CN206622561U - 一种多缸抗偏载摆动碾压机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种多缸抗偏载摆动碾压机，其包括机身、横梁、导向系统、压力传感器、行程控制系统、主动力控制系统、充液阀控制系统以及滑块安全紧急制动系统，导向系统包括与滑块一体成形的导向结构和位于机身上与所述导向结构相互配合的导轨，压力传感器设置在与滑块一体成形的导向结构上，主动力控制系统包括布置在所述机身内部的滑块以及至少三个均匀布置的液压缸，所述滑块的横截面呈正方形，所述各个液压缸设置在所述滑块的底部，当摆动碾压机处于工作间歇时为所述泵为蓄能器进行充油，蓄能器配置用于在摆动碾压成形后期为液压系统供油，采用均匀分布的多个液压缸推动滑块运动消除了偏心距，降低了导向系统的磨损。

Description

一种多缸抗偏载摆动碾压机

技术领域

本实用新型涉及摆动碾压机，具体地涉及一种多缸抗偏载摆动碾压机。

背景技术

摆动碾压机是通过局部连续成形实现以很小的吨位，例如400-800吨，的设备完成6300-8000吨的设备完成的工作。摆动碾压机在摆动碾压成形过程时带锥形的上模与被加工工件实际接触面积很小，仅仅是锻件的一部分。目前国内所使用的400吨-800吨热摆动碾压机一般均用于生产回转体锻件，尤其是盘类件。通常摆动碾压机是利用一个带圆锥形的上模对毛坯进行局部加压，并绕中心连续滚动的加工方法，带锥形的上模的中心线与机器主轴中心线相交成一定角度，当主轴旋转时带锥形的上模的中心线绕着机器主轴中心线旋转，使上模产生摆动。同时滑块在液压缸作用下上升，对坯料施加压力，上模在毛坯上连续滚动，上模每旋转一周，坯料将产生一个压下量，最后达到整体成形的目的。一般情况下热摆动碾压机采用上传动为偏心轴带球面轴承的机械结构，下传动为液压缸推动滑块的结构，下模的运动进给普遍采用单液压缸，极个别采用双缸。综上，由于摆动碾压机存在连续360度偏载，上述结构会导致导向承受大负荷，且由于导向在各个方向的刚度不同，会导致导向精度很难保持。因此，设备精度在较短的时间内会迅速变差导致模具异常磨损等问题造成设备故障，摆动碾压机须频繁停机调整检修。因此期望提出一种可避免滑块在运动过程运动不畅的抗偏载摆动碾压机，能够延长设备的使用寿命。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型中提出了一种多缸抗偏载摆动碾压机，其通过设置多个均匀布置的液压缸在实际受到偏载力时分别承担不同的力实现各个液压缸的合力的点与成形的偏载力完全重合，从而基本上消除了偏心距e造成的偏载力矩；设置导向系统，通过调整所述液压缸的压力曲线相位，使导向系统受力达到最小值从而对整个系统实现补偿，增强了所述摆动碾压机的抗偏载能力，提高了加工精度、运动平稳性和设备的整体性能。

本实用新型中的技术方案如下：

一种多缸抗偏载摆动碾压机，其包括机身、设置在所述机身上部的横梁、导向系统、压力传感器、行程控制系统、主动力控制系统、充液阀控制系统以及滑块安全紧急制动系统，

所述导向系统包括与滑块一体成形的导向结构和位于所述机身上与所述导向结构相互配合使用的导轨，所述各个导向结构设置在所述滑块与摆动碾压机机器中心线平行的四个侧棱上，且与所述导向结构配合使用的导轨位于所述机身上的与导向机构相对应的位置，与所述滑块一体成形的导向结构的数量为四个；

所述压力传感器设置在与所述滑块一体成形的导向结构上，所述压力传感器用于测量所述导向系统的受力情况以便反映滑块的实际偏载情况；

所述行程控制系统包括调节装置，所述调节装置用于根据偏载工况下的压力曲线对滑块行程和液压缸行程进行控制和/或调节；

所述主动力控制系统和充液阀控制系统采用液压系统，所述液压系统包括泵、蓄能器、比例溢流阀、充液阀、电磁换向阀、液控单向阀以及插装阀，所述主动力控制系统包括布置在所述机身内部的横截面呈正方形的滑块以及至少三个均匀布置的液压缸，所述液压缸设置在所述滑块底部，通过各个均匀布置的液压缸推动滑块进行运动，其中所述泵配置用于为液压系统提供动力以及当摆动碾压机处于工作间歇时配置用于为蓄能器进行充油；所述蓄能器配置用于为在成形后期为所述液压系统进行供油；所述比例溢流阀配置用于在摆动碾压成形后期当所述液压系统切换到所述蓄能器时，按照上传动偏载的相位需要的压力曲线分别对所述各个液压缸的压力进行控制实现所述各个液压缸分别承载相应的压力；和

所述滑块安全紧急制动系统包括制动油缸和刹车片。

优选地，所述液压缸为柱塞缸。

优选地，所述柱塞缸为4个且均匀布置在所述滑块底部。

优选地，所述柱塞缸为主缸柱塞中有辅柱塞缸的双柱塞缸，所述辅柱塞缸通低压大流量的液压油，实现工件毛坯的快速进给，主柱塞缸通高压小流量的液压油，实现工作进给。

优选地，所述泵包括第一油泵电机组和第二油泵电机组，所述第一油泵电机组配置用于为所述主动力控制系统供油，所述第二油泵电机组配置用于为所述充液阀控制系统进行供油。

优选地，所述导向结构分为第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分之间具有间隔。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型中的多缸抗偏载摆动碾压机，其通过采用多个均匀布置的液压缸推动滑块进行运动；并使所述各个液压缸的中心位于摆动碾压机成形位置的外侧。另外，采用合理的液压供油设计，通过与之相适应的液压控制系统来激励机械传动系统来实现快速提升、加压进给与工件定位和油缸回位、顶料等一系列动作，进而完成对工件的摆动辗压、回转连续成形任务，通过多个均匀布置的液压缸在实际受到偏载力时分别承担不同的力实现各个液压缸的合力的点与成形的偏载力完全重合，从而基本上消除了偏心距e造成的偏载力矩，设备的受力情况会得到极大改善，尤其是导向受到的横向的力会小很多，从而大大降低了导向部位的磨损，能够保持良好的设备的导向精度。

附图说明

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

图1是根据本实用新型的实施例的多缸抗偏载摆动碾压机的结构示意图。

图2是根据本实用新型的实施例的多缸抗偏载摆动碾压机的三液压缸布置示意图。

图3是根据本实用新型的另一实施例的多缸抗偏载摆动碾压机的结构示意图。

图4是根据本实用新型的另一实施例的多缸抗偏载摆动碾压机的四液压缸布置示意图。

图5是根据本实用新型的实施例多缸抗偏载摆动碾压机的液压系统原理图。

图6是根据本实用新型的另一实施例的多缸抗偏载摆动碾压机的压力调控部分原理图。

图7是根据本实用新型的实施例的多缸抗偏载碾压机的组成示意图。

图8是根据本实用新型的另一实施例的多缸抗偏载碾压机的组成示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

如图1、图2和图7中所示的根据本实用新型实施例的多缸抗偏载摆动碾压机，其包括机身1、设置在机身1上部的横梁2、导向系统3、压力传感器4、行程控制系统5、主动力控制系统6、充液阀控制系统7以及滑块安全紧急制动系统8，导向系统3包括与滑块一体成形的导向结构31和位于机身上与导向结构31相互配合使用的导轨32。导向结构31设置在滑块9与摆动碾压机机器中心线平行的四个侧棱上，与导向结构31配合使用的导轨32位于机身1上的相应位置，导向结构31包括第一部分311和第二部分312且第一部分311和第二部分312之间具有间隔，即导向结构31的个数为8个；与导向结构31配合使用的导轨32的数量为4个。

压力传感器4设置在与滑块9一体成形的导向结构31上，压力传感器4配置用于测量导向系统3的受力情况以便反映滑块9的实际偏载情况，对各个液压缸10的压力相位进行补偿与调整。

行程控制系统5包括调节装置51，其配置用于对滑块9行程和液压缸10行程进行控制调节。

主动力控制系统6和充液阀控制系统7采用液压系统，液压系统包括泵、蓄能器、比例溢流阀、充液阀、电磁换向阀、液控单向阀、插装阀，主动力控制系统6包括布置在机身1内部的滑块9以及三个均匀布置的液压缸10，如图2所示。滑块9的横截面呈正方形，液压缸10设置在滑块9的底部，通过各个均匀布置的液压缸10推动滑块9进行运动，当对工件毛坯进行加工时，将工件毛坯放入滑块9上部的下模中，上模随摆头摆动，液压缸10推动滑块9向上移动，通过上模的摆动和下模的进给运动的组合，实现了工件的摆动碾压成形加工，其中泵配置用于为液压系统提供动力以及当摆动碾压机处于工作间歇时配置用于为蓄能器进行充油；蓄能器配置用于为在成形后期为液压系统进行供油，保证进行压力调整时流量的充足和液压缸的压力稳定，蓄能器的有效容量可根据整个工作过程中的压力调整时间和行程所需要的流量来进行选择；比例溢流阀配置用于在摆动碾压成形后期当液压系统切换到蓄能器时，按照上传动偏载的相位需要的压力曲线分别对各个液压缸10的压力进行控制，实现各个液压缸10分别承载相应的压力，起到合力平衡上传动的偏载的目的，其中比例溢流阀在摆动碾压成形初期和中期处于非工作状态时，液压系统采用泵的最大流量进行工作确保摆动碾压成形的速度。

优选地，液压缸9为柱塞缸。

优选地，柱塞缸为主缸柱塞中有辅柱塞缸的双柱塞缸，所述辅柱塞缸通低压大流量的液压油，实现工件毛坯的快速进给，主柱塞缸通高压小流量的液压油，实现工作进给。

滑块安全紧急制动系统8包括制动油缸和刹车片，其配置用于当滑块9在运行过程中，如果操作人员身体的某个部位或其他异物进入摆动碾压机的非安全区域后能进行紧急制动，使滑块瞬间处于停止状态，起到了安全保护的作用，实现快速制动，提高了设备的安全性能。

如图3、图4和图8中所示的根据本实用新型另一实施例的多缸抗偏载摆动碾压机，其包括机身1’、设置在所述机身上部的横梁2’、导向系统3’、压力传感器4’、行程控制系统5’、主动力控制系统6’、充液阀控制系统7’以及滑块安全紧急制动系统8’，导向系统3’包括与滑块一体成形的导向结构31’和位于机身上与导向结构相互配合使用的导轨32’。导向结构31’设置在滑块9’与摆动碾压机机器中心线平行的四个侧棱上，与导向结构31’配合使用的导轨32’位于机身1’上的相应位置，导向结构31’包括第一部分311’和第二部分312’，且第一部分311’和第二部分312’之间具有间隔，即所述导向结构31’的个数为8个。

压力传感器4’设置在与滑块9’一体成形的导向结构31’上，压力传感器配置用于测量导向系统的受力情况以便反映滑块的实际偏载情况，对各个液压缸的压力相位进行补偿与调整。

行程控制系统5’包括调节装置51’，其配置用于对滑块行程和液压缸行程进行控制调节。

主动力控制系统6’和充液阀控制系统7’采用液压系统，其包括泵、蓄能器、比例溢流阀、充液阀、电磁换向阀、液控单向阀、插装阀。所述主动力控制系统6’包括布置在机身1’内部的滑块9’以及四个均匀布置的液压缸10’，如图4所示。滑块9’的横截面呈正方形，液压缸10’设置在滑块9’的底部，通过各个均匀布置的液压缸10’推动滑块9’进行运动，当对工件毛坯进行加工时，将工件毛坯放入所述滑块上部的下模中，上模随摆头摆动，所述液压缸推动滑块向上移动，通过上模的摆动和下模的进给运动的组合，实现了工件的摆动碾压成形加工，其中泵配置用于为液压系统提供动力以及当摆动碾压机处于工作间歇时配置用于为蓄能器进行充油；蓄能器配置用于为在成形后期为液压系统进行供油，保证进行压力调整时流量的充足和所述液压缸的压力稳定，蓄能器的有效容量可根据整个工作过程中的压力调整时间和行程所需要的流量来进行选择；比例溢流阀配置用于在摆动碾压成形后期当所述液压系统切换到所述蓄能器时，按照上传动偏载的相位需要的压力曲线分别对所述各个液压缸的压力进行控制，实现＝各个液压缸分别承载相应的压力，起到合力平衡上传动的偏载的目的，其中比例溢流阀在摆动碾压成形初期和中期处于非工作状态，液压系统采用泵的最大流量进行工作确保摆动碾压成形的速度。

优选地，与导向结构31’配合使用的导轨的数量为4个。

优选地，液压缸10’为柱塞缸。

优选地，柱塞缸为主缸柱塞中有辅柱塞缸的双柱塞缸，辅柱塞缸通低压大流量的液压油，实现工件毛坯的快速进给，主柱塞缸通高压小流量的液压油，实现工作进给。

滑块安全紧急制动系统8’包括制动油缸和刹车片，其配置运用当滑块在运行过程中，如果操作人员身体的某个部位或其他异物进入摆动碾压机的非安全区域后能进行紧急制动，使滑块瞬间处于停止状态，起到了安全保护的作用，实现快速制动，提高了设备的安全性能。

以图3中的所示的多缸抗偏载摆动碾压机为例，进行详细说明。在摆动碾压机工作过程中，上传动机械部分的频率为2转/秒，即滑块9’受到的上部偏载360度旋转，其周期为0.5秒。因此，通过对上部机械传动的相位进行测量，能计算得到偏载的相位，从而对应地计算出各个时刻滑块整体偏载为零的条件下，四个液压缸10’分别对应的压力值。各个液压缸的压力值分布规律相同，根据上部机械传动的相位周期性变化的曲线，各个液压缸压力曲线的相位差是由其各自位置决定的，例如，四个液压缸呈正方形分布，即相位差为90°；相应地，采用四个比例溢流阀对各个液压缸的压力按照预设的压力变化曲线进行控制从而实现预期的压力变化。

液压系统分成两个部分，第一部分是主动力控制系统，第二部分是充液阀控制系统，如图5所示，其中

充液阀控制系统配置用于控制第一充液阀30.1、第二充液阀30.2、第三充液阀30.3以及第四充液阀30.4的反向打开；第二油泵19电机32组配置用于充液阀控制系统的动力源；溢流阀29配置用于所述充液阀控制系统的压力控制阀，当需要工作时得电，其通过电磁换向阀20.2，确保压力油能够到达第一充液阀30.1、第二充液阀30.2、第三充液阀30.3和第四充液阀30.4的控制端；

主动力控制系统配置用于为液压缸提供液压油以便推动滑块进行运动；第一油泵100电机组28为主动力控制系统的动力源，电磁溢流阀11配置用作主动力控制系统的总压力控制阀；

电磁换向阀20.1和液控单向阀21配置用作主动力控制系统的进油控制阀。四缸工况时进油回路和卸荷回路中设置第一组四个单向阀13.1、13.2、13.3和13.4,以及第二组四个单向阀39.1、39.2、39.3和39.4，单向阀配置用于实现所述四个液压缸进油和卸荷时的相互隔离；

蓄能器44配置用于保证在进行压力调整时有足够的高压油以便维持油缸的压力变化达到设计的要求，通过比例电磁换向阀与比例溢流阀同步控制，实现高压时控制四个液压缸压力调整回路的供、排油按预定压力曲线的要求以便保证四个液压缸的压力符合设计的压力。

液压缸刚开始工作时，不需要进行压力调控；主动力系统全力为4个工作缸供油；当液压缸达到预设的调控压力时，4个比例溢流阀开始工作，液压缸切换到4个蓄能器44供油，此时第一油泵电机组对蓄能器供油进行补充。液压缸的工作压力由4个比例溢流阀按设计的压力曲线分别进行控制；液压缸进给结束，进行预卸荷，预卸荷分为两段卸荷，卸荷回路分为以及卸荷控制回路和二级卸荷控制回路，一级卸荷回路在进行以及卸荷时电磁阀得电，第一插装阀26.1、第二插装阀26.2、第三插装阀26.3和第四插装阀26.4打开以便进行大流量卸荷，在第一插装阀26.1、第二插装阀26.2、第三插装阀26.3和第四插装阀26.4后面设置有溢流阀，溢流阀能控制卸荷时的压力。二级卸荷回路在进行二级卸荷时电磁阀得电，第一插装阀26.1、第二插装阀26.2、第三插装阀26.3和第四插装阀26.4打开以便进行大流量卸荷，从而将工作缸内的压力完全卸掉。液压缸回程时，由充液阀控制系统通过充液阀控制油路打开充液阀，液压缸内的油通过充液阀流回油箱；液压缸回程结束，充液阀控制系统回位，主控制系统各阀回位，此时电磁溢流阀得电，对蓄能器进行充液，达到设定压力后电磁溢流阀失电，系统全部复原，等待进入下一次工作。

工作间歇时，如图6所示，液压系统对第一蓄能器44.1、第二蓄能器44.2、第三蓄能器44.3以及第四蓄能器44.4进行充油；当需要对四个油缸10’进行压力调控时，第一比例换向阀46.1、第二比例换向阀46.2、第三比例换向阀46.4以及第四比例换向阀46.4根据油缸压力与预设压力的差值进行比例换向，采用四个蓄能器44分别对其所对应的四个油缸10’供油，比例换向阀46实现了根据压力差对流量大小进行调节，压力差越大流量越大，压力差为负值时停止供油，从而避免了换向时瞬时压力变化对压力调控的影响，也避免了蓄能器供油对比例溢流阀45调控的干扰；同时第一比例溢流阀45.1、第二比例溢流阀45.2、第三比例溢流阀45.3以及第四比例溢流阀45.4按照上传动偏载的相位所需的压力曲线分别对各液压缸的压力进行控制；实现上述四个液压缸处于不同的压力水平合力平衡上传递的偏载的目的。

由于液压系统反应延迟及机械传动的延迟及实际设备各处间隙的影响，实际的四缸压力的位相需要进行调整补偿，才能达到预期的效果。在设备的滑块导向部位设置了压力传感器，通过压力传感器来测量四个导向受力情况，反应滑块的实际偏载情况。通过调整四缸的压力曲线位相，使导向受力达到最小值，作为优化目标，从而对整个系统实现补偿。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种多缸抗偏载摆动碾压机，其包括机身、设置在所述机身上部的横梁、导向系统、压力传感器、行程控制系统、主动力控制系统、充液阀控制系统以及滑块安全紧急制动系统，其特征在于：

所述导向系统包括与滑块一体成形的导向结构和位于所述机身上与所述导向结构相互配合使用的导轨，所述各个导向结构设置在所述滑块与摆动碾压机机器中心线平行的四个侧棱上，且与所述导向结构配合使用的导轨位于所述机身上的与导向机构相对应的位置，与所述滑块一体成形的导向结构的数量为四个；

所述压力传感器设置在与所述滑块一体成形的导向结构上，所述压力传感器用于测量所述导向系统的受力情况以便反映滑块的实际偏载情况；

所述行程控制系统包括调节装置，所述调节装置用于根据偏载工况下的压力曲线对滑块行程和液压缸行程进行控制和/或调节；

所述主动力控制系统和充液阀控制系统采用液压系统，所述液压系统包括泵、蓄能器、比例溢流阀、充液阀、电磁换向阀、液控单向阀以及插装阀，所述主动力控制系统包括布置在所述机身内部的横截面呈正方形的滑块以及至少三个均匀布置的液压缸，所述液压缸设置在所述滑块底部，通过各个均匀布置的液压缸推动滑块进行运动，其中所述泵配置用于为液压系统提供动力以及当摆动碾压机处于工作间歇时配置用于为蓄能器进行充油；所述蓄能器配置用于为在成形后期为所述液压系统进行供油；所述比例溢流阀配置用于在摆动碾压成形后期当所述液压系统切换到所述蓄能器时，按照上传动偏载的相位需要的压力曲线分别对所述各个液压缸的压力进行控制实现所述各个液压缸分别承载相应的压力；和

所述滑块安全紧急制动系统包括制动油缸和刹车片。

2.如权利要求1所述的多缸抗偏载摆动碾压机，其特征在于：所述液压缸为柱塞缸。

3.如权利要求2所述的多缸抗偏载摆动碾压机，其特征在于：所述柱塞缸为4个且均匀布置在所述滑块底部。

4.如权利要求3所述的多缸抗偏载摆动碾压机，其特征在于：所述柱塞缸为主缸柱塞中有辅柱塞缸的双柱塞缸，所述辅柱塞缸通低压大流量的液压油，实现工件毛坯的快速进给，主柱塞缸通高压小流量的液压油，实现工作进给。

5.如权利要求1所述的多缸抗偏载摆动碾压机，其特征在于：所述泵包括第一油泵电机组和第二油泵电机组，所述第一油泵电机组配置用于为所述主动力控制系统供油，所述第二油泵电机组配置用于为所述充液阀控制系统进行供油。

6.如权利要求1所述的多缸抗偏载摆动碾压机，其特征在于：所述导向结构分为第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分之间具有间隔。