CN214983413U - 浮动压制速度控制结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了浮动压制速度控制结构，属于液压设备领域，通过一套泵组即可实现挤压梁和浮动梁的运动控制，减少设备成本，本实用新型的浮动压制速度控制结构，包括上横梁、下横梁、立柱，所述立柱上滑动安装挤压梁和浮动梁，所述浮动梁包括挤压孔和挤压筒，所述挤压梁包括上压头，所述上横梁上设有控制所述挤压梁升降的主油缸，所述下横梁上设有两个浮动油缸，在所述挤压梁通过所述上压头挤压位于所述挤压筒内的材料过程中，所述主油缸内的油液进入到所述两个浮动油缸内以控制所述浮动梁向下移动，所述下横梁上还设有与所述两个浮动油缸连接的比例压力阀，用于改变浮动油缸内的压力来调节所述浮动梁的移动速度。

Description

浮动压制速度控制结构

【技术领域】

本实用新型涉及液压设备领域，尤其涉及浮动压制速度控制结构。

【背景技术】

现有技术中，挤压设备中的挤压梁和浮动梁在运动过程中，通常使用两套独立的泵组分开控制，油缸速度由各自泵组的输出流量决定，使用两套泵组的成本过高，且控制方式繁琐，泵组供油时，根据油缸位移反馈量，需实时调节电机转速或调节比例流量阀从而达到设计的速度比，而浮动力的变化还需调节比例压力阀，控制系统算法复杂，响应频率低，两套泵组仅通过位移反馈进行串联，因此受机械精度、控制精度、响应频率甚至外部电气干扰的影响较大，速度比的控制精度及重复性较差。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提出浮动压制速度控制结构，通过一套泵组即可实现挤压梁和浮动梁的运动控制，减少设备成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

浮动压制速度控制结构，包括上横梁、下横梁、设于所述上横梁和所述下横梁之间的立柱，所述立柱上滑动安装挤压梁和浮动梁，所述浮动梁包括挤压孔和设于所述挤压孔内的挤压筒，所述挤压梁包括与所述挤压孔正对的上压头，所述下横梁上设有与所述挤压孔正对的下压头，所述上横梁上设有控制所述挤压梁升降的主油缸，所述下横梁上设有两个浮动油缸，在所述挤压梁通过所述上压头挤压位于所述挤压筒内的材料过程中，所述主油缸内的油液进入到所述两个浮动油缸内以控制所述浮动梁向下移动，所述下横梁上还设有与所述两个浮动油缸连接的比例压力阀，用于改变浮动油缸内的压力来调节所述浮动梁的移动速度。

进一步的，还包括电磁阀，用于连接所述主油缸和浮动油缸，用于在所述挤压梁移动过程中，控制所述主油缸内的油液流向。

进一步的，还包括用于检测所述挤压梁位置的位移传感器，根据所述位移传感器的信号以控制所述电磁阀的通断。

进一步的，所述位移传感器还能检测所述浮动梁的位置，根据所述位移传感器测得的挤压梁和浮动梁在单位时间内的位移信号来控制所述比例压力阀改变所述浮动油缸内的压力。

进一步的，所述电磁阀为两位三通电磁阀，所述主油缸与每个所述浮动油缸之间设有两个所述电磁阀。

进一步的，所述主油缸包括主腔，每个浮动油缸包括上腔，所述主腔内的油液能随着所述挤压梁的下移而进入到所述上腔内控制所述浮动油缸下移。

进一步的，所述浮动油缸还包括下腔，所述浮动梁包括伸入所述浮动油缸内的浮动杆，所述浮动杆将所述浮动油缸内的腔体分为所述上腔和所述下腔，所述比例压力阀与所述下腔连接以调节所述下腔的压力，来调节进入到所述上腔内的油液流量。

本实用新型的有益效果：

本实用新型浮动压制速度控制结构，在作业时，通过挤压梁朝向浮动梁移动，并在移动一段距离后随同浮动梁同时向下移动，使上压头和下压头能同时挤压位于挤压筒内的材料，主油缸驱动挤压梁向下移动时，其油缸内的油液可以进入到浮动油缸内，带动浮动梁向下移动，浮动梁向下移动速度可以通过比例压力阀进行调节，使得浮动梁向下移动的速度得到控制，以保证产品质量稳定，整个运动过程只需要一套泵组即可实现，可以节约大量的成本。

本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例中浮动压制速度控制结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中处于阶段一时的液压原理图；

图3为本实用新型实施例中处于阶段三时的液压原理图。

附图标记：

上横梁100、主油缸110、主腔111；

下横梁200、下压头210、浮动油缸220、上腔221、下腔222；

立柱300；

挤压梁400、上压头410；

浮动梁500、挤压孔510、挤压筒520。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图3，本实用新型公开了浮动压制速度控制结构，包括上横梁100、下横梁200、设于上横梁100和下横梁200之间的立柱300，立柱300上滑动安装挤压梁400和浮动梁500，浮动梁500包括挤压孔510和设于挤压孔510内的挤压筒520，挤压梁400包括与挤压孔510正对的上压头410，下横梁200上设有与挤压孔510正对的下压头210，上横梁100上设有控制挤压梁400升降的主油缸110，下横梁200上设有两个浮动油缸220，在挤压梁400通过上压头410挤压位于挤压筒520内的材料过程中，主油缸110内的油液进入到两个浮动油缸220内以控制浮动梁500向下移动。

在进行挤压作业时，挤压梁400先向下移动，当上压头410接触到挤压筒520内的材料后，浮动梁500与挤压梁400一同向下移动，浮动梁500在向下移动过程中逐渐靠近并接触下压头210，此时下压头210和上压头410便可以从材料的上方和下方同时进行挤压；与现有技术不同的是，本实用新型中采用一套泵组实现对浮动梁500与挤压梁400的运动控制，主油缸110驱动挤压梁400向下移动时，其油缸内的油液可以进入到浮动油缸220内，带动浮动梁500向下移动，整个运动过程只需要一套泵组即可实现，可以节约大量的成本。

挤压梁400和浮动梁500的运动分为三个阶段：

阶段一，挤压梁400向下移动，浮动梁500不动；

阶段二，挤压梁400和浮动梁500同时向下移动；

阶段三，挤压梁400和浮动梁500开始挤压材料。

主油缸110与浮动油缸220之间连接有电磁阀，且主油缸110与每个浮动油缸220之间连接有两个，电磁阀为两位三通电磁阀，当处于阶段一时，电磁阀均为失电状态，主油缸110排出的油液不会进入到浮动油缸220内，当处于阶段二或阶段三时，电磁阀通电连通主油缸110和浮动油缸220，此时主油缸110排出的油液可以进入到浮动油缸220内，控制浮动梁500向下移动。

具体的，主油缸110包括主腔111，每个浮动油缸220都包括上腔221和下腔222，上腔221和下腔222的容积会随着浮动梁500的移动而发生变化，浮动梁500具有伸入到浮动油缸220内的浮动杆，浮动杆将浮动油缸220的腔体分为上腔221和下腔222两部分，主油缸110与上腔221连通，排出的油液能进入到上腔221内，从而控制浮动梁500向下移动，下横梁200上还设有比例压力阀，比例压力阀与下腔222连接，用于调节下腔222内的压力，从而可以调节浮动梁500的移动速度。

此外，控制结构还包括位移传感器，位移传感器可以检测挤压梁400的位置变化，可以根据位移传感器的信号控制电磁阀的通断，当位移传感器感应到挤压梁400的位置经过预设位置后，电磁阀得电，挤压梁400和浮动梁500的运动阶段从阶段一进入到阶段二，位移传感器还可以检测浮动梁500的位置。

位移传感器分为传感器w1和传感器w2，传感器w1用于检测挤压梁400，传感器w2用于检测浮动梁500，通过位置检测、控制系统的实时运算及比例压力阀的实时压力调整，控制挤压梁400与浮动梁500间恒定的速度比。

下横梁200处还设有一电磁阀，电磁阀与两个浮动油缸220的下腔222连接，比例压力阀与此电磁阀连接。

下面具体说明了在作业过程中各个部分的属性数值变化以及控制：

主腔分为两部分，每一部分分别与一个浮动油缸相连每部分的主腔其容积为s1、压力为p1，挤压梁的移动速度为v1，每个浮动油缸内上腔的容积为s2、压力为p2，浮动梁的移动速度为v2，下腔的容积为s3、压力为p3，连接在主油缸和浮动油缸之间的电磁阀分别为Y1、Y2，与比例压力阀BDT连接的电磁阀为Y3。

当处于阶段一时，上压头未接触工件，为无负载下行阶段，此时电磁阀Y1、Y2、Y3均处于失电状态，挤压梁以速度v1向下移动，主腔通过电磁阀Y1无压力排油，p1＝0，p3以较小的压力支撑浮动梁自重。

当传感器w1感应到挤压梁位置到达预设位置后，进入到阶段二，此时电磁阀Y1、Y2、Y3全部得电，主腔与上腔连通，主腔内的油液全部排入到上腔内，由此可知p1＝p2，阶段二中，浮动梁的受力主要来源于两处，即浮动油缸的上腔对其产生的向下拉力F2(p2*s2)与下腔由比例压力阀BDT溢流产生的向上作用力F3(p3*s3)，为保持浮动梁以恒定速度下行，浮动梁受力平衡关系为F2＝F3，挤压梁与浮动梁的速度比值v1/v2＝s2/s1，为一恒定值，此时p3可以为任意值，即p3/p2＝s2/s3＝p3/p1，p1与p2压力随p3按比例变化。

当进入到阶段三后，开始挤压材料，此时会产生外力，外力为材料受压后与挤压筒间产生的向下摩擦力f，此时浮动梁的受力主要来源于三处，即浮动油缸的上腔对其产生的向下拉力F2、下腔由比例压力阀BDT溢流产生的向上作用力F3以及材料受压后与挤压筒间产生的向下摩擦力f，为保持浮动梁以恒定速度下行，浮动梁受力平衡关系为F2+f＝F3，此时p1＝p2，p3随摩擦力f的增减而增减，p3的增减由比例压力阀BDT的开度进行，增减幅度来源于传感器w1和传感器w2的单位时间内的位移数据，增减的依据为设定的速度比v1/v2。如，F2+f＞F3，受力平衡被打破，浮动梁将面临加速，直至与挤压梁相等速度(v1/v2＝1)，此时p3应迅速升高，保证浮动梁受力平衡始终处于F2+f＝F3。

主要控制模式可以分为两种：

1)定值控制模式

此控制模式较为简单，即比例压力阀BDT压力使用处于定值状态，即F3始终保持不变，在阶段二中，由F2＝F3可知，p2为一固定值，p3/p2为定值，在阶段三中，由于向下摩擦力f的出现，F2开始减小，p2开始减小，当f＝F3时，p2＝0，但在f＜F3时，F2为纯粹的能量损失，能量利用效率较低。

2)随动控制模式

即比例压力阀BDT压力始终随传感器w1和传感器w2的数据实时高频调整，即F3始终处于变化中，在阶段二中，p3可保持为最小值，此时p2亦为正常工作下的最小值，在阶段三中，p3的增加随摩擦力f的增减发生变化，此种控制模式下，能量损失极小。

举例说明：

如设计s1：s2：s3＝300:600:1200，设定速度比v1：v2＝s2：s1＝2:1。

在定值控制模式：设定p3＝10MPa，为定值，F3＝12000，在阶段二中，由F2＝F3可知，p1＝p2＝20MPa，速度比值为v1/v2＝2，在阶段三中，由F2+f＝F3可知，按摩擦力f节点分析，f1＝2000时，p1＝p2＝16.7MPa；f2＝6000时，p1＝p2＝10MPa；f3＝10000时，p1＝p2＝3.3MPa，可见随f增大，能量损失越小。

在随动控制模式：p3压力为变化值，因此在阶段二中，理论上可理解为，p1＝p2＝p3＝0，在阶段三中，由F2+f＝F3且F2＝0可知，F3的变化完全由f决定，按摩擦力f节点分析，f1＝2000时，p3＝1.67MPa；f2＝6000时，p3＝5MPa；f3＝10000时，p3＝8.33MPa，可见随f增大，p3增大，p1与p2保持不变，能量损失最低。

相比现有技术，本实用新型提出的方案，控制结构更加简单，成本更低，且控制原理及控制路线简洁，仅为位置反馈及压力调整，响应快，误差小，坯料在压制成形时，由浮动压压制带来上下两端的材料密度一致性较高，且由于浮动速度比的高度一致性，制品的成形一致性较高，产品质量稳定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (7)

1.浮动压制速度控制结构，包括上横梁、下横梁、设于所述上横梁和所述下横梁之间的立柱，所述立柱上滑动安装挤压梁和浮动梁，所述浮动梁包括挤压孔和设于所述挤压孔内的挤压筒，所述挤压梁包括与所述挤压孔正对的上压头，所述下横梁上设有与所述挤压孔正对的下压头，其特征在于，所述上横梁上设有控制所述挤压梁升降的主油缸，所述下横梁上设有两个浮动油缸，在所述挤压梁通过所述上压头挤压位于所述挤压筒内的材料过程中，所述主油缸内的油液进入到所述两个浮动油缸内以控制所述浮动梁向下移动，所述下横梁上还设有与所述两个浮动油缸连接的比例压力阀，用于改变浮动油缸内的压力来调节所述浮动梁的移动速度。

2.根据权利要求1所述的浮动压制速度控制结构，其特征在于，还包括电磁阀，用于连接所述主油缸和浮动油缸，用于在所述挤压梁移动过程中，控制所述主油缸内的油液流向。

3.根据权利要求2所述的浮动压制速度控制结构，其特征在于，还包括用于检测所述挤压梁位置的位移传感器，根据所述位移传感器的信号以控制所述电磁阀的通断。

4.根据权利要求3所述的浮动压制速度控制结构，其特征在于，所述位移传感器还能检测所述浮动梁的位置，根据所述位移传感器测得的挤压梁和浮动梁在单位时间内的位移信号来控制所述比例压力阀改变所述浮动油缸内的压力。

5.根据权利要求2所述的浮动压制速度控制结构，其特征在于，所述电磁阀为两位三通电磁阀，所述主油缸与每个所述浮动油缸之间设有两个所述电磁阀。

6.根据权利要求1所述的浮动压制速度控制结构，其特征在于，所述主油缸包括主腔，每个浮动油缸包括上腔，所述主腔内的油液能随着所述挤压梁的下移而进入到所述上腔内控制所述浮动油缸下移。

7.根据权利要求6所述的浮动压制速度控制结构，其特征在于，所述浮动油缸还包括下腔，所述浮动梁包括伸入所述浮动油缸内的浮动杆，所述浮动杆将所述浮动油缸内的腔体分为所述上腔和所述下腔，所述比例压力阀与所述下腔连接以调节所述下腔的压力，来调节进入到所述上腔内的油液流量。

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