CN87100060A - 低噪音剁锉机液压系统 - Google Patents
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Abstract
目前普遍使用的剁锉机都是采用凸轮、杠杆传动,缺点是凸轮、杠杆处的撞击噪音很大。本发明提供了一种利用电信号通过电液伺服阀、快速换向阀控制装有剁刀的液压缸的剁锉机液压系统。在没有任何防噪音措施下,非工作状态噪音降到80分贝以下。并具有剁齿频率0~30Hz连续可调,频率稳定度高,剁齿力稳定并可调节,特别适用剁制带梢锉刀。而且本身具有抬刀功能,不必另设抬刀装置。体积小,结构简单。
Description
本发明属于一般液压技术,一种低噪音剁锉机液压系统。
锉刀上的齿纹都是由剁锉机剁出来的,目前普遍使用的剁锉机为使剁刀能产生往复运动是采用凸轮、杠杆机构(如附图1所示),其工作原理是当凸轮旋转时,压动杠杆挑起导向块,使剁刀随着凸轮曲线逐渐升高,并压缩弹簧,当凸轮曲线升到最高后,凸轮曲线突然下降,使弹簧的弹性能很快释放,剁刀快速剁下,在锉刀坯上剁出齿纹,由于凸轮曲线突然下降,弹簧的弹性能突然释放,使杠杆和凸轮之间发出撞击噪音,以一般中型剁锉机为例,不剁齿纹时空机运转产生的噪音高达100分贝以上,严重地损害了工人的身体健康,由于噪音强度超过国家规定的劳保标准,锉刀制造厂每年都被环保局罚款几万元至十几万元,而且凸轮和杠杆极易磨损,经常停机更换或维修,造成经济上损失。
为了克服以上存在的问题,采用液压传动代替凸轮,杠杆机构,使空机运转噪音下降到80分贝以下,特提出本发明。
本发明的低噪音剁锉机液压系统的构成是由电信号部份〔11〕。液压剁锉机头部份〔7〕、油源部份〔19〕、锉刀坯进给部份〔29〕所组成,如附图4所示,电液伺服阀〔14〕的A口和B口分别与快速换向阀〔13〕的控制腔〔12〕和〔16〕连通,电液伺服阀〔14〕的P口接油源〔19〕的供油管f,电液伺服阀〔14〕的O口接油箱〔24〕,快速换向阀〔13〕的A口经液压缸〔6〕的e口与H腔连通,快速换向阀〔13〕的P口与油源〔19〕的供油管f连通。快速换向阀的O口与油箱〔24〕连通,液压缸〔6〕的G腔经C口接油源〔19〕的供油管f,液压缸〔6〕的C口和d口之间并联单向阀〔32〕和节流阀〔31〕,远程调压阀〔26〕的进油口接油源〔19〕的溢流阀〔21〕的远程调压口,远程调压阀〔26〕的回油口接油箱〔24〕。电信号部份〔11〕是由向液压剁锉机头部份〔7〕的电流伺服阀〔14〕提供控制电流的伺服放大器〔10〕、开关〔9〕、信号发生器〔8〕组成;液压剁锉机头部份〔7〕是由依次装有剁刀〔36〕、剁刀夹〔35〕、导向块〔34〕、活塞〔5〕、弹簧〔4〕、弹簧垫〔3〕、丝杠〔2〕。手柄〔1〕的液压缸〔6〕、快速换向阀〔13〕、电液伺服阀〔14〕、蓄能器〔17〕及并联在液压缸〔6〕的油口C和油口d之间的单向阀〔32〕和节流阀〔31〕组成;油源部份〔19〕是由向液压剁锉机头部份〔7〕提供一定流量和压力油的油箱〔24〕、粗滤油器〔23〕、油泵〔22〕、精滤油器〔20〕、溢流阀〔21〕及压力表〔18〕组成;锉刀坯进给部份〔29〕是由能使锉刀坯〔25〕产生进给运动,并能根据锉刀坯〔25〕梢头宽度变化,调整油源〔19〕供油压力的工作台〔28〕、装在工作台〔28〕上的靠模块〔27〕以及随靠模块〔27〕曲线变化调整溢流压力的远程调压阀〔26〕组成。
剁锉机的性能要求除噪音低和所剁的每个齿纹符合标准外,还要求锉刀坯上的每个齿间距离相等,因此要求剁刀每次接触锉刀坯的瞬时速度要足够快,这样才能有足够大的剁力。为满足带梢锉刀的剁齿,剁刀接触锉刀坯的瞬时速度应随锉刀宽度的变化而变化。而且剁刀的往复频率也要稳定。为方便在工作台上的装卸锉刀坯,还要求剁锉机有快速提起剁刀的能力,称之抬刀状态。本发明对上述的性能要求均能得到保证。
本发明的效果是,由于剁锉机液压系统是利用电信号通过电液伺服阀,快速换向阀控制装有剁刀的液压缸的液压系统,因此在没有任何防噪音措施下,空机运转产生的噪音降低到80分贝以下,并具有剁齿频率0~30Hz连续可调,频率稳定度高,剁齿力稳定并可调节,特别适用剁制带梢锉刀,而且本身具有抬刀功能,不必另设抬刀装置,体积小,结构简单。
附图1,是凸轮、杠杆式剁锉机原理图。
附图2,是信号发生器发出的控制波形图。
附图3,是带梢锉刀坯示意图。
附图4,是低噪音剁锉机液压系统原理图。
结合附图对本发明的液压系统及工作原理作进一步的描述。参照附图4,由信号发生器〔8〕发出如附图2所示的周期是t0的矩形波作为控制信号,通过开关〔9〕给伺服放大器〔10〕,伺服放大器〔10〕把控制信号进行放大转变为控制电流输给电液伺服阀〔14〕。电液伺服阀的A口和B口分别与快速换向阀〔13〕的阀芯〔15〕二端的控制腔〔12〕和〔16〕相连。这样,快速换向阀的阀芯〔15〕通过电液伺服阀〔14〕跟随信号发生器〔8〕发出的控制信号作往复运动。快速换向阀〔13〕是一只零开口液控二位三通换向阀。当阀芯〔15〕通过零位,位于箭头〔30〕所指Y方向时,液压缸〔6〕的H腔通过阀口a与油箱接通,阀口b关闭,因液压缸〔6〕的G腔与油源〔19〕的供油管f相连,所以G腔总是充满压力油,活塞〔5〕在压力油的作用下向箭头〔33〕W方向运动,提起剁刀〔36〕,并压缩弹簧〔4〕。当快速换向阀的阀芯〔15〕通过零位,位于箭头〔30〕所指x方向时,阀口a关闭,液压缸〔6〕的H腔通过阀口b与油源〔19〕的供油管f接通,压力油充满液压缸的H腔和G腔,由于H腔活塞面积略大于G腔,压力油产生的合力与提刀时被压缩的弹簧〔4〕的弹性力一起使活塞向箭头〔33〕所指Z方向快速运动,带动剁刀〔36〕完成剁齿动作。这样,快速换向阀〔15〕每往复一次,就完成提刀、剁齿动作一次。而快速换向阀〔15〕受电液伺服阀〔14〕控制,所以剁刀〔36〕的往复频率和快速换向阀〔13〕、电液伺服阀〔14〕的切换频率一样就是信号发生器发出的控制信号的频率。
转动手柄〔1〕通过丝杠〔2〕和弹簧垫〔3〕可以改变弹簧〔4〕的预压缩量,从而改变了作用在活塞〔5〕上的弹性力的大小,达到调整剁刀〔36〕接触锉刀坯〔25〕的瞬时速度的目的。本发明除了这个方法外还可以用改变溢流阀〔21〕和远程调压阀〔26〕的溢流压力来达到,这是因为如果弹簧〔4〕的预压量不变,压力油压力变化,影响了提刀高度,弹簧〔4〕的压缩量随之发生变化。这对剁如图4所示的带梢锉刀坯,需要带梢部份剁力变小以保证整把锉刀上每个齿纹的齿深、齿形一定尤为方便。只要在剁到带梢部份的齿纹时,逐渐改变压力油的压力就可以了。实施可以用靠模的方法。靠模块〔27〕固定在装有锉刀坯〔25〕的工作台〔28〕上与锉刀坯〔25〕一起向前进给,靠模块〔27〕压着固定在床身上的远程调压阀〔26〕的调压弹簧,剁齿时,由于锉刀坯〔25〕和靠模块〔27〕一起移动,靠模块〔27〕上曲线变化使远程调压阀的溢流压力改变,从而使压力油压力改变,剁刀〔36〕接触锉刀坯〔25〕的瞬时速度和剁力也随之发生变化。
蓄能器〔17〕采用皮囊式蓄能器,其作用是消除压力波动,另一个作用是增加瞬时流量,当活塞〔5〕向箭头〔33〕所指Z方向快速运动时,在剁刀〔36〕接触锉刀坯〔25〕的瞬时,液压缸〔6〕所需流量远远大于油源〔19〕供油流量,这时就需蓄能器〔17〕来补充流量。
导向块〔34〕与活塞〔5〕相联接,作用是防止剁刀〔36〕旋转。实施可用导向键。另一个作用是增加活塞〔5〕的质量。使剁刀〔36〕接触锉刀坯〔25〕的瞬间具有一个合适的动量。剁刀夹〔35〕装在导向块〔34〕上,剁刀〔36〕装在剁刀夹〔35〕中。
单向阀〔32〕与节流阀〔31〕的作用是当剁刀〔36〕下面没有锉刀坯〔25〕,但是,液压剁锉机头〔7〕有剁齿动作,发生空剁时,为防止活塞〔5〕撞击缸盖,造成缸盖损坏而设置的缓冲装置。当活塞〔5〕向箭头〔33〕所指Z方向快速运动产生剁齿动作时,如运动至油口C还没有与锉刀坯〔25〕接触,说明要发生空剁,当活塞〔5〕把油口C完全遮盖后,液压缸〔6〕的G腔的压力油只能通过油口d和节流阀〔31〕节流流出。使液缸〔6〕的G腔中形成油垫,产生缓冲作用。当提刀时,压力油通过单向阀〔32〕流进液压缸〔6〕的G腔,使活塞〔5〕能迅速运动。因此锉刀坯〔25〕的按装必须使活塞〔5〕的往复运动不能遮盖油口C。加缓冲装置除防止撞击缸盖的作用外,还有降低空剁时噪音的作用。
开关〔9〕是单刀二掷式,活塞触头接伺服放大器〔10〕的输入端,一个固定触头接正电压,另一个固定触头接信号发生器〔8〕的输出端。它的作用是控制液压剁锉机头〔7〕处在剁齿工作状态,还是在装卸锉刀坯〔25〕时的抬刀状态。当伺服放大器〔10〕通过开关〔9〕与信号发生器〔8〕接通,则处于剁齿工作状态。当与正电压接通,则处于抬刀状态。与凸轮、杠杆式剁锉机相比,省去一套抬刀装置。
图2是信号发生器〔8〕发出的控制信号的波形。由于活塞〔5〕作提刀和剁齿运动时的时间比约为4∶1,所以信号发生器〔8〕发出的控制信号中提刀时间t1和剁齿时间t2的比例不等的矩形波有一最佳值,可以通过调整得到。
快速换向阀〔13〕是一台二位三通零开口液控换向阀,为保证切换的快速性,阀芯〔15〕的质量要尽量小,所以阀芯〔15〕的中部是空心的。阀口是零开口。控制腔〔12〕、〔16〕中,阀芯〔15〕二端的的受油压的有效面积相等,并尽可能小,但有效面积与供油压力的乘积应大于液动力作用在阀芯〔15〕上的力,否则阀芯〔15〕运动不稳定。
液压缸〔6〕的活塞〔5〕两端的有效面积不等。H腔的有效面积略大于G腔。根据油源〔19〕提供压力油的压力,提刀高度,弹簧〔4〕的刚度和预压量来确定。
为减小体积,液压缸〔6〕,快速换向阀〔13〕,单向阀〔32〕,节流阀〔31〕可装在一个集成体中。
电液伺服阀〔14〕采用三位四通O型的。
Claims (3)
1、一种低噪音剁锉机液压系统,本发明的特征是由电信号部份[11]、液压剁锉机头部份[7]、油源部份[19]、锉刀坯进给部份[29]所组成,电液伺服阀[14]的A口和B口分别与快速换向阀[13]的控制腔[12]和[16]连通,电液伺服阀[14]的P口接油源[19]的供油管f,电液伺服阀[14]的O口油箱[24],快速换向阀[13]的A口经液压缸[6]的e口与H腔连通。快速换阀[13]的P口与油源[19]的供油管f连通,快速换向阀[13]的O口与油箱[24]连通,液压缸[6]的G腔经C口接电源[19]的供油管f,液压缸[6]的C口和d口之间并联单向阀[32]和节流阀[31],远程调压阀[26]的进油口连接油源[19]的溢流阀[21]的远程调压口,远程调压阀[26]的回油口接油箱[24],电信号部份[11]是由向液压剁锉机头部份[7]的电液伺服阀[14]提供控制电流的伺服放大器[10]、开关[9]、信号发生器[8]组成,液压剁锉机头部份[7]是由依次装有剁刀[36]、剁刀夹[35]、导向块[34]、活塞[5]、弹簧[4]、弹簧垫[3]、丝杠[2]、手柄[1]的液压缸[6]、快速换向阀[13],电液伺服阀[14],蓄能器[17]及并联在液压缸[6]的油口C和油口d之间的单向阀[32]和节流阀[31]组成,油源部份[19]是由向液压剁锉机头部份[7]提供一定流量和压力油的油箱[24],粗滤油器[23],油泵[22],精滤油器[20],溢流阀[21]及压力表[18]组成,锉刀坯进给部份[29]是由能使锉刀坯[25]产生进给运动,并能根据锉刀坯[25]梢头宽度变化,调整油源[19]供油压力的工作台[28],装在工作台[28]上的靠模块[27]以及随靠模块[27]曲线变化调整溢流压力的远程调压阀[26]组成。
2、根据权利要求1所述的低噪音剁锉机液压系统,本发明的特征是:快速换向阀〔13〕是零开口液控二位三通阀,控制腔〔12〕、〔16〕中,阀芯〔15〕二端的受油压的有效面积相等。
3、根据权利要求1所述的低噪音剁锉机液压系统,本发明的特征是:开关〔9〕是单刀二掷式,活动触头接伺服放大器〔10〕的输入端,一个固定触头接正电压,另一个固定触头接信号发生器〔8〕的输出端。
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