CN107120324A - 齿轮泵控折弯机液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明齿轮泵控折弯机液压控制系统，属于折弯机领域；所要解决的技术问题是提供了一种折弯机液压泵控制系统，由伺服电机与单向内啮合齿轮泵控制折弯机滑块动作，本系统在避免过冲现象的同时噪声低，经济节能；解决该技术问题采用的技术方案为：齿轮泵控折弯机液压控制系统，包括伺服电机、齿轮泵和三位四通换向阀，三位四通换向阀与齿轮泵连接，三位四通换向阀的工作口分成两路，第一路与两位两通电磁球阀连接，第二路与第一两位四通换向阀连接，两位两通电磁球阀与液压缸的有杆腔连接，第一两位四通换向阀与常闭型充液阀连接，液压缸的无杆腔的油口分成两路，第一路与第二两位四通换向阀连接，第二路与常闭型充液阀连接。

Description

齿轮泵控折弯机液压控制系统

技术领域

本发明为齿轮泵控折弯机液压控制系统，属于折弯机技术领域。

背景技术

在目前折弯机行业中，折弯机的两缸同步控制大多采用的是两个比例换向阀加比例压力阀控制的液压控制系统；但随着控制系统与液压技术的发展，以及制造业现阶段节能、高效以及降噪的大趋势之下，逐渐出现了用伺服电机与双向泵代替比例换向阀与比例压力阀的伺服泵控系统，来控制折弯机两缸的同步。

比例阀控制系统是节流同步，由于节流调速的原理，在节流时必然会有能量的损失，而伺服泵控制的系统是容积同步，根据需要调整流量的大小，基本没有流量的损失；但无论是比例阀控制还是伺服电机加双向泵控制，在设计理念上基本一致，都是双向调整定位，即在快速到达目标值时如果超过目标值，亦即过冲，便会迅速向相反方向调整，最终使两油缸达到最终定位。

但在折弯机使用当中是不允许过冲现象的出现，尤其在最终定位阶段，因此在实际使用中无论是比例阀控制的阀控系统，还是伺服电机与双向泵控制的伺服泵控系统，都不能出现过冲现象。

伺服电机与双向泵控制的伺服泵控系统，双向泵大多为柱塞泵，在高转速时噪音高，再加之对双向泵压力及高容积效率的要求，因此生产此液压系统成本较高，维修成本高，无法满足广大用户的需求。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种折弯机液压泵控制系统，具体来讲是一种由伺服电机与单向内啮合齿轮泵控制折弯机滑块动作，本系统在避免过冲现象的同时噪声低，经济节能，为高集成度泵控液压系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：齿轮泵控折弯机液压控制系统，包括伺服电机、齿轮泵和三位四通换向阀，所述伺服电机的动力输出端与齿轮泵连接，所述三位四通换向阀的进油口与齿轮泵连接，所述三位四通换向阀的回油口与油箱连接，所述三位四通换向阀的工作口分成两路，第一路与两位两通电磁球阀连接，第二路与第一两位四通换向阀的进油口连接，所述两位两通电磁球阀的工作口与液压缸的有杆腔连接，所述第一两位四通换向阀的工作口与常闭型充液阀连接，所述第一两位四通换向阀的回油口与油箱连接，所述液压缸的无杆腔的油口分成两路，第一路与第二两位四通换向阀的工作口连接，第二路与所述常闭型充液阀连接，所述第二两位四通换向阀的进油口与齿轮泵连接。

所述齿轮泵为单项内啮合齿轮泵，所述齿轮泵的正转实现从油箱吸油的动作，所述所述齿轮泵的反转实现从液压缸排油的动作。

所述第一两位四通换向阀的工作口与常闭型充液阀之间的油路上设置有阻尼。

所述齿轮泵的出油口设置有高压精滤器，所述高压精滤器的出油口处设置有进油单向阀，与所述高压精滤器并联有主回油路，所述主回油路上设置有回油单向阀。

所述两位两通电磁球阀所在油路并联有回油路，所述回油路上设置有第一溢流阀。

所述液压缸的有杆腔与油箱连接，所述液压缸的有杆腔与油箱之间的油路上设置有第二溢流阀。

所述齿轮泵的出油口和回油口均与油箱连接，所述齿轮泵的出油口与油箱之间的油路上设置有第三溢流阀。

所述液压缸的无杆腔的油口与第二两位四通换向阀的工作口之间的油路上设置有压力传感器。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本装置采用伺服电机加内啮合齿轮泵，代替目前伺服电机与双向柱塞泵，在定位时油泵始终在一个方向旋转，不会出现定位时在两个方向频繁调整的不合理现象或定位过冲现像，不但可以实现折弯机滑块各个动作，而且解决了双向泵双向调整定位的问题。

2、本装置采用内啮合齿轮泵，可使系统噪音降低至少10%，内啮合齿轮泵不要求双向均建立压力，只需要一侧可以建立压力，另一侧在反向旋转时，可以吸油与排油即可，因此对油泵本身的要求降低，目前国内或国际上的高容积效率的可反转吸油与排油的高压内啮合齿轮泵均可使用，可大幅降低设计与制造成本。

3、本装置经济，可靠，适应市场和广大用户的需求，可产生良好的经济效益和社会效益。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的液压油路结构示意图。

图中：1为伺服电机、2为齿轮泵、3为油箱、4为高压精滤器、5为回油单向阀、6为进油单向阀、7为第三溢流阀、8为第一两位四通换向阀、9为三位四通换向阀、10为第二两位四通换向阀、11为压力传感器、12为第二溢流阀、13为第一溢流阀、14为两位两通电磁球阀、15为常闭型充液阀、16为液压缸、17为阻尼。

具体实施方式

如图1所示，本发明齿轮泵控折弯机液压控制系统，包括伺服电机1、齿轮泵2和三位四通换向阀9，所述伺服电机1的动力输出端与齿轮泵2连接，所述三位四通换向阀9的进油口与齿轮泵2连接，所述三位四通换向阀9的回油口与油箱3连接，所述三位四通换向阀9的工作口分成两路，第一路与两位两通电磁球阀14连接，第二路与第一两位四通换向阀8的进油口连接，所述两位两通电磁球阀14的工作口与液压缸16的有杆腔连接，所述第一两位四通换向阀8的工作口与常闭型充液阀15连接，所述第一两位四通换向阀8的回油口与油箱3连接，所述液压缸16的无杆腔的油口分成两路，第一路与第二两位四通换向阀10的工作口连接，第二路与所述常闭型充液阀15连接，所述第二两位四通换向阀10的进油口与齿轮泵2连接。

所述齿轮泵2为单项内啮合齿轮泵，所述齿轮泵2的正转实现从油箱吸油的动作，所述所述齿轮泵2的反转实现从液压缸16排油的动作。

所述第一两位四通换向阀8的工作口与常闭型充液阀15之间的油路上设置有阻尼17。

所述齿轮泵2的出油口设置有高压精滤器4，所述高压精滤器4的出油口处设置有进油单向阀6，与所述高压精滤器4并联有主回油路，所述主回油路上设置有回油单向阀5。

所述两位两通电磁球阀14所在油路并联有回油路，所述回油路上设置有第一溢流阀13。

所述液压缸16的有杆腔与油箱3连接，所述液压缸16的有杆腔与油箱3之间的油路上设置有第二溢流阀12。

所述齿轮泵2的出油口和回油口均与油箱3连接，所述齿轮泵2的出油口与油箱3之间的油路上设置有第三溢流阀7。

所述液压缸16的无杆腔的油口与第二两位四通换向阀10的工作口之间的油路上设置有压力传感器11。

具体工作过程：

对于折弯机两个油缸的控制，是由两个独立的控制原理相同的伺服液压控制单元共同实现的，现就其中一个油缸的控制原理为例进行说明，另一油缸的控制原理与描述与此完全相同。

快下动作：

YV1、YV4、YV5 得电，此时两位两通电磁球阀14右位，三位四通换向阀9左位，此时液压缸16的有杆腔中的液压油通过两位两通电磁球阀14和三位四通换向阀9从回油单向阀5进入齿轮泵2；滑块在重力作用下带动液压缸16的活塞快速下降，由于滑块快速下降使得液压缸16的无杆腔产生负压，常闭型充液阀15由于负压而被打开，油箱3内的油液通过常闭型充液阀15被吸入液压缸16的无杆腔；

与此同时，数控系统给伺服电机负指令，伺服电机1带动齿轮泵 2反转吸油，液压缸16的有杆腔内的油液经齿轮泵 2吸入并经齿轮泵 2的回油口排入油箱，液压缸16内的活塞杆带动滑块实现快速下行，其中，滑块快下速度可通过调整数控系统参数控制伺服电机1的转速快慢而得到。

工进动作：

YV2、YV3、YV5得电，其余阀失电，由于YV1失电，两位两通电磁球阀14关闭，数控系统给伺服电机1指令，伺服电机1的转速逐渐降低，使得滑块速度由快速下行至逐渐停止，常闭型充液阀15在自身弹簧的作用下复位至关闭，液压缸16的无杆腔封闭；

数控系统给伺服电机正指令，伺服电机带动齿轮泵2变速正转，油液经齿轮泵2的出油口排出，油液经高压精滤器4、进油单向阀6及两位四通换向阀10进入液压缸16的无杆腔，推动活塞杆下行；

液压缸16的有杆腔内的油压达到第一溢流阀13的开启压力后，将第一溢流阀13打开，油液流至三位四通换向阀9，经三位四通换向阀9的右位，进入油箱，从而实现滑块的慢速下行，即工进。

第二溢流阀12为液压缸16有杆腔的安全阀，用以防止液压缸16有杆腔的压力过高；滑块工进速度可通过调节数控系统参数控制伺服电机1的转速而得到不同速度。

保压动作：

YV2、YV3、YV5继续得电，数控系统根据扭矩设定值与实际值的偏差给伺服电机1正指令，伺服电机1带动齿轮泵2低速转动，保持液压缸16的无杆腔压力恒定，从而保持滑块停留在目标值进行保压。

卸荷动作：

YV2、YV3、YV5继续得电，数控系统给伺服电机1负指令，伺服电机1带动齿轮泵2变速反转，齿轮泵2将液压缸16无杆腔内的高压油经第二两位四通换向阀10和回油单向阀5后逐渐抽出，经齿轮泵2的吸油口逐渐排回油箱3内。

这样使得液压缸16无杆腔内的油压迅速降低，直到降低到压力传感器11所设定的最低压力值，系统卸荷结束；数控系统可以通过调节伺服电机1的转速调整卸荷时间，卸荷动作为返程动作做准备。

返程动作：

YV4得电，其余电磁阀均失电，数控系统给伺服电机1正指令，伺服电机1带动齿轮泵2正转，齿轮泵2排出油液，一路经高压精滤器4、进油单向阀6、第一两位四通换向阀8和阻尼17后进入常闭型充液阀15的控制腔，将常闭型充液阀15打开，液压缸16无杆腔的油液大部分通过常闭型充液阀15回到油箱3，少部分通过第二两位四通换向阀10回到油箱3；另一路油液通过三位四通换向阀9左位、两位两通电磁球阀14进入液压缸16有杆腔，活塞杆快速向上返程；返程速度可通过数控系统调节伺服电机1的转速而得到不同速度。

慢速上升动作：

YV4，YV5得电，其余电磁阀失电，液压缸16无杆腔的油液经第二两位四通换向阀10回到油箱3；数控系统给伺服电机1正指令，伺服电机1带动齿轮泵2慢速正转，排出的油液通过三位四通换向阀9左位，两位两通电磁球阀14进入液压缸16有杆腔，活塞杆慢速向上移动；慢上速度可通过调节伺服电机1的转速而获得不同的速度。

本装置中齿轮泵2采用的是单向内啮合齿轮泵，利用内啮合齿轮泵的正反转实现工进、加压、保压、快下、泄压的动作；由于内啮合齿轮泵的使用，噪音可大幅降低；主电机采用伺服电机1，在空闲时，伺服电机1不输出转速，只输出一个很小的扭矩；在折弯机整个运行过程当中，由于使用的是容积同步定位的原理，在各工况是按需要，调整伺服电机1的转速，增大或减小齿轮泵2输出的流量，所以无节流损失，系统温升小，实现了真正意义上的节能。

本发明通过液压回路，分别与折弯机两个油缸直接相连，数控系统通过改变伺服电机1的转速，改变齿轮泵2的转速，控制进入两个液压缸16中油液的体积，与电控系统、光栅尺配合使用，达到控制折弯机两个液压缸16同步运行的目的，实现对折弯机滑块精确定位；在精确定位时齿轮泵2始终处于一个方向运转，可有效避免过冲现象，定位精度更高，更迅速。

本发明为两个伺服单元共同使用，其他单独使用本发明的一套伺服液压单元控制的液压系统或同时使用两套或两套以上本发明的伺服液压单元控制的液压系统，均在本发明的范围之内。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (8)

1.齿轮泵控折弯机液压控制系统，其特征在于：包括伺服电机（1）、齿轮泵（2）和三位四通换向阀（9），所述伺服电机（1）的动力输出端与齿轮泵（2）连接，所述三位四通换向阀（9）的进油口与齿轮泵（2）连接，所述三位四通换向阀（9）的回油口与油箱（3）连接，所述三位四通换向阀（9）的工作口分成两路，第一路与两位两通电磁球阀（14）连接，第二路与第一两位四通换向阀（8）的进油口连接，所述两位两通电磁球阀（14）的工作口与液压缸（16）的有杆腔连接，所述第一两位四通换向阀（8）的工作口与常闭型充液阀（15）连接，所述第一两位四通换向阀（8）的回油口与油箱（3）连接，所述液压缸（16）的无杆腔的油口分成两路，第一路与第二两位四通换向阀（10）的工作口连接，第二路与所述常闭型充液阀（15）连接，所述第二两位四通换向阀（10）的进油口与齿轮泵（2）连接。

2.根据权利要求1所述的齿轮泵控折弯机液压控制系统，其特征在于：所述齿轮泵（2）为单项内啮合齿轮泵，所述齿轮泵（2）的正转实现从油箱吸油的动作，所述所述齿轮泵（2）的反转实现从液压缸（16）排油的动作。

3.根据权利要求2所述的齿轮泵控折弯机液压控制系统，其特征在于：所述第一两位四通换向阀（8）的工作口与常闭型充液阀（15）之间的油路上设置有阻尼（17）。

4.根据权利要求2所述的齿轮泵控折弯机液压控制系统，其特征在于：所述齿轮泵（2）的出油口设置有高压精滤器（4），所述高压精滤器（4）的出油口处设置有进油单向阀（6），与所述高压精滤器（4）并联有主回油路，所述主回油路上设置有回油单向阀（5）。

5.根据权利要求2所述的齿轮泵控折弯机液压控制系统，其特征在于：所述两位两通电磁球阀（14）所在油路并联有回油路，所述回油路上设置有第一溢流阀（13）。

6.根据权利要求2所述的齿轮泵控折弯机液压控制系统，其特征在于：所述液压缸（16）的有杆腔与油箱（3）连接，所述液压缸（16）的有杆腔与油箱（3）之间的油路上设置有第二溢流阀（12）。

7.根据权利要求2所述的齿轮泵控折弯机液压控制系统，其特征在于：所述齿轮泵（2）的出油口和回油口均与油箱（3）连接，所述齿轮泵（2）的出油口与油箱（3）之间的油路上设置有第三溢流阀（7）。

8.根据权利要求2所述的齿轮泵控折弯机液压控制系统，其特征在于：所述液压缸（16）的无杆腔的油口与第二两位四通换向阀（10）的工作口之间的油路上设置有压力传感器（11）。