一种新型油压机(公开号：CN206925188U)、一种大吨位油缸(公开号：CN202718949U)、一种具有冷却装置的液压油缸(公开号：CN109253125A)、一种新型油缸结构(公开号：CN207161420U)、一种新型微型油缸(公开号：CN207583733U)等。

发明内容

本发明的发明目的是是为钢丝绳索具压制接头压制提供一种超高压小型油压机系统，能够提供持续的超高液压力，实现无级加压、随时保压和安全卸压等功能。其油缸体积小、重量轻，方便携带，能够承受100MPa以上超高压，为钢丝绳索具压制接头进行压制时提供压制力。

本发明的具体技术方案是一种超高压小型油压机系统，包括主要包括油箱、液压泵、电机、压力过滤器、电磁换向阀、溢流阀、单向阀、软管、增压器和油缸，其特征在于，

所述的液压泵的吸油口与所述的油箱连接，所述的电机用于驱动液压泵转动，液压泵的出油口通过单向阀连接压力过滤器，再过管路连接至电磁换向阀的进油口P，压力过滤器和电磁换向阀之间的管路还连接有溢流阀，溢流阀的溢流口连接油箱，电磁换向阀的回油口T也通过管路连接油箱，电磁换向阀有两个出油口A和B，分别通过软管与所述的增压器的进油口P和回油口T连接，

所述的油缸包括缸筒、柱塞、缸盖板、内卡环和底座，

所述的缸筒为一端封闭另一端开口的筒状结构，在靠近缸筒封闭端的筒状结构的筒壁上，开有两个以筒状结构中心线对称的索具插入通孔，在靠近缸筒开口端的筒状结构的内壁上具有环形的内卡环安装凹槽，

所述的柱塞的圆柱面与缸筒筒状结构的内壁面配合，能够在液压油的驱动下沿缸筒筒状结构的内壁上下移动，

所述的缸盖板具有阶梯状的圆柱面，其上圆柱面的直径大于下圆柱面的直径，所述的上圆柱面与缸筒筒状结构的内壁面配合，缸盖板上具有贯通的加压孔，

所述的内卡环分为四瓣，能够分别配合卡入缸筒的内卡环安装凹槽中，形成一个内卡环整体，

所述的底座为上端封闭的碟状结构，其碟状结构下端开口处具有环形的凸缘，其凸缘外径大于缸筒筒状结构的外径，

所述的缸盖板的下圆柱面插入内卡环内，缸盖板的上下圆柱面之间的端面压在内卡环的上端面上，缸盖板的下端面和内卡环的下端面共面，所述的底座上端面与缸盖板和内卡环的下端面贴紧，并用穿过底座的螺钉将底座和缸盖板固定，底座凸缘的上表面与缸筒开口端端面贴紧并用螺钉固定在一起，底座凸缘超出缸筒外径的部分上开有周向均布的开孔，用于将底座固定在地面基础上，

增压器的出油口HP通过法兰连接在油缸的缸盖板上，通过缸盖板的加压孔连接油缸无杆腔。

更进一步地，还包括压力传感器和手动卸压阀，所述的油缸的缸盖板还开有连通油缸无杆腔的卸压孔，所述的手动卸压阀一端通过管路与卸压孔连接，手动卸压阀的另一端连接油箱，在手动卸压阀和油缸之间的管路上安装有所述的压力传感器。

更进一步地，还包括回油过滤器和风冷却器，所述的溢流阀的溢流口和电磁换向阀的回油口T分别顺序通过风冷却器和回油过滤器连接油箱。

更进一步地，所述的油缸还包括上模座、上模具、下模具、下模座和上模座安装插块，所述的缸筒封闭端的下表面上具有插块通槽，所述的上模座安装插块能够配合插入插块通槽中，上模座安装插块的下表面与缸筒封闭端下表面共面，所述的上模具通过上模座安装在上模座安装插块的下表面上，所述的下模具通过下模座安装在所述的柱塞的上表面上，所述的上模具和下模具合拢贴紧形成索具的压制接头的压制空间。

更进一步地，所述的油缸还包括两块止挡块，所述的两块止挡块通过螺栓固定在柱塞上表面的两侧外缘处，在柱塞向下移动接近缸盖板时，两块止挡块与所述的缸筒的索具插入通孔的下端接触，防止柱塞冲击缸盖板。

本发明的有益效果是1)本发明的超高压小型油压机系统的油缸将常规上模具安装框架与油缸的缸筒集成为一体，去掉了普通压机的外框架结构，减少了压机外形尺寸，减轻了压机重量，方便携带至外场施工。整个油缸主结构件采用航空用超高强度钢，比普通油缸的材料强度高，可以承受超高压压力。增压器和油缸集成式安装，可使油压机系统整体尺寸和重量均大大缩小，可整体安装在平板车上，进行便携式移动，特别适用于作业空间较小或者需要频繁移动的场合使用；2)油缸采用分瓣式的内卡环作为缸盖板的承力构件，不但结构强度远大于普通压机的螺柱连接的缸盖板，而且安装结构得到了简化，更能适用于本发明一体化的缸筒结构。油缸采用浅碟状带凸缘的底座，并不承担缸盖板受力但能与缸盖板固定在一起，防止缸盖板旋转，并且其凸缘也能起到与地面基础临时安装的作用；3)油缸采用上模座安装插块安装上模具，使上模具能够在缸筒外得到安装，提高了安装效率和安装精度，也可以同时配制多块带有不同上模具的安装插块，提高现场不同规格的索具压制接头的制作效率；4)采用常规液压元件和增压器组合实现超高压，解决了超高压液压元件选型困难、安全性低的问题。与常规增压缸方案相比，增压器无需外部控制就能实现自动换向，换向速度快；压力下降时能自动补偿压力。自带卸压功能，无需另外设置卸压回路；5)增压器直接与油缸的缸盖板通过法兰式盖板连接，可以大大减小压力损失，提高系统效率。可以最大化减少承受超高压的外部管路，提高了操作安全性。

本发明的超高压小型油压机系统已经成功应用于某特种装置上钢丝绳压制接头的压制，取得了很好的效果，该发明可拓展到其它相类似的索具压制油压机系统上。

附图说明

图1为本发明的超高压小型油压机系统的正视图；

图2为图1中的A向视图；

图3为本发明的超高压小型油压机系统的俯视图；

图4为本发明的超高压小型油压机系统的电机和液压泵的连接示意图；

图5为本发明的超高压小型油压机系统的液压原理示意图；

图6为本发明的超高压小型油压机系统的油缸的正视图；

图7为图6中的B-B剖面图；

图8为本发明的超高压小型油压机系统的油缸的缸筒剖面图；

图9为本发明的超高压小型油压机系统的油缸的上模座示意图；

图10为本发明的超高压小型油压机系统的油缸的上模具和下模具示意图；

图11为本发明的超高压小型油压机系统的油缸的下模座示意图；

图12为本发明的超高压小型油压机系统的油缸的柱塞示意图；

图13为本发明的超高压小型油压机系统的油缸的缸盖板示意图；

图14为本发明的超高压小型油压机系统的油缸的内卡环示意图；

图中，

油箱1，液压泵2，电机3，压力过滤器4，电磁换向阀5，溢流阀6，单向阀7，回油过滤器8，风冷却器9，压力表10，软管11，增压器12，油缸13，压力传感器14，手动卸压阀15，空气滤清器16，液位计17，排污阀18，钟形罩19，减震环20，联轴器21，

缸筒1301，上模座1302，上模具1303，下模具1304，下模座1305，柱塞1306，缸盖板1307，内卡环1308，底座1309，止挡块1310，防尘圈1311，导向套1312，开口环1313，挡圈1314，动密封圈1315，动密封圈压盖1316，静密封圈压盖1317，静密封圈1318，模具定位块1319，上模座安装插块1320。

具体实施方式

下面结构说明书附图对本发明的具体技术方案作进一步地描述。

如附图1-5所示，本发明的一种超高压小型油压机系统，主要包括油箱1、液压泵2、电机3、压力过滤器4、电磁换向阀5、溢流阀6、单向阀7、回油过滤器8、风冷却器9、压力表10、软管11、增压器12、油缸13、压力传感器14、手动卸压阀15、空气滤清器16、液位计17、排污阀18、钟形罩19、减震环20和联轴器21。

油箱1使用不锈钢板焊接而成，油箱顶板开法兰孔；电机3、钟形罩19和减震环20通过螺栓与油箱1的法兰孔连接；电机3通过联轴器21与液压泵2连接；吸油管加工成45度切面，通过分体式法兰与液压泵2进油口连接，液压泵2出油口通过分体式法兰连接出油管，并通过隔壁直通管接头至油箱外部，液压泵2的控制油口连接控制管路至液位以下。

液压泵2的出油口通过隔壁直通管接头至油箱1外部，先连接单向阀7，再通过焊接管路连接至压力过滤器4，再通过管路连接至电磁换向阀5的进油口P。压力过滤器4和电磁换向阀5之间的管路还连接有溢流阀6和压力表10。溢流阀6的溢流口顺序通过风冷却器9和回油过滤器8连接油箱1。电磁换向阀5的回油口T也通过管路连接在风冷却器9的进油口上。电磁换向阀5有两个出油口A和B，分别通过软管11与增压器12的进油口P和回油口T连接。

压力过滤器4、电磁换向阀5、溢流阀6可以集成为控制阀块，控制阀块内部加工液压油通道，控制阀块的进油口P与压力过滤器4的进油口连通，控制阀块的回油口T分别与溢流阀6的溢流口和电磁换向阀5的回油口T连通。控制阀块具有出油口A和出油口B，分别与电磁换向阀5有两个出油口A和B连通。控制阀块上具有测压口，测压口通过内部的管路与压力过滤器4、电磁换向阀5之间的管路连通。

风冷却器9通过螺栓连接在与油箱1顶板焊接的安装板上，控制阀块的回油口T通过管路与风冷却器9进油口连接，风冷却器9出油口通过管路与回油过滤器8连接。回油过滤器通过螺栓连接在油箱顶部焊接的安装板上。压力表10通过测压软管与控制阀块上的测压口连接。

增压器12的出油口HP通过法兰连接在油缸13的缸盖板1307上，通过缸盖板1307的加压孔连接油缸13无杆腔。

油缸13的缸盖板1307上加工卸压孔，通过管路和三通接头与手动卸压阀15连接，压力传感器14通过螺纹连接在三通接头上，手动卸压阀15通过管路连接至油箱1顶部的卸压口。

空气滤清器16通过法兰安装在油箱1顶部用于注油；液位计17通过螺纹安装在油箱1侧板上；排污阀18通过焊接管路连接在油箱1底部。

如附图6-7所示，油缸13主要包括缸筒1301、上模座1302、上模具1303、下模具1304、下模座1305、柱塞1306、缸盖板1307、内卡环1308、底座1309、止挡块1310、防尘圈1311、导向套1312、开口环1313、挡圈1314、动密封圈1315、动密封圈压盖1316、静密封圈压盖1317、静密封圈1318、模具定位块1319和上模座安装插块1320。

如附图8所示，缸筒1301制作成一端封闭一端开口形式，在缸筒1301靠近封头端对称开两个窗户——即索具插入通孔，将上模具1303通过模具定位块1319固定在上模座1302上，通过螺栓将上模座1302固定在上模座安装插块1320的下表面后，将上模座安装插块1320插入缸筒1301上的插块通槽，用于螺钉将上模座安装插块1320与缸筒1301固定。上模座安装插块1320可先不安装，以给下模具1304和下模座1305留出可大的安装空间。缸筒1301的材料为航空用超高强度钢，可以承受130MPa超高液压，以满足压机大压制吨位的需求。

将防尘圈1311从缸筒1301开口端处塞入缸筒1301内表面安装防尘圈1311的卡槽内。将导向套1312套入柱塞1306，推到柱塞1306的台阶处，将开口环1313卡入柱塞1306的凹槽内，固定住导向套1312，防止导向套1312在柱塞1306上轴向窜动。将挡圈1314套入柱塞1306中，将动密封圈1315套入柱塞1306中，推动动密封圈1315，将挡圈1314和动密封圈1315靠紧在导向套1312上，将动密封圈压盖1316压在柱塞1306上，通过螺栓固定在柱塞1306上。将组装好的柱塞1306、导向套1312、开口环1313、挡圈1314、动密封圈1315和动密封圈压盖1316一起塞入缸筒1301内，其中动密封圈压盖1316端朝向缸筒1301的开口端。缓缓将组装好的柱塞1306、导向套1312、开口环1313、挡圈1314、动密封圈1315和动密封圈压盖1316推入缸筒1301顶部，直到柱塞1306上表面到达缸筒1301窗户位置中间处，将两块止挡块1310通过螺栓固定在柱塞1306上表面的两侧外缘处，将固定好止挡块1310的柱塞1306缓慢向缸筒1301开口端推，直到两块止挡块1310靠到缸筒1301窗口处的下端面无法再往下移动为止。

将下模具1304通过模具定位块1319固定在下模座1305上，将下模座1305和下模具1304通过缸筒1301的窗户塞入缸筒1301内，通过螺栓将下模座1305固定在柱塞1306顶部平面上。

将静密封圈1318套入缸盖板1307上，直到推到缸盖板1307台阶处，将静密封圈压盖1317压在缸盖板1307上，通过螺栓固定在缸盖板1307上。将缸盖板1307、静密封圈1318和静密封圈压盖1317一起从钢筒1301开口处推入缸筒1301内，静密封圈压盖1317端朝向缸筒1301内部，当缸盖板1307下端面通过缸筒1301装内卡环1308的环槽后停止。将分体式的四瓣内卡环1308分别装入缸筒1301的内卡环安装凹槽中。内卡环1308安装完成后，将缸盖板1307从缸筒1301内部往缸筒1301开口端方向拉出，直到缸盖板1307的台阶处靠到内卡环1308拉不动为止。在缸盖板1307中心部位开通油孔连接超高压液压系统。

将底座1309凸出方向朝从缸筒1301开口处向缸筒1301内部扣入，底座1309凸出顶面贴上缸盖板1307下平面以后，转动底座1309将底座1309上的通孔对准缸盖板1307下平面上的螺纹孔，用螺栓将底座1309与缸盖板1307连接起来，然后转动底座1309，带动缸盖板1307一起转动，使得底座1309凸缘上的通孔与缸筒1301开口端面处的螺纹孔对齐，使用螺栓将底座1309和缸筒1301连接起来。

本发明的超高压小型油压机系统的工作原理为：首先手动调整溢流阀6的压力至预设目标值。电机3启动后，带动液压泵2工作，液压油从油箱1吸出，通过单向阀7进入控制阀块的进油口P中，控制阀块内部设有通道，液压油依次通过压力过滤器4和电磁换向阀5，从控制阀块出油口A流出，进入增压器12的进油口P，再通过增压器12出油口HP进入油缸13；在增加阶段，增压器12动作时返回的液压油通过增压器12的回油口T进入控制阀块，再通过控制阀块的内部通道流出至其回油口T，控制阀块的回油口T返回的液压油通过风冷器9，回油过滤器8后回到油箱1。油缸13内的高压油液也可以通过手动卸压阀15回到油箱1中。

本发明的超高压小型油压机系统可以实现以下功能：

(1)快进功能：电磁换向阀5切换至右位，液压油从增压器12的P口进入，大部分通过增压器12内部的液控单向阀直接到油缸13无杆腔；其余通过增压器12内部的进液单向阀、出液单向阀到达油缸13无杆腔，实现快速供油。

(2)增压功能：油缸13快进至工作位置时，油缸13内部压力增加，增压器12内部的液控单向阀因压力平衡自动关闭，增压器12内部活塞在压力油作用下动作，输出高压油，通过出液单向阀到达油缸13无杆腔；增压器12内部活塞可以压力油作用下自动循环高频动，连续输出液压油。

(3)保压功能：当油缸13内部的压力达到限定的最高压力后，增压器12内部的活塞达到受力平衡并停止动作。增压器12内部设有单向阀，可以保持油缸13内部的高压力。

(4)自动补压功能：当油缸13内部的压力因负载减小等因素造成降低时，增压器12内部的活塞将失去受力平衡而自动循环补压。

(5)正常卸压功能：电磁换向阀5切换至左位，液压油从增压器12的T口进入，压力油将打开增压器12内部的液控单向阀，此时，在卸压阶段，油缸13无杆腔的液压油通过增压器12内部的液控单向阀流回增压器12的P口，再通过电磁换向阀5、风冷却器9和回油过滤器8回到油箱1，实现卸压。

(6)应急卸压功能：如果油缸13内部油液已经形成较高压力，此时系统失电，电磁换向阀5无法切换，不能使用正常卸压功能，则可以缓慢打开手动卸压阀15，油缸13内部油液通过手动卸压阀15回到油箱1，实现应急卸压。

具体的压制过程是：当需要压制索具接头时，将钢丝绳与压制接头装入后，将压制接头放到本发明的超高压小型油压机系统的油缸13的下模座1305的下模具1304中，固定好压制接头后，给油缸13注油，油压推动柱塞1306由下向上运动。带动下模具1304往上模具1303方向靠拢，上模具1303和上模座1302固定在缸筒1301顶盖下表面，当下模具1304中的压制接头靠拢到上模具1303后，空载行程结束，进入加载行程进行压制，当压制接头外径达到技术要求时，加载及保压程序结束，释放油压，将柱塞1306下移，上模具1303、下模具1304分开，从下模具1304中将压制接头取出，完成钢丝绳接头的压制。

虽然本发明已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (4)

1.一种超高压小型油压机系统，包括主要包括油箱(1)、液压泵(2)、电机(3)、压力过滤器(4)、电磁换向阀(5)、溢流阀(6)、单向阀(7)、软管(11)、增压器(12)和油缸(13)，其特征在于，

所述的液压泵(2)的吸油口与所述的油箱(1)连接，所述的电机(3)用于驱动液压泵(2)转动，液压泵(2)的出油口通过单向阀(7)连接压力过滤器(4)，再过管路连接至电磁换向阀(5)的进油口P，压力过滤器(4)和电磁换向阀(5)之间的管路还连接有溢流阀(6)，溢流阀(6)的溢流口连接油箱(1)，电磁换向阀(5)的回油口T也通过管路连接油箱(1)，电磁换向阀(5)有两个出油口A和B，分别通过软管(11)与所述的增压器(12)的进油口P和回油口T连接，

所述的油缸(13)包括缸筒(1301)、上模座(1302)、上模具(1303)、下模具(1304)、下模座(1305)、上模座安装插块(1320)、柱塞(1306)、缸盖板(1307)、内卡环(1308)和底座(1309)，

所述的缸筒(1301)为一端封闭另一端开口的筒状结构，在靠近缸筒(1301)封闭端的筒状结构的筒壁上，开有两个以筒状结构中心线对称的索具插入通孔，在靠近缸筒(1301)开口端的筒状结构的内壁上具有环形的内卡环安装凹槽，

所述的缸筒(1301)封闭端的下表面上具有插块通槽，所述的上模座安装插块(1320)能够配合插入插块通槽中，上模座安装插块(1320)的下表面与缸筒(1301)封闭端下表面共面，所述的上模具(1303)通过上模座(1302)安装在上模座安装插块(1320)的下表面上，所述的下模具(1304)通过下模座(1305)安装在所述的柱塞(1306)的上表面上，所述的上模具(1303)和下模具(1304)合拢贴紧形成索具的压制接头的压制空间，

所述的柱塞(1306)的圆柱面与缸筒(1301)筒状结构的内壁面配合，能够在液压油的驱动下沿缸筒(1301)筒状结构的内壁上下移动，

所述的缸盖板(1307)具有阶梯状的圆柱面，其上圆柱面的直径大于下圆柱面的直径，所述的上圆柱面与缸筒(1301)筒状结构的内壁面配合，缸盖板(1307)上具有贯通的加压孔，

所述的内卡环(1308)分为四瓣，能够分别配合卡入缸筒(1301)的内卡环安装凹槽中，形成一个内卡环(1308)整体，

所述的底座(1309)为上端封闭的碟状结构，其碟状结构下端开口处具有环形的凸缘，其凸缘外径大于缸筒(1301)筒状结构的外径，

所述的缸盖板(1307)的下圆柱面插入内卡环(1308)内，缸盖板(1307)的上下圆柱面之间的端面压在内卡环(1308)的上端面上，缸盖板(1307)的下端面和内卡环(1308)的下端面共面，所述的底座(1309)上端面与缸盖板(1307)和内卡环(1308)的下端面贴紧，并用穿过底座(1309)的螺钉将底座(1309)和缸盖板(1307)固定，底座(1309)凸缘的上表面与缸筒(1301)开口端端面贴紧并用螺钉固定在一起，底座(1309)凸缘超出缸筒(1301)外径的部分上开有周向均布的开孔，用于将底座(1309)固定在地面基础上，

所述的增压器(12)的出油口HP通过法兰连接在油缸(13)的缸盖板(1307)上，通过缸盖板(1307)的加压孔连接油缸(13)无杆腔。

2.根据权利要求1所述的一种超高压小型油压机系统，其特征在于，还包括压力传感器(14)和手动卸压阀(15)，所述的油缸(13)的缸盖板(1307)还开有连通油缸(13)无杆腔的卸压孔，所述的手动卸压阀(15)一端通过管路与卸压孔连接，手动卸压阀(15)的另一端连接油箱(1)，在手动卸压阀(15)和油缸(13)之间的管路上安装有所述的压力传感器(14)。

3.根据权利要求2所述的一种超高压小型油压机系统，其特征在于，还包括回油过滤器(8)和风冷却器(9)，所述的溢流阀(6)的溢流口和电磁换向阀(5)的回油口T分别顺序通过风冷却器(9)和回油过滤器(8)连接油箱(1)。

4.根据权利要求1所述的一种超高压小型油压机系统，其特征在于，所述的油缸(13)还包括两块止挡块(1310)，所述的两块止挡块(1310)通过螺栓固定在柱塞(1306)上表面的两侧外缘处，在柱塞(1306)向下移动接近缸盖板(1307)时，两块止挡块(1310)与所述的缸筒(1301)的索具插入通孔的下端接触，防止柱塞(1306)冲击缸盖板(1307)。

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