CN203879827U - 一种伺服驱动液压系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及液压系统技术领域，特别涉及一种伺服驱动液压系统，包括主缸、位于所述主缸下端的辅助缸、用于提供所述主缸与所述辅助缸油压的液压源、用于连接各部件的外部管路，所述主缸中部的上端位置设有快速柱塞缸、中部的下端位置设有顶出缸，所述液压源包括油箱、与所述油箱连接的滤油器、与所述滤油器连接的定量油泵、用于驱动所述定量油泵提供油压的交流伺服电机，所述液压源出油口一条支路通过第一换向阀与所述主缸上腔连接，通过第二换向阀分别与所述主缸下腔和所述快速柱塞缸连接，通过第三换向阀分别与所述顶出缸的上腔和下腔连接，所述液压源出油口另外一条支路通过第四换向阀与所述辅助缸连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及液压系统技术领域，特别涉及一种利用伺服电机驱动的液压系统。
背景技术
液压机是成型加工中应用最广泛的设备之一，在锻造、冲压、型材挤压、粉末冶金、塑料及橡胶制品成型等领域中广泛应用，传统液压机通常以泵站为动力源，提供给液压机各执行机构及控制机构以高压液体，通过一系列阀体来控制工作液体流向、压力及流量使各执行元件按照工艺要求完成应有的动作使液压缸产生直线运动进行工作，因此存在着结构复杂、能耗大、发热量大、噪声高、振动大、油滤过滤精度要求高、压力损失大等诸多弊端，在进入2000年以后，随着世界各国在能耗、噪音、泄漏、工作环境等方面日益严格的要求，节能已经成为电液系统的主要研究方向和研究重点之一，例如申请公布号CN 102478029 A公开了一种液压系统，包括相互并联的左液压油缸和右液压油缸，所述左液压油缸与所述右液压油缸并联后与一液压锁相连接，所述液压锁还分别与一三位四通电磁换向阀的第一工作油口和第二工作油口相连接，所述三位四通电磁换向阀的第三工作油口与一节流阀相连接，所述节流阀还与一液压泵相连接，所述液压泵同时与一过滤器连接，由于采用双油缸同步控制，并且结合三位四通电磁换向阀，进一步提高了整个液压系统的稳定性，安全可靠，此发明虽然做了很多改进，但是在能耗上面还是有所欠缺，不能更好的做到节能的目的。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，提供了一种伺服驱动液压系统。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种伺服驱动液压系统，包括主缸、位于所述主缸下端的辅助缸、用于提供所述主缸与所述辅助缸油压的液压源、用于连接各部件的外部管路，所述主缸中部的上端位置设有快速柱塞缸、中部的下端位置设有顶出缸，所述液压源包括油箱、与所述油箱连接的滤油器、与所述滤油器连接的定量油泵、用于驱动所述定量油泵提供油压的交流伺服电机，所述液压源出油口一条支路通过第一换向阀与所述主缸上腔连接，通过第二换向阀分别与所述主缸下腔和所述快速柱塞缸连接，通过第三换向阀分别与所述顶出缸的上腔和下腔连接，所述液压源出油口另外一条支路通过第四换向阀与所述辅助缸连接。
通过伺服电机驱动定量油泵，因为伺服电机可频繁启动、可变速的特性，实现伺服控制，从而提高液压机性能和减少能耗，使液压机工作性能提高，实现容积调速、取消待机泄荷，大大减少能耗，通过位移传感器，精确测得缸体所移动的位移，在主缸上腔之前设有压力传感器控制主缸上腔的压力，设有充液阀，活塞快速下降时，同时开启充液阀，大量液体通过充液阀进入主缸上腔，使得主缸上腔能够迅速充满液体，提高效率。
作为优选，所述第一换向阀与所述主缸上油腔之间还设有用于快速给所述主缸上油腔充液迫使其快速下降的充液阀，所述第二换向阀与所述主缸下腔之间设有单向顺序阀。
作为优选，所述第四换向阀的右边油口与所述辅助缸上腔之间连接有第五换向阀，所述第四换向阀左边油口与所述辅助缸下腔之间连接有第一溢流阀和第三溢流阀。
作为优选，所述充液阀与所述主缸上腔之间设有压力传感器。
作为优选，所述液压源出油口处设有第二溢流阀，所述压力阀后端设有压力表。
作为优选，所述第二换向阀为三位四通换向阀。
作为优选，所述主缸下端设有用于抵触所述顶出缸的第一位移传感器，所述辅助缸上端设有第二位移传感器。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1.伺服电机可频繁启动、可变速的特性，实现伺服控制，从而提高液压机性能和减少能耗，使液压机工作性能提高，实现容积调速、取消待机泄荷，大大减少能耗。
2.通过位移传感器，精确测得缸体所移动的位移，避免由于速度过快导致两缸剧烈碰撞。
3.在主缸上腔之前设有压力传感器控制主缸上腔的压力，使得主缸上腔液压过高，而损坏工件。
4. 第一换向阀与所述主缸上油腔之间还设有用于快速给所述主缸上油腔充液迫使其快速下降的充液阀，活塞快速下降时，同时开启充液阀，大量液体通过充液阀进入主缸上腔，使得主缸上腔能够迅速充满液体，提高效率。
附图说明
图1为本实施例1示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1，如图1，一种伺服驱动液压系统，包括主缸1、位于主缸1下端的辅助缸2、用于提供主缸1与辅助缸2油压的液压源3、用于连接各部件的外部管路4，主缸1中部的上端位置设有快速柱塞缸11、中部的下端位置设有顶出缸12，主缸1下端设有用于抵触所述顶出缸12的第一位移传感器121，辅助缸2上端设有第二位移传感器21，液压源3包括油箱31、与油箱31连接的滤油器32、与滤油器32连接的定量油泵33、用于驱动定量油泵33提供油压的交流伺服电机34，液压源3出油口一条支路通过第一换向阀41与主缸1上腔连接，通过第二换向阀42分别与主缸1下腔和快速柱塞缸11连接，通过第三换向阀43分别与顶出缸12的上腔和下腔连接，液压源3出油口另外一条支路通过第四换向阀44与辅助缸2连接，液压源3出油口处设有第二溢流阀410，压力阀410后端设有压力表，第一换向阀41与主缸1 上油腔之间还设有用于快速给主缸1 上油腔充液迫使其快速下降的充液阀45，第二换向阀42与主缸1下腔之间设有单向顺序阀46，第二换向阀42为三位四通换向阀，第四换向阀44的右边油口与辅助缸2上腔之间连接有第五换向阀47，第四换向阀44左边油口与辅助缸2下腔之间连接有第一溢流阀48和第三溢流阀411，充液阀45与主缸1上腔之间设有压力传感器49。
工作原理：
（1）液压源3：定量油泵33 由伺服电机34 驱动，为系统提供所需要的高压油，第二溢流阀410 作为液压系统安全阀。交流伺服电机34速度和扭矩由计算机进行控制，定量油泵33输出流量与电机转速成正比；油压力与电机扭矩成正比。液体流量和压力可以在一定范围内任意调节，实现实时控制。
（2） 主缸1 工作模式：
主缸1快速下行(空行程) ：第二换向阀42 右电磁铁得电，左位工作，油经第二换向阀42进入快速柱塞缸11，使主缸1 的活塞快速下降，同时充液阀45开启，大量液体通过充液阀45进入主缸1 上腔；主缸1下腔的液体则经过单向顺序阀46 和第二换向阀42回到油箱，计算机通过位第一位移传感器121检测滑块位移和速度，压力传感器49 检测主缸上腔压力。
主缸慢速接近：当滑块下降至规定的位置( 上模接近工件)，计算机发出信号，第一换向阀41切换，右位工作，高压油不仅进入快速缸11，而且通过阀11 进入主缸1 上腔，上腔压力升高，充液阀45 关闭，由于进入快速缸液体减少，主缸下降速度减慢。
工作行程( 带负荷下行及保压) 和保压：当上模接触工件，工作行程开始。利用压力传感器49 或和第一位移传感器121，可形成第一位移传感器121 --- 控制器---伺服电机34---定量油泵33---油缸的压力或速度( 位置) 闭环控制系统，控制器可以按多种模式控制工作行程，其中两种基本模式是：基于压制力的控制和基于压制速度的控制。
卸载：压制工作结束，第一位移传感器121 切换，充液阀45 的泄荷阀芯开启，主缸1上腔压力下降，为滑块回程做准备，避免了换向时的液压冲击。
主缸回程：第二换向阀42切换，右位工作，压力油经第二换向阀42进入主缸1下腔，由于液压系统需克服活塞上升阻力，液压系统仍有一定压力，充液阀45开启，主缸1上腔液体经充液阀45回油箱。
由于主缸1下腔面积较小，主缸1活塞快速上行( 回程) 至原位。
（3） 辅助缸2 工作模式：
原位：第四换向阀44中位，辅助缸2 下腔油路封闭，辅助缸2活塞原位静止不动。
下行：第四换向阀44 右位工作，第五换向阀47 不通电，下位工作，压力油经第四换向阀44、第五换向阀47到辅助缸2上腔，而下腔则通过第四换向阀44与油箱31相通，辅助缸2活塞下行，下行停止位置由第二位移传感器21 检测，控制器实施控制。
上行：当第四换向阀44切换，左位工作，压力油由第四换向阀44 进入辅助缸2下腔，辅助缸2上腔油液经第五换向阀47、第四换向阀44 回油箱，辅助缸2活塞上行( 慢速),此时，当第五换向阀47 得电，切换至下位工作，辅助缸2形成差动右路，活塞快速上行。
浮动压边：第五换向阀47、第四换向阀44均处常态，辅助缸2上腔经第五换向阀47、第四换向阀44与油箱31相通，下腔经比例第一溢流阀48通油箱31。压边活塞在负荷( 压边力) 作用下下行，控制器通过比例第一溢流阀48控制压边力的大小。第二溢流阀411 作为浮动压边的安全阀。
（4） 顶出缸12 工作模式：
仅有两个极限位置和两个动作：顶出和复位，由第三换向阀43 进行控制。
（5） 运动的组合和工艺过程优化：
在拉深一类的工作中，辅助缸2 可以与主缸1同步工作，实现“浮动”压边，一般情况下，主缸1、辅助缸2 和顶出缸12 不同时动作。
作为一种高性能液压机，可以根据不同的工艺要求，三个油缸的各种动作可以适当组合，形成最适宜的工作模式，达到工艺过程的优化。在液压机的计算机控制系统中存有参数化的基本程序库，包括拉深、粉末压制、挤压、冷锻等多种工艺，在实际工作时调用，并实行参数化运作，即各工艺参数可以临时设定和改变。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种伺服驱动液压系统，其特征在于：包括主缸(1)、位于所述主缸(1)下端的辅助缸（2）、用于提供所述主缸(1)与所述辅助缸（2）油压的液压源（3）、用于连接各部件的外部管路（4），所述主缸(1)中部的上端位置设有快速柱塞缸（11）、中部的下端位置设有顶出缸（12），所述液压源（3）包括油箱（31）、与所述油箱（31）连接的滤油器（32）、与所述滤油器（32）连接的定量油泵（33）、用于驱动所述定量油泵（33）提供油压的交流伺服电机（34），所述液压源（3）出油口一条支路通过第一换向阀（41）与所述主缸(1)上腔连接，通过第二换向阀（42）分别与所述主缸(1)下腔和所述快速柱塞缸（11）连接，通过第三换向阀（43）分别与所述顶出缸（12）的上腔和下腔连接，所述液压源（3）出油口另外一条支路通过第四换向阀（44）与所述辅助缸（2）连接。
2.根据权利要求1所述的一种伺服驱动液压系统，其特征在于：所述第一换向阀（41）与所述主缸(1) 上油腔之间还设有用于快速给所述主缸(1) 上油腔充液迫使其快速下降的充液阀（45），所述第二换向阀（42）与所述主缸(1)下腔之间设有单向顺序阀（46）。
3.根据权利要求1所述的一种伺服驱动液压系统，其特征在于：所述第四换向阀（44）的右边油口与所述辅助缸（2）上腔之间连接有第五换向阀（47），所述第四换向阀（44）左边油口与所述辅助缸（2）下腔之间连接有第一溢流阀（48）和第三溢流阀（411）。
4.根据权利要求2所述的一种伺服驱动液压系统，其特征在于：所述充液阀（45）与所述主缸(1)上腔之间设有压力传感器（49）。
5.根据权利要求1所述的一种伺服驱动液压系统，其特征在于：所述液压源（3）出油口处设有第二溢流阀（410），所述压力阀（410）后端设有压力表。
6.根据权利要求4所述的一种伺服驱动液压系统，其特征在于：所述第二换向阀（42）为三位四通换向阀。
7.根据权利要求6所述的一种伺服驱动液压系统，其特征在于：所述主缸(1)下端设有用于抵触所述顶出缸（12）的第一位移传感器（121），所述辅助缸（2）上端设有第二位移传感器（21）。
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