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CN104162967B - 液压注塑机的快速液压控制装置 - Google Patents

液压注塑机的快速液压控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液压注塑机的快速液压控制装置。伺服驱动器控制信号与驱动器相连，驱动器与伺服电机相连，伺服电机驱动油泵运转，油泵进口接过滤器，过滤器下设油箱，油泵压力传感器装在油泵出口；单向插装阀阀口A接油泵出口，单向插装阀阀口B接压力阀插装件阀口A，压力阀插装件阀口B接油箱；方向插装阀阀口P接压力阀插装件阀口A，方向插装阀阀口T接油箱，方向插装阀的阀口A、B与油缸两腔阀口相连；油缸压力传感器接方向插装阀阀口P。本发明保证了电机、油泵的长寿命、稳定工作，保证了液压系统正常的工作；并满足大流量工况而且响应速度快、控制精度高，保证了注塑快速完成不同工作阶段的转换，提高了生产效率和产品精度。

Description

液压注塑机的快速液压控制装置
技术领域
本发明涉及一种液压控制装置，尤其涉及注塑机技术领域的一种液压注塑机的快速液压控制装置。
背景技术
注塑机的工艺过程一般分为合模、锁模、注射、保压、塑化以及开模等几个阶段，各个阶段所需要的压力和流量各不相同。当注塑机由一个阶段向另一个阶段过渡切换时，方向阀等各种控制装置的控制响应速度将极大的影响注塑的效率和精度。如在高压大流量的注射阶段向高压低流量的保压阶段切换时，油道压力高而且需要液压系统在大流量情况下的换向。普通液压方向阀在高压力大流量的情况下阀芯运动慢而且控制精度低，不仅降低了注塑效率而且极大地影响最终成品的精度。
再者，当注塑机由高压阶段向较低压阶段过渡时，油缸内被压缩的液压油会产生回弹，这会导致油泵损坏、寿命降低甚至影响液压系统的稳定。目前采用的接入普通溢流阀的方式虽然解决了泄压问题。但由于普通溢流阀液压阻力较大、适应流量较小不仅引起油温升高、液压油粘度下降等问题严重，而且泄压慢，降低了注塑效率和注塑精度。
发明内容
为克服上述存在的不足，本发明提供了一种液压注塑机的快速液压控制装置，以插装阀的方式的保证注塑机的方向阀、泄压阀的快速响应和高控制精度，使注塑机生产效率和产品质量都得到改善。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括驱动器、伺服电机、油泵、过滤器、油泵压力传感器、单向插装阀、压力阀插装件、二位二通阀、先导调压阀、油缸压力传感器、方向插装阀、油缸；伺服驱动器控制信号通过CAN通讯方式与驱动器相连，驱动器通过编码线与伺服电机相连，伺服电机驱动油泵运转，油泵压力传感器安装在油泵出口，油泵入口与过滤器连接，过滤器下方设有油箱；单向插装阀阀口A连接到油泵出口，单向插装阀的X腔与单向插装阀阀口B相通，压力阀插装件的阀口A与单向插装阀的阀口B连接，压力阀插装件阀口B连接有油箱；二位二通阀和先导调压阀并联后两端的阀口分别与压力阀插装件的X腔和油箱连接，油缸压力传感器连接到压力阀插装件的阀口A上，方向插装阀的阀口P与压力阀插装件的阀口A连接，方向插装阀的阀口A和B分别与油缸的推进阀口和返回腔阀口相连，油缸的活塞杆与注塑机螺杆同轴连接。
所述的方向插装阀包括第一方向阀插装件、第二方向阀插装件、第三方向阀插装件和第四方向阀插装件和先导三位四通阀；第二方向阀插装件和第三方向阀插装件的阀口A相连构成方向插装阀的阀口P，并与先导三位四通阀的阀口P相连，先导三位四通阀的阀口T接入油箱；第二方向阀插装件的阀口B与第一方向阀插装件的阀口A相连构成方向插装阀的阀口A，第三方向阀插装件的阀口B与第四方向阀插装件的阀口A相连构成方向插装阀的阀口B，第一方向阀插装件和第三方向阀插装件的X腔相通后与先导三位四通阀的阀口A相连，第二方向阀插装件和第四方向阀插装件的X腔相通后与先导三位四通阀的阀口B相连，第一方向阀插装件和第四方向阀插装件的阀口B均连接到油箱。
所述的油泵压力传感器和油缸压力传感器分别输出油泵压力信号和油缸压力信号。
所述的二位二通阀与先导三位四通阀分别接收控制信号控制阀的开闭。
所述的先导调压阀通过调节内部的弹簧调节油路中的压力。
当油路泄压时，二位二通阀阀芯关闭，压力阀插装件开启，单向插装阀关闭以使得液压油不返回油泵，液压油进入油箱，完成泄压；当油路压力过高时，先导调压阀溢流，压力阀插装件开启，单向插装阀关闭以使得液压油不返回油泵，液压油进入油箱，待油路压力下降到安全值后，将先导调压阀关闭，压力阀插装件关闭。
当先导三位四通阀的阀口A、阀口P、与阀口B均相通时，油缸的活塞杆位置保持不变，从而固定注塑机螺杆，使得注塑机进行保压操作；当先导三位四通阀的阀口A与阀口P相通，且阀口P与阀口T相通时，油缸的活塞杆向外移动，从而推动注塑机螺杆，使得注塑机进行注塑动作；当先导三位四通阀的阀口A与阀口T相通，且阀口P与阀口B相通时，油缸的活塞杆向内移动，从而带动注塑机螺杆回退。
本发明的有益效果为：
本发明使得注塑机在不同工作阶段转换时，无需电机、油泵反转即可平稳的泄压，保证了电机、油泵的长寿命、稳定工作；插装阀液阻压力小，油温不升高，泄压插装阀有溢流功能，可进行压力过载保护，保证了液压系统正常的工作。
本发明的泄压插装阀和方向插装阀的连接结构不仅满足大流量工况而且响应速度快、控制精度高，保证了注塑快速完成不同工作阶段的转换，提高了注塑机的生产效率和产品精度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、驱动器；2、伺服电机；3、油泵；4、过滤器；5、油泵压力传感器；6、单向插装阀；7、压力阀插装件；8、二位二通阀；9、先导调压阀；10、油缸压力传感器；11、第一方向阀插装件；12、第二方向阀插装件；13、第三方向阀插装件；14、第四方向阀插装件；15、先导三位四通阀；16、油缸。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明包括包括驱动器1、伺服电机2、油泵3、过滤器4、油泵压力传感器5、单向插装阀6、压力阀插装件7、二位二通阀8、先导调压阀9、油缸压力传感器10、方向插装阀、油缸16；伺服驱动器控制信号通过CAN通讯方式与驱动器1相连，驱动器1通过编码线与伺服电机2相连，伺服电机2驱动油泵3运转，油泵压力传感器5安装在油泵3出口，油泵3入口与过滤器4连接，过滤器4下方设有油箱；单向插装阀6阀口A连接到油泵3出口，单向插装阀6的X腔与单向插装阀6阀口B相通，压力阀插装件7的阀口A与单向插装阀6的阀口B连接，压力阀插装件7阀口B连接有油箱；二位二通阀8和先导调压阀9并联后两端的阀口分别与压力阀插装件7的X腔和油箱连接，油缸压力传感器10连接到压力阀插装件7的阀口A上，方向插装阀的阀口P与压力阀插装件7的阀口A连接，方向插装阀的阀口A和B分别与油缸16的推进阀口和返回腔阀口相连，油缸16的活塞杆与注塑机螺杆同轴连接。
如图1所示，上述的方向插装阀具体包括第一方向阀插装件11、第二方向阀插装件12、第三方向阀插装件13和第四方向阀插装件14和先导三位四通阀15；第二方向阀插装件12和第三方向阀插装件13的阀口A相连构成方向插装阀的阀口P，并与先导三位四通阀15的阀口P相连，先导三位四通阀15的阀口T接入油箱；第二方向阀插装件12的阀口B与第一方向阀插装件11的阀口A相连构成方向插装阀的阀口A，第三方向阀插装件13的阀口B与第四方向阀插装件14的阀口A相连构成方向插装阀的阀口B，第一方向阀插装件11和第三方向阀插装件13的X腔相通后与先导三位四通阀15的阀口A相连，第二方向阀插装件12和第四方向阀插装件14的X腔相通后与先导三位四通阀15的阀口B相连，第一方向阀插装件11和第四方向阀插装件14的阀口B均连接到油箱。
油泵压力传感器5和油缸压力传感器10分别输出油泵压力信号和油缸压力信号。
二位二通阀8与先导三位四通阀15分别接收控制信号控制阀的开闭。
先导调压阀9通过调节内部的弹簧调节油路中的压力，具体调节由单向插装阀6的阀口B、压力阀插装件7的阀口A和方向插装阀的阀口P之间的油路构成的主油路的压力。
如图1所示，当油路泄压时，二位二通阀8阀芯关闭，压力阀插装件7开启，单向插装阀6关闭以使得液压油不返回油泵，液压油进入连接到先导调压阀9上的油箱，完成泄压；当油路压力过高时，先导调压阀9溢流，压力阀插装件7开启，单向插装阀6 关闭以使得液压油不返回油泵，液压油进入连接到先导调压阀9上的油箱，待油路压力下降到安全值后，将先导调压阀9关闭，压力阀插装件7关闭。
当通过移动先导三位四通阀15的阀芯，使得先导三位四通阀15的阀口A、阀口P、与阀口B均相通时，油缸16的活塞杆位置保持不变，从而固定注塑机螺杆，使得注塑机进行保压操作；
当通过移动先导三位四通阀15的阀芯，使得先导三位四通阀15的阀口A与阀口P相通，且阀口P与阀口T相通时，油缸16的活塞杆向外移动做功，从而推动注塑机螺杆，使得注塑机进行注塑动作；
当通过移动先导三位四通阀15的阀芯，使得先导三位四通阀15的阀口A与阀口T相通，且阀口P与阀口B相通时，油缸16的活塞杆向内移动压缩，从而带动注塑机螺杆回退。
本发明中连接到过滤器4、压力阀插装件7、先导调压阀9、第一方向阀插装件11、第四方向阀插装件14和先导三位四通阀15上的油箱可为同一个油箱，也可为不同的油箱，优选的为同一个油箱。
如图1所示，本发明的具体实施工作过程：
单向插装阀6的X腔与阀口B相通，具有单向控制功能。当液压油由单向插装阀6的阀口A流入时，X腔压力小，单向插装阀6开启液压油通过阀口A，从阀口B流出；当系统进行过载安全保护或者泄压时，液压油由阀口B进入单向插装阀6，因为X腔与阀口B相通，压力较大，单向插装阀6关闭。
由于单向插装阀多采用锥阀式结构，相对于传统单向阀的球式结构而言，内部泄露非常小，无卡死现象。
二位二通阀8一般处于闭合的状态，可调节先导调压阀9溢流压力值进而控制系统的最大安全压力，当系统压力超过安全压力，先导调压阀9溢流接通油箱，压力阀插装件7的X腔压力降低，压力阀插装件7开启，主油路中液压油由压力阀插装件7的阀口A进入阀口B泄压到油箱。主油路压力降低预定数值后，先导调压阀9停止溢流，完成压力过载保护；
当完成一个压力较高的注塑阶段如注射阶段后，根据压力传感器10反馈的数据，给二位二通阀控制开启信号，压力阀插装件7的X腔和油箱接通，压力降低，主油路中的液压油从压力阀插装件7的阀口A进入阀口B泄压到油箱。根据油缸压力传感器10反馈的数据系统压力降低到预定数值后，给二位二通阀控制关闭信号，压力阀插装件7关闭，完成泄压。
压力阀插装件采用锥阀式结构，靠锥面切断和密封油路，阀芯只需移动较小的行程，油路即可实现通断转换，动作灵敏，特别适用于高速开启的场合。
先导三位四通阀15和四个方向阀插装件构成方向插装阀。如图1所示，当先导三位四通阀15的阀芯在中间时，四个方向插装件的X腔和方向插装阀的阀口P即主油路相通，四个方向插装件关闭，油缸16保持两端封闭，保持注塑螺杆位置不动；
当进行注射时，给先导三位四通阀15的1YA通电信号，阀芯向左，如图1所示。此时，第一方向阀插装件11和第三方向阀插装件13的X腔和先导三位四通阀15的阀口A相通，先导三位四通阀的阀口A和先导三位四通阀的阀口P接通，先导三位四通阀15的阀口P和方向插装阀的阀口P即主油路相通。第二方向阀插装件12和第四方向阀插装件14的X腔和先导三位四通阀15的阀口B接通，阀口B和阀口T接通，接入油箱；所以第二方向阀插装件12和第四方向阀插装件14开启，主油路的液压油从阀口P进入，经过第二方向阀插装件12，从第二方向阀插装件12的阀口B出，进入油缸16的推进阀口，即图1中的左腔，油缸16返回腔中的液压油进入第四方向阀插装件14的阀口A，出第四方向阀插装件14的阀口B进入油箱，油缸16完成注塑动作。
当油缸的活塞杆进行退回时，给先导三位四通阀15的2YA通电信号，阀芯向右。先导三位四通阀15的阀口A和T以及阀口B和P分别相通。第一方向阀插装件11和第三方向阀插装件13开启，第二方向阀插装件12和第四方向阀插装件14关闭。主油路液压油从第三方向阀插装件13的阀口A进入，经阀口B进入油缸16的右腔，油缸16左腔液压油由第一方向阀插装件11的阀口A进入，经阀口B与油箱相连。油缸16完成退回。
由于方向插装阀的方向控制功能和管路流通功能分别由先导三位四通阀和方向阀插装件承担，与传统的三位四通阀相比，方向阀插装件通径大，因而流动阻尼小，流通能力大，特别适用于大流量的场合。
根据油泵压力传感器5反馈的压力数据，伺服器控制信号控制驱动器1，驱动器1控制伺服电机2，伺服电机2驱动油泵3以合适的速度运转，保证注塑过程流量稳定，压力平衡。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种液压注塑机的快速液压控制装置，其特征在于：包括驱动器(1)、伺服电机(2)、油泵(3)、过滤器(4)、油泵压力传感器(5)、单向插装阀(6)、压力阀插装件(7)、二位二通阀(8)、先导调压阀(9)、油缸压力传感器(10)、方向插装阀、油缸(16)；伺服驱动器控制信号通过CAN通讯方式与驱动器(1)相连，驱动器(1)通过编码线与伺服电机(2)相连，伺服电机(2)驱动油泵(3)运转，油泵压力传感器(5)安装在油泵(3)出口，油泵(3)入口与过滤器(4)连接，过滤器(4)下方设有油箱；单向插装阀(6)阀口A连接到油泵(3)出口，单向插装阀(6)的X腔与单向插装阀(6)阀口B相通，压力阀插装件(7)的阀口A与单向插装阀(6)的阀口B连接，压力阀插装件(7)阀口B连接有油箱；二位二通阀(8)和先导调压阀(9)并联后两端的阀口分别与压力阀插装件(7)的X腔和油箱连接，油缸压力传感器(10)连接到压力阀插装件(7)的阀口A上，方向插装阀的阀口P与压力阀插装件(7)的阀口A连接，方向插装阀的阀口A和B分别与油缸(16)的推进阀口和返回腔阀口相连，油缸(16)的活塞杆与注塑机螺杆同轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种液压注塑机的快速液压控制装置，其特征在于：所述的方向插装阀包括第一方向阀插装件(11)、第二方向阀插装件(12)、第三方向阀插装件(13)和第四方向阀插装件(14)和先导三位四通阀(15)；第二方向阀插装件(12)和第三方向阀插装件(13)的阀口A相连构成方向插装阀的阀口P，并与先导三位四通阀(15)的阀口P相连，先导三位四通阀(15)的阀口T接入油箱；第二方向阀插装件(12)的阀口B与第一方向阀插装件(11)的阀口A相连构成方向插装阀的阀口A，第三方向阀插装件(13)的阀口B与第四方向阀插装件(14)的阀口A相连构成方向插装阀的阀口B，第一方向阀插装件(11)和第三方向阀插装件(13)的X腔相通后与先导三位四通阀(15)的阀口A相连，第二方向阀插装件(12)和第四方向阀插装件(14)的X腔相通后与先导三位四通阀(15)的阀口B相连，第一方向阀插装件(11)和第四方向阀插装件(14)的阀口B均连接到油箱。
3.根据权利要求1所述的一种液压注塑机的快速液压控制装置，其特征在于：所述的油泵压力传感器(5)和油缸压力传感器(10)分别输出油泵压力信号和油缸压力信号。
4.根据权利要求2所述的一种液压注塑机的快速液压控制装置，其特征在于：所述的二位二通阀(8)与先导三位四通阀(15)分别接收控制信号控制阀的开闭。
5.根据权利要求1所述的一种液压注塑机的快速液压控制装置，其特征在于：所述的先导调压阀(9)通过调节内部的弹簧调节油路中的压力。
6.根据权利要求1所述的一种液压注塑机的快速液压控制装置，其特征在于：当油路泄压时，二位二通阀(8)阀芯关闭，压力阀插装件(7)开启，单向插装阀(6)关闭以使得液压油不返回油泵，液压油进入油箱，完成泄压；当油路压力过高时，先导调压阀(9)溢流，压力阀插装件(7)开启，单向插装阀(6)关闭以使得液压油不返回油泵，液压油进入油箱，待油路压力下降到安全值后，将先导调压阀(9)关闭，压力阀插装件(7)关闭。
7.根据权利要求2所述的一种液压注塑机的快速液压控制装置，其特征在于：当先导三位四通阀(15)的阀口A、阀口P、与阀口B均相通时，油缸(16)的活塞杆位置保持不变，从而固定注塑机螺杆，使得注塑机进行保压操作；当先导三位四通阀(15)的阀口A与阀口P相通，且阀口P与阀口T相通时，油缸(16)的活塞杆向外移动，从而推动注塑机螺杆，使得注塑机进行注塑动作；当先导三位四通阀(15)的阀口A与阀口T相通，且阀口P与阀口B相通时，油缸(16)的活塞杆向内移动，从而带动注塑机螺杆回退。
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