CN203796641U - 一种无级调速的液压机液压系统 - Google Patents

Abstract

一种无级调速的液压机液压系统，属于液压机液压系统，解决现有纠偏同步控制系统存在的控制精度不高、抗偏载能力差的问题。本实用新型包括第一液压缸、第二液压缸、滑块以及第一流量泵、第二流量泵、第三流量泵、第一伺服阀、第二伺服阀、第三伺服阀、第四伺服阀，所述第一流量泵、第二流量泵、第三流量泵分别由第一电机、第二电机、第三电机驱动。本实用新型可在一定范围内无极调速，克服传统压力机分级调速、工艺适应面窄的问题；根据不同速度使用不同的数量的流量泵，避免大流量的高压液体直接回油箱，可以有效节能；采用小流量泵及与之相连的伺服阀进行同步调节，有效提高第一液压缸和第二液压缸的同步精度，提高了设备的抗偏载能力。

Description

一种无级调速的液压机液压系统

技术领域

本实用新型属于液压机液压系统，特别涉及一种无级调速的液压机液压系统。 

背景技术

液压机是广泛应用于工业制造中的压力设备，其具有较大的力的输出。目前液压机主要采用速度分级可调的方式，即只能以有限几档速度工作，且当压力机吨位较大或者台面较宽时多采用多缸同步驱动。对于多缸同步驱动系统，其关键是多缸同步控制，特别是对于多工位的压力机，由于在每个工位的压力不同，即偏载引起各缸的液体流量不同，故同步控制困难。目前广泛采用的同步控制有刚性同步、分流同步和纠偏同步。刚性同步是将各缸刚性连接以保证同步，见王宏韬“一种单动作多缸液压机的同步方案”，《航空制造技术》1991(5):48-48，这种同步方式必须采用刚度非常大的刚性连接部件；分流同步是根据各缸的截面积按照比例使用分流阀将压力油分流填充各油缸以达到同步的目的，见安奥克斯汤姆逊(青岛)游艇有限公司的申请号201210277510.4、名称为“四缸同步液压系统”的中国专利申请。这两种同步方式抗偏载能力差，且在偏载情况下同步性能低，只能用于同步性能要求不高的情况。纠偏同步大都为流量同步控制，见中南大学的申请号200710035814.9、名称为“巨型液压机同步平衡液压回路”的中国专利申请，以及江苏省武进液压启闭机有限公司的申请号200810195306、名称为“液压双缸或多缸同步控制系统”的中国专利申请；这种纠偏同步控制系统具有结构简单，易控制，造价低廉的优点，但存在响应速度慢，控制精度不高等缺陷。所以，针对此类液压机，仍有进一步改进的空间。 

实用新型内容

本实用新型提供一种无级调速的液压机液压系统，解决现有纠偏同步控制系统存在的控制精度不高、抗偏载能力差的问题。 

本实用新型所提供的一种无级调速的液压机液压系统，包括第一液压缸、第二液压缸、滑块以及第一流量泵、第二流量泵、第三流量泵、第一伺服阀、第二伺服阀、第三伺服阀、第四伺服阀，所述第一流量泵、第二流量泵、第三流量泵分别由第一电机、第二电机、第三电机驱动，其特征在于： 

所述第一液压缸和第二液压缸结构完全相同，各自均由缸体、活塞、固定柱塞组成，缸体、活塞和固定柱塞各自分别为具有圆柱形内腔的圆筒形旋转体，三者装配后中轴线同轴；活塞底端封闭，位于缸体内并与缸体内腔滑动配合，将缸体的内腔分隔成封闭的上液压腔和下液压腔，上液压腔的顶端具有上液压腔左进油孔和上液压腔右进油孔，下液压腔下部具有下液压腔进油孔；固定柱塞位于活塞的内腔中并与活塞上端面滑动配合，将活塞的内腔构成封闭的液压腔，固定柱塞上端穿过上液压腔并与缸体上端面固定，固定柱塞上端面具有固定柱塞进油孔；第一液压缸和第二液压缸的活塞分别连接滑块的左端和右端； 

所述第一流量泵的进油口通过第五过滤器连接油箱，第一流量泵的出油口通过第六过滤器同时连接第一二位四通换向阀的P口、第三溢流阀的P口和第三比例压力阀的P口，第三溢流阀的T口和第三比例压力阀的T口通过管路连接油箱；第一二位四通换向阀的B口连接单向阀的进油口，单向阀的出油口、第一梭阀的P2口、第五插装阀的A口、第二伺服阀的P口和第四伺服阀的P口通过管路互相连通；第五插装阀的X口连接第二二位四通换向阀的T口，第二二位四通换向阀的B口连接第一梭阀的A口； 

所述第二流量泵的进油口通过第一过滤器连接油箱，第二流量泵的 出油口通过第二过滤器同时连接第一插装阀和第二插装阀的A口；第一插装阀的X口同时连接第一溢流阀的P口和第一比例压力阀的P口；第一插装阀的B口、第一比例压力阀的T口和第一溢流阀的T口通过管路连接油箱； 

所述第三流量泵的进油口通过第三过滤器连接油箱，第三流量泵的出油口通过第四过滤器同时连接第三插装阀和第四插装阀的A口；第四插装阀的X口同时连接第二溢流阀的P口和第二比例压力阀的P口；第四插装阀的B口、第二比例压力阀的T口和第二溢流阀的T口通过管路连接油箱； 

第二插装阀的B口和X口、第三插装阀的B口和X口、第五插装阀的B口、第一梭阀的P1口、第三二位四通换向阀的B口、第四二位四通换向阀的B口、第五二位四通换向阀的B口、第六插装阀的A口、第七插装阀的A口通过管路互相连通； 

第三二位四通换向阀和第四二位四通换向阀的A口连接油箱；第三二位四通换向阀的P口连接第一液控单向阀和第二液控单向阀的X口，第四二位四通换向阀的T口连接第二梭阀的P1口，第二梭阀的A口连接第六插装阀的X口；第二梭阀的P2口、第六插装阀的B口、第一伺服阀的P口、第三伺服阀的P口通过管路互相连通； 

第一伺服阀和第二伺服阀的A口、第十插装阀的A口、第六二位四通换向阀的P口、第六溢流阀的P口以及第二液压缸的固定柱塞进油口通过管路互相连通；第十插装阀的B口、第六溢流阀的T口、第二液压缸的上液压腔右进油孔通过管路互相连通； 

第六二位四通换向阀和第七二位四通换向阀的A口分别连接第十插装阀和第十一插装阀的X口，第六二位四通换向阀和第七二位四通换向阀的T口连接油箱； 

第三伺服阀和第四伺服阀的A口、第十一插装阀的A口、第七二位 四通换向阀的P口、第七溢流阀的P口以及第一液压缸的固定柱塞进油口通过管路互相连通；第十一插装阀的B口、第七溢流阀的T口、第一液压缸的上液压腔右进油孔通过管路互相连通； 

第七插装阀的B口、第三梭阀的P1口、第八插装阀的A口、第九插装阀的A口通过管路互相连通；二位二通换向阀的X口、第五溢流阀的P口、第九插装阀的B口以及第一液压缸和第二液压缸的下液压腔进油孔通过管路互相连通；第三梭阀的P2口连接第五二位四通换向阀的T口，第八插装阀的X口连接第五二位四通换向阀的P口，二位二通换向阀的T口连第九插装阀的X口，第五二位四通换向阀的A口、第八插装阀的B口、二位二通换向阀的P口和第五溢流阀的T口连接油箱； 

第一液控单向阀和第二液控单向阀的P1口连接油箱、第一液控单向阀和第二液控单向阀的P2口分别连接第一液压缸和第二液压缸的上液压腔左进油孔。 

作为进一步优选地，所述的无级调速的液压机液压系统，其特征在于：所述第二流量泵和第三流量泵的额定流量相同，所述第一流量泵的额定流量为第二流量泵额定流量的1/10～1/4；所述第一伺服阀和第三伺服阀的额定流量相同；与第一流量泵通过管路连接的第二伺服阀和第四伺服阀的额定流量相同，相应均分别为第一伺服阀额定流量的1/10～1/4。 

本实用新型中，第一流量泵、第二流量泵和第三流量泵并联，第一流量泵为小流量，第二流量泵、第三流量泵为大流量，控制系统可以根据快进速度，工进速度，返程速度选择开启相应电机，而不是任何工况下都开启所有电机，以达到节能目的。 

本实用新型可根据用户设定的快进速度、工进速度、返程速度控制伺服阀的开闭或开口的大小实现压力机的动作，可以在一定的范围内无极调速，克服传统压力机分级调速、工艺适应面窄的问题；根据不同速 度使用不同的数量的流量泵，避免大流量的高压液体直接回油箱，可以有效节能；采用小流量泵及与之相连的伺服阀进行同步调节，有效提高第一液压缸和第二液压缸的同步精度，提高了设备的抗偏载能力，解决了现有纠偏同步控制系统所存在的控制精度不高、抗偏载能力差的问题。 

附图说明

图1为本实用新型的组成示意图； 

图2为液压缸的结构示意图。 

具体实施方式

图1中各液压阀油口标记按照GB-T17490-1998执行。 

如图1所示，本实用新型包括第一液压缸N1、第二液压缸N2、滑块O以及第一流量泵W1、第二流量泵W2、第三流量泵W3、第一伺服阀I1、第二伺服阀I2、第三伺服阀I3、第四伺服阀I4，所述第一流量泵W1、第二流量泵W2、第三流量泵W3分别由第一电机M1、第二电机M2、第三电机M3驱动； 

如图2所示，所述第一液压缸N1和第二液压缸N2结构完全相同，各自均由缸体1A、活塞1B、固定柱塞1C组成，缸体1A、活塞1B和固定柱塞1C各自分别为具有圆柱形内腔的圆筒形旋转体，三者装配后中轴线同轴；活塞1B底端封闭，位于缸体1A内并与缸体1A内腔滑动配合，将缸体1A的内腔分隔成封闭的上液压腔1D和下液压腔1E，上液压腔1D的顶端具有上液压腔左进油孔1G和上液压腔右进油孔1H，下液压腔1E下部具有下液压腔进油孔1I；固定柱塞1C位于活塞1B的内腔中并与活塞1B上端面滑动配合，将活塞1B的内腔构成封闭的液压腔1F，固定柱塞1C上端穿过上液压腔1D并与缸体1A上端面固定，固定柱塞1C上端面具有固定柱塞进油孔1J； 

第一液压缸N1和第二液压缸N2的活塞1B分别连接滑块O的左端和右端； 

如图1所示，所述第一流量泵W1的进油口通过第五过滤器J5连接油箱，第一流量泵W1的出油口通过第六过滤器J6同时连接第一二位四通换向阀D1的P口、第三溢流阀Y3的P口和第三比例压力阀U3的P口，第三溢流阀Y3的T口和第三比例压力阀U3的T口通过管路连接油箱；第一二位四通换向阀D1的B口连接单向阀F1的进油口，单向阀F1的出油口、第一梭阀H1的P2口、第五插装阀C5的A口、第二伺服阀I2的P口和第四伺服阀I4的P口通过管路互相连通；第五插装阀C5的X口连接第二二位四通换向阀D2的T口，第二二位四通换向阀D2的B口连接第一梭阀H1的A口； 

所述第二流量泵W2的进油口通过第一过滤器J1连接油箱，第二流量泵W2的出油口通过第二过滤器J2同时连接第一插装阀C1和第二插装阀C2的A口；第一插装阀C1的X口同时连接第一溢流阀Y1的P口和第一比例压力阀U1的P口；第一插装阀C1的B口、第一比例压力阀U1的T口和第一溢流阀Y1的T口通过管路连接油箱； 

所述第三流量泵W3的进油口通过第三过滤器J3连接油箱，第三流量泵W3的出油口通过第四过滤器J4同时连接第三插装阀C3和第四插装阀C4的A口；第四插装阀C4的X口同时连接第二溢流阀Y2的P口和第二比例压力阀U2的P口；第四插装阀C4的B口、第二比例压力阀U2的T口和第二溢流阀Y2的T口通过管路连接油箱； 

第二插装阀C2的B口和X口、第三插装阀C3的B口和X口、第五插装阀C5的B口、第一梭阀H1的P1口、第三二位四通换向阀D3的B口、第四二位四通换向阀D4的B口、第五二位四通换向阀D5的B口、第六插装阀C6的A口、第七插装阀C7的A口通过管路互相连通； 

第三二位四通换向阀D3和第四二位四通换向阀D4的A口连接油箱；第三二位四通换向阀D3的P口连接第一液控单向阀G1和第二液控单向阀G2的X口，第四二位四通换向阀D4的T口连接第二梭阀H2的P1 口，第二梭阀H2的A口连接第六插装阀C6的X口；第二梭阀H2的P2口、第六插装阀C6的B口、第一伺服阀I1的P口、第三伺服阀I3的P口通过管路互相连通； 

第一伺服阀I1和第二伺服阀I2的A口、第十插装阀C10的A口、第六二位四通换向阀D6的P口、第六溢流阀Y6的P口以及第二液压缸N2的固定柱塞进油口1J通过管路互相连通；第十插装阀C10的B口、第六溢流阀Y6的T口、第二液压缸N2的上液压腔右进油孔1H通过管路互相连通； 

第六二位四通换向阀D6和第七二位四通换向阀D7的A口分别连接第十插装阀C10和第十一插装阀C11的X口，第六二位四通换向阀D6和第七二位四通换向阀D7的T口连接油箱； 

第三伺服阀I3和第四伺服阀I4的A口、第十一插装阀C11的A口、第七二位四通换向阀D7的P口、第七溢流阀Y7的P口以及第一液压缸N1的固定柱塞进油口1J通过管路互相连通；第十一插装阀C11的B口、第七溢流阀Y7的T口、第一液压缸N1的上液压腔右进油孔1H通过管路互相连通； 

第七插装阀C7的B口、第三梭阀H3的P1口、第八插装阀C8的A口、第九插装阀C9的A口通过管路互相连通；二位二通换向阀E1的X口、第五溢流阀Y5的P口、第九插装阀C9的B口以及第一液压缸N1和第二液压缸N2的下液压腔进油孔1I通过管路互相连通；第三梭阀H3的P2口连接第五二位四通换向阀D5的T口，第八插装阀C8的X口连接第五二位四通换向阀D5的P口，二位二通换向阀E1的T口连第九插装阀C9的X口，第五二位四通换向阀D5的A口、第八插装阀C8的B口、二位二通换向阀E1的P口和第五溢流阀Y5的T口连接油箱； 

第一液控单向阀G1和第二液控单向阀G2的P1口连接油箱、第一液控单向阀G1和第二液控单向阀G2的P2口分别连接第一液压缸N1和 第二液压缸N2的上液压腔左进油孔1G。 

优选地，所述第二流量泵W2和第三流量泵W3的额定流量相同，所述第一流量泵W1的额定流量为第二流量泵W2额定流量的1/10～1/4；所述第一伺服阀I1和第三伺服阀I3的额定流量相同；与第一流量泵W1通过管路连接的第二伺服阀I2和第四伺服阀I4的额定流量相同，相应均分别为第一伺服阀I1额定流量的1/10～1/4。 

本实施例中，在滑块O的左端和右端分别装设第一位移传感器K1和第二位移传感器K2，分别检测第一液压缸N1和第二液压缸N2的活塞1B的位移和速度，并反馈给控制系统。 

Claims (2)

1.一种无级调速的液压机液压系统，包括第一液压缸(N1)、第二液压缸(N2)、滑块(O)以及第一流量泵(W1)、第二流量泵(W2)、第三流量泵(W3)、第一伺服阀(I1)、第二伺服阀(I2)、第三伺服阀(I3)、第四伺服阀(I4)，所述第一流量泵(W1)、第二流量泵(W2)、第三流量泵(W3)分别由第一电机(M1)、第二电机(M2)、第三电机(M3)驱动，其特征在于：

所述第一液压缸(N1)和第二液压缸(N2)结构完全相同，各自均由缸体(1A)、活塞(1B)、固定柱塞(1C)组成，缸体(1A)、活塞(1B)和固定柱塞(1C)各自分别为具有圆柱形内腔的圆筒形旋转体，三者装配后中轴线同轴；活塞(1B)底端封闭，位于缸体(1A)内并与缸体(1A)内腔滑动配合，将缸体(1A)的内腔分隔成封闭的上液压腔(1D)和下液压腔(1E)，上液压腔(1D)的顶端具有上液压腔左进油孔(1G)和上液压腔右进油孔(1H)，下液压腔(1E)下部具有下液压腔进油孔(1I)；固定柱塞(1C)位于活塞(1B)的内腔中并与活塞(1B)上端面滑动配合，将活塞(1B)的内腔构成封闭的液压腔(1F)，固定柱塞(1C)上端穿过上液压腔(1D)并与缸体(1A)上端面固定，固定柱塞(1C)上端面具有固定柱塞进油孔(1J)；第一液压缸(N1)和第二液压缸N2的活塞(1B)分别连接滑块(O)的左端和右端；

所述第一流量泵(W1)的进油口通过第五过滤器(J5)连接油箱，第一流量泵(W1)的出油口通过第六过滤器(J6)同时连接第一二位四通换向阀(D1)的P口、第三溢流阀(Y3)的P口和第三比例压力阀(U3)的P口，第三溢流阀(Y3)的T口和第三比例压力阀(U3)的T口通过管路连接油箱；第一二位四通换向阀(D1)的B口连接单向阀(F1)的进油口，单向阀(F1)的出油口、第一梭阀(H1)的P2口、第五插装阀(C5)的A口、第二伺服阀(I2)的P口和第四伺服阀(I4)的P口通过管路互相连通；第五插装阀(C5)的X口连接第二二位四通换向阀(D2)的T口，第二二位四通换向阀(D2)的B口连接第一梭阀(H1)的A口；

所述第二流量泵(W2)的进油口通过第一过滤器(J1)连接油箱，第二流量泵(W2)的出油口通过第二过滤器(J2)同时连接第一插装阀(C1)和第二插装阀(C2)的A口；第一插装阀(C1)的X口同时连接第一溢流阀(Y1)的P口和第一比例压力阀(U1)的P口；第一插装阀(C1)的B口、第一比例压力阀(U1)的T口和第一溢流阀(Y1)的T口通过管路连接油箱；

所述第三流量泵(W3)的进油口通过第三过滤器(J3)连接油箱，第三流量泵(W3)的出油口通过第四过滤器(J4)同时连接第三插装阀(C3)和第四插装阀(C4)的A口；第四插装阀(C4)的X口同时连接第二溢流阀(Y2)的P口和第二比例压力阀(U2)的P口；第四插装阀(C4)的B口、第二比例压力阀(U2)的T口和第二溢流阀(Y2)的T口通过管路连接油箱；

第二插装阀(C2)的B口和X口、第三插装阀(C3)的B口和X口、第五插装阀(C5)的B口、第一梭阀(H1)的P1口、第三二位四通换向阀(D3)的B口、第四二位四通换向阀(D4)的B口、第五二位四通换向阀(D5)的B口、第六插装阀(C6)的A口、第七插装阀(C7)的A口通过管路互相连通；

第三二位四通换向阀(D3)和第四二位四通换向阀(D4)的A口连接油箱；第三二位四通换向阀(D3)的P口连接第一液控单向阀(G1)和第二液控单向阀(G2)的X口，第四二位四通换向阀(D4)的T口连接第二梭阀(H2)的P1口，第二梭阀(H2)的A口连接第六插装阀(C6)的X口；第二梭阀(H2)的P2口、第六插装阀(C6)的B口、第一伺服阀(I1)的P口、第三伺服阀(I3)的P口通过管路互相连通；

第一伺服阀(I1)和第二伺服阀(I2)的A口、第十插装阀(C10)的A口、第六二位四通换向阀(D6)的P口、第六溢流阀(Y6)的P口以及第二液压缸(N2)的固定柱塞进油口(1J)通过管路互相连通；第十插装阀(C10)的B口、第六溢流阀(Y6)的T口、第二液压缸(N2)的上液压腔右进油孔(1H)通过管路互相连通；

第六二位四通换向阀(D6)和第七二位四通换向阀(D7)的A口分别连接第十插装阀(C10)和第十一插装阀(C11)的X口，第六二位四通换向阀(D6)和第七二位四通换向阀(D7)的T口连接油箱；

第三伺服阀(I3)和第四伺服阀(I4)的A口、第十一插装阀(C11)的A口、第七二位四通换向阀(D7)的P口、第七溢流阀(Y7)的P口以及第一液压缸(N1)的固定柱塞进油口(1J)通过管路互相连通；第十一插装阀(C11)的B口、第七溢流阀(Y7)的T口、第一液压缸(N1)的上液压腔右进油孔(1H)通过管路互相连通；

第七插装阀(C7)的B口、第三梭阀(H3)的P1口、第八插装阀(C8)的A口、第九插装阀(C9)的A口通过管路互相连通；二位二通换向阀(E1)的X口、第五溢流阀(Y5)的P口、第九插装阀(C9)的B口以及第一液压缸(N1)和第二液压缸(N2)的下液压腔进油孔(1I)通过管路互相连通；第三梭阀(H3)的P2口连接第五二位四通换向阀(D5)的T口，第八插装阀(C8)的X口连接第五二位四通换向阀(D5)的P口，二位二通换向阀(E1)的T口连第九插装阀(C9)的X口，第五二位四通换向阀(D5)的A口、第八插装阀(C8)的B口、二位二通换向阀(E1)的P口和第五溢流阀(Y5)的T口连接油箱；

第一液控单向阀(G1)和第二液控单向阀(G2)的P1口连接油箱、第一液控单向阀(G1)和第二液控单向阀(G2)的P2口分别连接第一液压缸(N1)和第二液压缸(N2)的上液压腔左进油孔(1G)。

2.如权利要求1所述的无级调速的液压机液压系统，其特征在于：

所述第二流量泵(W2)和第三流量泵(W3)的额定流量相同，所述第一流量泵(W1)的额定流量为第二流量泵(W2)额定流量的1/10～1/4；

所述第一伺服阀(I1)和第三伺服阀(I3)的额定流量相同；与第一流量泵(W1)通过管路连接的第二伺服阀(I2)和第四伺服阀(I4)的额定流量相同，相应均分别为第一伺服阀(I1)额定流量的1/10～1/4。