一種液壓泵與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種液壓泵與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，針對傳統液壓快鍛機組中液壓泵數量及配置方式的不合理，而造成設備投入增加及電力增容擴大，空載消耗能源較多的技術不足，本發明通過增設由高壓蓄能器、電磁換向閥、電液比例閥及由傳感器、PLC組成電控制系統的蓄能儲能裝置來儲存主液壓泵在工作循環中被無效排放的能量，并通過控制系統在液壓機壓延工作過程中對主液壓缸供壓力油，從而減少主液壓泵的設置數量。實現了節約成本，減少投資、優化資源配置的目的。
【專利說明】
一種液壓泵與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組
技術領域
[0001]本發明涉及一種液壓快鍛機組，尤其涉及一種液壓栗與高壓蓄能器疊加補償供壓的液壓快鍛機組，屬于液壓傳動控制技術領域。【背景技術】
[0002]液壓快鍛機組是一種新型鍛壓設備，由于其具有自動化程度高，控制精度好，節約原材料等優點，而被國內外尚端鍛造業首選，廣泛用于機械制造以及尚品質，尚性能材料的鍛造。目前國內較好的快鍛機組的零部件是按照國際先進水平進行設計制造，且關鍵部件為進口國外品牌產品，故設備造價非常昂貴。由于該鍛壓機械能耗較大，特別是電力負荷投入太大，不但增加了企業的投資規模，還影響了企業生產經營的經濟效益。
[0003]以16MN快鍛機組為例說明傳統液壓鍛造機組的運行過程。
[0004]1.啟動:六臺主液壓栗空載啟動(每臺主液壓栗的額定功率為250KW);2.回程:三臺主液壓栗向兩側單出桿提升液壓缸供油，錘頭上升，主液壓缸內存油排入低壓蓄能器中，其余三臺主液壓栗空載運行。
[0005]3.空程快降:六臺主液壓栗和低壓蓄能器同時向主液壓缸供油，錘頭迅速下降直至錘頭接觸到工件，同時兩側單出桿提升液壓缸內存油排入油箱。
[0006]4.壓延:低壓蓄能器關閉，六臺主液壓栗繼續向主液壓缸供油，隨著工件抗力不斷增加，六臺主液壓栗的壓力隨之增加，當主液壓栗壓力達到設定值時，其中五臺主液壓栗空載運行，只有一臺主液壓栗繼續工作，此時壓延速度迅速降低，當工件尺寸達到要求后(或壓不動時)，壓延結束。
[0007]從上述16MN快鍛液壓機組的運行方式可見傳統的鍛壓機組存在:a、壓機錘頭向上 (回程)時三臺主液壓栗空載運行，其空載運行功率達到100KWX3=300KW左右;b、壓延過程中，當主液壓栗壓力達到設定值時，其中五臺主液壓栗空載運行，只有一臺主液壓栗繼續工作，其空載運行功率達100KW X 5=500KW左右。顯而易見，傳統快鍛液壓機組多臺主液壓栗的資源配置不合理，其中液壓栗空運轉的電能消耗大；由于設置的栗數量較多，導致設備投入成本增大，而且需要配置的電力增容增加，又因增容大而承擔的基本電費(每KW每月30元) 增加，還直接導致供電設施投入增大而浪費資源。
【發明內容】
[0008]針對傳統液壓快鍛機組中液壓栗數量及配置方式的不合理，而造成設備投入增加及電力增容擴大，空載消耗能源較多的技術不足，本發明提出一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組。
[0009]本發明采用以下技術方案:一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組， 包括鍛壓錘頭、主液壓缸、單出桿提升液壓缸、主液壓栗、高壓蓄能器、中壓蓄能器、傳感器、 PLC、遠程操控臺、液壓閥及管路，所述的主液壓缸為柱塞式液壓缸;單出桿提升液壓缸中的單出桿的一端與主液壓缸中的柱塞的一端及鍛壓錘頭固定連接在壓機的活動梁上，從而三者上、下同步運動，其特征在于:主栗出油端增設一條管路，且管路上設有電磁換向閥、高壓蓄能器、傳感器、電液比例閥，所述電磁換向閥設置在主栗出油端與高壓蓄能器之間的管路上，所述主液壓缸與高壓蓄能器之間的管路上設有電液比例閥，所述傳感器設置在高壓蓄能器與電液比例閥的管路上;所述電磁換向閥、電液比例閥、傳感器與PLC電連接；所述鍛壓錘頭在壓延過程中主液壓缸內的壓力油由主液壓栗和高壓蓄能器同時供給； 所述中壓蓄能器與主液壓缸油管連接，鍛壓錘頭空程快降時主液壓缸所需的液壓油由中壓蓄能器獨立供給；所述電磁換向閥將主液壓栗輸出的壓力油分別向液壓缸、高壓蓄能器、回油箱油路切換供油；所述主液壓栗向單出桿提升液壓缸的有桿腔供給壓力油的管路上設有電液比例閥，實現管路的接通或斷開；所述中壓蓄能器連接主液壓缸的管路中設有電液比例閥，實現管路的接通或斷開； 所述主液壓栗向主液壓缸供給壓力油的管路上設有電液比例閥，實現管路的接通或斷開；所述高壓蓄能器向主液壓缸供給壓力油的管路上設有電液比例閥，實現管路的接通或斷開；所述主液壓栗和高壓蓄能器可實現對管路疊加供油；所述單出桿提升液壓缸的有桿腔與油箱相通的管路上設有電液比例閥，實現管路的接通或斷開；所述傳感器設置在高壓蓄能器向外輸出壓力油的管路上；與主液壓缸相連接的管路上還設有一傳感器；所述PLC、電液比例閥、電磁換向閥、傳感器電連接，且指令電液比例閥、電磁換向閥接通或斷開。
[0010]本發明通過設置高壓蓄能器將傳統液壓快鍛機組主液壓栗的配置數量減少，并將傳統快鍛液壓機組中低壓蓄能器的內存蓄能壓力增加，可獲得以下有益效果:1、通過主液壓栗接近滿負荷的工作，使液壓栗動力得到合理分配，即:利用主液壓栗的空運轉工況向高壓蓄能器提供壓力油，需要輸出最大油量時，主液壓栗與高壓蓄能器同時供壓，從而達到傳統快鍛液壓機組多臺主液壓栗同時供壓的效果，優化了資源配置、減少了設備投資、減少了液壓栗空運轉的能源消耗；2、將傳統快鍛液壓機組由多臺主液壓栗和低壓蓄能器同時向主液壓缸提供壓力油，實現鍛壓錘頭空程快降接近工件的工況，改變由中壓蓄能器獨立向主液壓缸提供壓力油，實現鍛壓錘頭空程快降接近工件的工況，避免了大馬拉小車的能源浪費現象。
[0011]本發明具有資源配置合理、結構設置簡單、設備投入少、能源利用率高等顯著優點。【附圖說明】
[0012]附圖為本發明的液壓控制系統示意圖。
[0013] 在附圖中為主液壓栗，2、2’、2’’為電磁換向閥，3、4為溢流閥，5為高壓蓄能器，6、7為傳感器，8、9、10、11、12、13為電液比例閥，14為中壓蓄能器，15、15’為單出桿提升液壓缸，16為主液壓缸，17為鍛壓錘頭，18為活動梁，19為PLC，20為遠程操控臺。【具體實施方式】[〇〇14]以下結合附圖對本發明作進一步解釋說明:如附圖1所示，主液壓缸16為柱塞式液壓缸，快鍛液壓機組的鍛壓錘頭17通過活動梁18 連接在主液壓缸16的柱塞上，且當柱塞一端充滿壓力油時鍛壓錘頭17空程下降；單出桿提升液壓缸15、15’分置于主液壓缸16的兩邊，其內的單出桿與鍛壓錘頭17相聯動，且當有桿腔內充滿壓力油時鍛壓錘頭17向上實現回程，；而當鍛壓錘頭17空程下降時兩只單出桿液壓缸15和15’的有桿腔與油箱相連接，且在連接的管路上通過設置一電液比例閥11實現管路接通或斷開;主液壓栗配置數量為三臺1、1’、1’ 中壓蓄能器的蓄能壓力為〇.3—3Mpa; 鍛壓錘頭17向上實現回程時，單出桿提升液壓缸15和15’有桿腔內的液壓油由配置的主液壓栗1、1’、1’’同時供給，主液壓缸1、1’、1’’內的存油排入中壓蓄能器14內；鍛壓錘頭17空程快降時主液壓缸16內的液壓油由中壓蓄能器14獨立供給，單出桿提升液壓缸15和15’有桿腔內的存油排入油箱，同時主液壓栗向高壓蓄能器5供油蓄能;鍛壓錘頭17壓延時主液壓缸1內的液壓油由配置的主液壓栗1、1’、1’’和高壓蓄能器5同時疊加供給;鍛壓錘頭17壓延抗力增加使供油壓力達到設定值時，主液壓缸16內的液壓油由主液壓栗1或1’或 1’’供給，其余主液壓栗切換向高壓蓄能器5供油蓄能；主液壓栗1、1’、1’’輸出壓力油的管路上，通過分別設置電磁換向閥2、2’、2’’實現向主液壓缸16、單出桿提升液壓缸15和15’供油路或向高壓蓄能器5供油路的切換;主液壓栗向單出桿提升液壓缸15和15’的有桿腔供給壓力油的管路上，通過設置電液比例閥10,實現管路的接通或斷開；中壓蓄能器5 連接主液壓缸16的管路中通過設置電液比例閥12、13,實現管路的接通或斷開;主液壓栗1、 1’、1’’向主液壓缸16供給壓力油的管路上，通過設置電液比例閥9,高壓蓄能器5向主液壓缸16供給壓力油的管路上，通過設置電液比例閥8實現主液壓栗出油管路與高壓蓄能器5出油管路的疊加供油或斷開;傳感器6設置在高壓蓄能器5向外輸出壓力油的管路上，傳感器7設置在與主液壓缸16相通的連接管路上;PLC 19通過傳感器6、7的感應信號和遠程操控臺20的輸入信號分別向電磁換向閥、電液比例閥發出接通或斷開工作指令。
[0015]以16MN快鍛機組為例，工作時:1、啟動:遠程操控臺20向PLC 19發出三臺主液壓栗1、1’、1’ ’的啟動指令，三臺主液壓栗1、1’、 1’’空載啟動；2、回程:遠程操控臺20向PLC 19發出電液比例閥10、12、13和電磁換向閥2、2 ’、2 ’’的左路接通以及電液比例閥8、9、11的關閉指令，三臺主液壓栗1、1’、1’’向單出桿提升液壓缸15和15’ 的有桿腔供給壓力油，鍛壓錘頭17上升，主液壓缸16內的存油排入中壓蓄能器14中；3、鍛壓錘頭空程快降:遠程操控臺20向PLC 19發出電液比例閥11、12、13和電磁換向閥2、2 ’、2 ’’的右路接通指令，中壓蓄能器14向主液壓缸16供給壓力油，鍛壓錘頭17空程快降迅速接觸到工件，單出桿提升液壓缸15和15’的有桿腔內存油排入油箱，三臺主液壓栗向高壓蓄能器5供油蓄能，當傳感器6測得高壓蓄能器5內的壓力達到設定值時，PLC19指令電磁換向閥2、2’、 2 ’’的右路斷開，三臺主液壓栗1、1’、1’ ’空載運行；4、壓延:遠程操控臺20向PLC19發出電液比例閥10、12、13關閉的指令，電液比例閥8、9接通，電磁換向閥2、2’、2’’的左路接通指令，三臺主液壓栗和高壓蓄能器5同時向主液壓缸16供給壓力油，隨著工件抗力不斷增加，主液壓栗的壓力隨之增加，當傳感器7 測得壓力達到設定值時，PLC19向電磁換向閥2’、2’’發出右路接通指令，主液壓栗切換到向高壓蓄能器5供壓蓄能狀態，只有主液壓栗1向主液壓缸16供給壓力油繼續維持壓延，當工件尺寸達到要求壓延結束時，傳感器7測得壓力最大值，PLC可編程控制器19向主液壓栗1發出左路斷開、右路接通指令，三臺主液壓栗全部切換到向高壓蓄能器5供壓進入蓄能狀態。
【主權項】
1.一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，包括鍛壓錘頭、主液壓缸、單出 桿提升液壓缸、主液壓栗、高壓蓄能器、中壓蓄能器、傳感器、PLC、遠程操控臺、液壓閥及管 路，所述的主液壓缸為柱塞式液壓缸;單出桿提升液壓缸中的單出桿的一端與主液壓缸中 的柱塞的一端及鍛壓錘頭固定連接在壓機的活動梁上，從而三者上、下同步運動，其特征在 于:所述主液壓栗出油端增設一條管路，且管路上設有電磁換向閥、高壓蓄能器、傳感器、 電液比例閥，所述電磁換向閥設置在主栗出油端與高壓蓄能器之間的管路上，所述主液壓 缸與高壓蓄能器之間的管路上設有電液比例閥，所述傳感器設置在高壓蓄能器與電液比例 閥的管路上;所述電磁換向閥、電液比例閥、傳感器與PLC電連接；所述鍛壓錘頭在壓延過程中主液壓缸內的壓力油由主液壓栗和高壓蓄能器同時供給；所述中壓蓄能器與主液壓缸油管連接，鍛壓錘頭空程快降時主液壓缸所需的液壓油由 中壓蓄能器獨立供給。2.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:電磁換向閥將主液壓栗輸出的壓力油分別向液壓缸、高壓蓄能器、回油箱油路切換供油。3.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:所述主液壓栗向單出桿提升液壓缸的有桿腔供給壓力油的管路上設有電液比例閥， 實現管路的接通或斷開。4.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:所述中壓蓄能器連接主液壓缸的管路中設有電液比例閥，實現管路的接通或斷開。5.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:所述主液壓栗向主液壓缸供給壓力油的管路上設有電液比例閥，實現管路的接通或 斷開。6.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:所述高壓蓄能器向主液壓缸供給壓力油的管路上設有電液比例閥，實現管路的接通 或斷開。7.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:所述主液壓栗和高壓蓄能器可實現對管路疊加供油。8.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:所述單出桿提升液壓缸的有桿腔與油箱相通的管路上設有電液比例閥，實現管路的 接通或斷開。9.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:所述傳感器設置在高壓蓄能器向外輸出壓力油的管路上。10.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:與主液壓缸相連接的管路上還設有一傳感器。11.根據權利要求1所述的一種液壓栗與高壓蓄能器疊加供壓的液壓快鍛機組，其特征 在于:所述PLC通過傳感器的感應信號和遠程操控臺的輸入信號分別向電磁換向閥、電液比 例閥發出接通或斷開工作指令。
【文檔編號】F15B1/033GK106015124SQ201610582538
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月22日
【發明人】張連華, 胡志清
【申請人】中聚信海洋工程裝備有限公司