本发明涉及大吨位惯性摩擦焊机液压驱动系统。
背景技术：
宽体客机发动机转动部件用惯性摩擦焊机的研制，是实现惯性摩擦焊工艺应用的基础，通过研制大吨位惯性摩擦焊机主机及液压驱动系统，才能最终进行发动机转动部件的优质高效焊接，将航空发动机部件结构设计变成可行，并保证发动机转动部件制造质量和安全运行的保障。而现有的大吨位惯性摩擦焊机液压驱动系统国外基本都是采用单泵供油方式，需要高压大流量柱塞泵，装机功率大、成本高，国内现在还没有此项技术，而通过研制低压大流量、高压小流量大吨位惯性摩擦焊机液压驱动系统，才能使技术从无到有、实现技术升级。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种装机功率小、成本低、节能降耗、性能稳定可靠的大吨位惯性摩擦焊机液压驱动系统，以克服现有技术存在的技术不足。本发明采用如下的技术方案：一种大吨位惯性摩擦焊机液压驱动系统，包括低压大流量叶片泵4、高压小流量柱塞泵7，第一个二位四通电液换向阀13.1，第二个二位四通电液换向阀13.2，三位四通电液换向阀14，第三个二位四通电液换向阀16，主轴工件油缸18.1，尾座工件油缸18.2及顶锻油缸18.3。
所述低压大流量叶片泵4下端吸口连接自封式吸口滤油器1.1，低压大流量叶片泵4的上端出口与管式单向阀9.1的正向油口、电磁溢流阀6.1的进油口、压力表8.1按顺序连接在一起；板式单向阀10.1的正向油口、板式单向阀10.2的正向油口、管式单向阀9.2的正向油口和管式单向阀9.1的反向油口按顺序连接在一起。
所述高压小流量柱塞泵7下端吸口连接自封式吸口滤油器1.2，高压小流量柱塞泵7的上端出口与管式单向阀9.2的正向油口、电磁溢流阀6.2的进油口、压力表8.2按顺序连接在一起；节流孔11.1的下部油口、节流孔11.2的下部油口、比例阀12的进油口、管式单向阀9.3的反向油口和管式单向阀9.2的反向油口按顺序连接在一起。
所述第一个二位四通电液换向阀13.1的第一油口、板式单向阀10.1的反向油口和节流孔11.1的上部油口按顺序连接在一起，第一个二位四通电液换向阀13.1的第二油口连接回油滤油器2的进油口，第一个二位四通电液换向阀13.1的第三油口连接主轴工件油缸18.1的a1油口，第一个二位四通电液换向阀13.1的第四油口连接减压阀15.1的进油口。
所述第二个二位四通电液换向阀13.2的第一油口连接回油滤油器2的进油口，第二个二位四通电液换向阀13.2的第二油口、板式单向阀10.2的反向油口和节流孔11.2的上部油口按顺序连接在一起，第二个二位四通电液换向阀13.2的第三油口连接减压阀15.2的进油口，第二个二位四通电液换向阀13.2的第四油口连接尾座工件油缸18.2的b2油口。
所述三位四通电液换向阀14的第一油口连接回油滤油器2的进油口，三位四通电液换向阀14的第二油口、比例阀12的出油口和压力表8.3按顺序连接在一起，三位四通电液换向阀14的第三油口、第三个二位四通电液换向阀16的第二油口和节流阀17的出油口按顺序连接在一起，三位四通电液换向阀14的第四油口连接顶锻油缸18.3的b3油口。
在本发明的具体实施中，主轴工件油缸18.1的a1油口连接第一个二位四通电液换向阀13.1的第三油口，主轴工件油缸18.1的b1油口、减压阀15.1的出油口和压力表8.4按顺序连接在一起。
在本发明的具体实施方式中，尾座工件油缸18.2的a2油口、减压阀15.2的出油口和压力表8.5按顺序连接在一起，尾座工件油缸18.2的b2油口连接第二个二位四通电液换向阀13.2的第四油口。
在本发明的具体实施中，顶锻油缸18.3的a3油口、第三个二位四通电液换向阀16的第四油口和节流阀17的进油口按顺序连接在一起，顶锻油缸18.3的b3油口连接三位四通电液换向阀14的第四油口，第三个二位四通电液换向阀16的第一油口封闭，第三个二位四通电液换向阀16的第二油口、节流阀17的进油口和三位四通电液换向阀14的第三油口按顺序连接在一起，第三个二位四通电液换向阀16的第三油口封闭。
本发明工作原理
1.手动启动叶片泵4和柱塞泵7，电磁溢流阀6.1电磁铁和电磁溢流阀6.2电磁铁均带电，叶片泵4和柱塞泵7均建立压力。
2.手动按下主轴工件油缸18.1的夹紧按钮，第一个二位四通电液换向阀13.1阀芯a推至阀腔，叶片泵4和柱塞泵7双泵同时供油，快速夹紧工件，夹紧压力升高到叶片泵4的设定值时，叶片泵4无法再向油路供油，这是只有柱塞泵7单独向主轴工件油缸18.1供油，实现主轴工件夹紧牢固。
3.手动按下尾座工件油缸18.2的夹紧按钮，第二个二位四通电液换向阀13.2阀芯a推至阀腔，叶片泵4和柱塞泵7双泵同时供油，快速夹紧工件，夹紧压力升高到叶片泵4的设定值时，叶片泵4无法再向油路供油，这是只有柱塞泵7单独向尾座工件油缸18.2供油，实现尾座工件夹紧牢固。
4.完成上述步骤后，手动按下焊接按钮，系统进入自动程序过程：顶锻油缸18.3低压快速前进时，推动三位四通电液换向阀14的阀芯b处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油，经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第四油口进入顶锻油缸18.3的b3油口、a3油口排出经第三个二位四通电液换向阀16的第四油口、第二油口流回油箱；到达工作位置，三位四通电液换向阀14阀芯回中位，油缸停止运动；到设定时间后开始高压工作进给，三位四通电液换向阀14的阀芯b处于阀腔，第三个二位四通电液换向阀16的阀芯a处于阀腔、阀封闭，高压小流量柱塞泵7单独供油经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第四油口进入顶锻油缸18.3的b3油口、a3油口排出经节流阀17流回油箱；高压工作进给到位移设定值时转为高压快速顶锻，高压小流量柱塞泵7和三位四通电液换向阀14状态不变，供油经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第四油口进入顶锻油缸18.3的b3油口、a3油口排出经第三个二位四通电液换向阀16的第四油口、第二油口流回油箱，完成顶锻过程；然后第一个二位四通电液换向阀13.1阀芯b处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油，主轴工件油缸18.1快速松开工件；顶锻油缸18.3低压快速后退，推动三位四通电液换向阀14的阀芯a处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油，经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第三油口和第三个二位四通电液换向阀16的第二油口、第四油口后由a3进入、b3排出经三位四通电液换向阀14的第四油口、第一油口流回油箱，快速后退至初始位置,然后三位四通电液换向阀14阀芯回中位，顶锻油缸18.3停在初始位置；此时第二个二位四通电液换向阀13.2阀芯b处于阀腔，尾座工件油缸18.2松开工件，此时取出惯性摩擦焊接工件，而这时，大吨位惯性摩擦焊机已经完成一个工作循环过程。
本发明技术效果
采用上述技术方案，本发明仅通过1台低压大流量叶片泵、1台高压小流量柱塞泵的双泵供油组合和1个三位四通电液换向阀、3个二位四通电液换向阀、5个单向阀、2个电磁溢流阀、1个比例阀、1个节流阀、2个减压阀和3个油缸就实现了大吨位惯性摩擦焊机液压驱动系统；液压驱动系统即实现了低压大流量叶片泵和高压小流量柱塞泵双泵同时向同一油路供油的技术，通过单向阀和节流孔的合理匹配，避免了两油路的相互干涉，发挥两油泵的各自优势，液压系统装机功率45kw,相比采用1个高压柱塞泵的液压系统装机功率150kw，大幅降低装机功率、节约能耗；同时还实现了主轴工件油缸的快速动作和夹紧牢固可靠、尾座工件油缸的快速动作和夹紧牢固稳定及顶锻油缸低压快速前进、高压工作进给、高压快速顶锻和低压快速后退等动作，系统动作过程由计算机+plc程序自动控制，具有结构原理简单、动作稳定可靠的优点。
附图说明
图1为本发明的液压系统原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的大吨位惯性摩擦焊机液压驱动系统，包括低压大流量叶片泵4、高压小流量柱塞泵7，第一个二位四通电液换向阀13.1，第二个二位四通电液换向阀13.2，三位四通电液换向阀14，第三个二位四通电液换向阀16，主轴工件油缸18.1，尾座工件油缸18.2及顶锻油缸18.3。
低压大流量叶片泵4是定量泵，由电机5.1驱动，压力由电磁溢流阀6.1设定，设定值3mpa；低压大流量叶片泵4下端吸口连接自封式吸口滤油器1.1，低压大流量叶片泵4的上端出口与管式单向阀9.1的正向油口、电磁溢流阀6.1的进油口、压力表8.1按顺序连接在一起；板式单向阀10.1的正向油口、板式单向阀10.2的正向油口、管式单向阀9.2的正向油口和管式单向阀9.1的反向油口按顺序连接在一起。
高压小流量柱塞泵7是变量泵，由电机5.2驱动，压力由电磁溢流阀6.2设定，设定值22mpa；高压小流量柱塞泵7下端吸口连接自封式吸口滤油器1.2，高压小流量柱塞泵7的上端出口与管式单向阀9.2的正向油口、电磁溢流阀6.2的进油口、压力表8.2按顺序连接在一起；节流孔11.1的下部油口、节流孔11.2的下部油口、比例阀12的进油口、管式单向阀9.3的反向油口和管式单向阀9.2的反向油口按顺序连接在一起。
第一个二位四通电液换向阀13.1的第一油口、板式单向阀10.1的反向油口和节流孔11.1的上部油口按顺序连接在一起，第一个二位四通电液换向阀13.1的第二油口连接回油滤油器2的进油口，第一个二位四通电液换向阀13.1的第三油口连接主轴工件油缸18.1的a1油口，第一个二位四通电液换向阀13.1的第四油口连接减压阀15.1的进油口。
第二个二位四通电液换向阀13.2的第一油口连接回油滤油器2的进油口，第二个二位四通电液换向阀13.2的第二油口、板式单向阀10.2的反向油口和节流孔11.2的上部油口按顺序连接在一起，第二个二位四通电液换向阀13.2的第三油口连接减压阀15.2的进油口，第二个二位四通电液换向阀13.2的第四油口连接尾座工件油缸18.2的b2油口。
三位四通电液换向阀14的第一油口连接回油滤油器2的进油口，三位四通电液换向阀14的第二油口、比例阀12的出油口和压力表8.3按顺序连接在一起，三位四通电液换向阀14的第三油口、第三个二位四通电液换向阀16的第二油口和节流阀17的出油口按顺序连接在一起，三位四通电液换向阀14的第四油口连接顶锻油缸18.3的b3油口。
第三个二位四通电液换向阀16的第一油口封闭，第三个二位四通电液换向阀16的第二油口、节流阀17的进油口和三位四通电液换向阀14的第三油口按顺序连接在一起，第三个二位四通电液换向阀16的第三油口封闭，第三个二位四通电液换向阀16的第四油口、节流阀17的出油口和顶锻油缸18.3的a3油口按顺序连接在一起。
第一个二位四通电液换向阀13.1的第二油口、第二个二位四通电液换向阀13.2的第一油口、三位四通电液换向阀14的第一油口、电磁溢流阀6.1的出油口、电磁溢流阀6.2的出油口和回油滤油器2的进油口按顺序连接在一起，回油滤油器2的出油口流入油箱3，自封式吸口滤油器1.1和自封式吸口滤油器1.2连接在油箱3上，油箱3采用封闭形式，两侧均预留人工检查口，循环过滤系统可以保证系统介质的清洁度，使系统能够按要求正常地工作。
第一个二位四通电液换向阀13.1、第二个二位四通电液换向阀13.2、三位四通换向阀14和第三个二位四通电液换向阀16均具有两个阀芯a、b和四个油口，当推动阀芯a到阀腔时、实现第一油口和第四油口贯通、第二油口和第三油口贯通；当推动阀芯b到阀腔开启时，实现第一油口和第三油口贯通、第二油口和第四油口贯通。
主轴工件油缸18.1的a1油口连接第一个二位四通电液换向阀13.1的第三油口，主轴工件油缸18.1的b1油口、减压阀15.1的出油口和压力表8.4按顺序连接在一起；原始状态为第一个二位四通电液换向阀13.1阀芯b处于阀腔，主轴工件油缸18.1处于松开状态，当主轴工件油缸18.1夹紧工件时，推动第一个二位四通电液换向阀13.1的阀芯a处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油通过第一个二位四通电液换向阀13.1的第一油口、第四油口，经减压阀15.1后由b1进入主轴工件油缸18.1，活塞快速向左移动夹紧工件，负载加大，使叶片泵4无法供油，此时只有高压小流量柱塞泵7单独向主轴工件油缸18.1供油，实现工件夹紧。
尾座工件油缸18.2的a2油口、减压阀15.2的出油口和压力表8.5按顺序连接在一起，尾座工件油缸18.2的b2油口连接第二个二位四通电液换向阀13.2的第四油口；原始状态为第二个二位四通电液换向阀13.2阀芯b处于阀腔，尾座工件油缸18.2处于松开状态，当尾座工件油缸18.2夹紧工件时，推动第二个二位四通电液换向阀13.2的阀芯a处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油通过第二个二位四通电液换向阀13.2的第二油口、第三油口，经减压阀15.2后由a2进入尾座工件油缸18.2，活塞快速向右移动夹紧工件，负载加大，使叶片泵4无法供油，此时只有高压小流量柱塞泵7单独向尾座工件油缸18.2供油，实现工件夹紧。
顶锻油缸18.3的a3油口、第三个二位四通电液换向阀16的第四油口和节流阀17的进油口按顺序连接在一起，顶锻油缸18.3的b3油口连接三位四通电液换向阀14的第四油口；焊机在初始位置，三位四通电液换向阀14阀芯原始状态在中位；当顶锻油缸18.3低压快速前进时，推动三位四通电液换向阀14的阀芯b处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油，经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第四油口进入顶锻油缸18.3的b3油口、a3油口排出经第三个二位四通电液换向阀16的第四油口、第二油口流回油箱；到达工作位置，三位四通电液换向阀14阀芯回中位，油缸停止运动；然后高压工作进给，三位四通电液换向阀14的阀芯b处于阀腔，第三个二位四通电液换向阀16的阀芯a处于阀腔、阀封闭，高压小流量柱塞泵7单独供油经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第四油口进入顶锻油缸18.3的b3油口、a3油口排出经节流阀17流回油箱；高压工作进给到位移设定值时转为高压快速顶锻，高压小流量柱塞泵7和三位四通电液换向阀14状态不变，供油经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第四油口进入顶锻油缸18.3的b3油口、a3油口排出经第三个二位四通电液换向阀16的第四油口、第二油口流回油箱，完成顶锻过程；低压快速进给和高压顶锻压力由比例阀12按控制程序调整，微机闭环控制；顶锻油缸18.3低压快速后退，推动三位四通电液换向阀14的阀芯a处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油，经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第三油口和第三个二位四通电液换向阀16的第二油口、第四油口后由a3进入、b3排出经三位四通电液换向阀14的第四油口、第一油口流回油箱，快速后退至初始位置,然后三位四通电液换向阀14阀芯回中位，顶锻油缸18.3停在初始位置。
液压系统工作时，电磁溢流阀6.1电磁铁带电，叶片泵4建立压力，电磁溢流阀6.2电磁铁带电，柱塞泵7建立压力，非工作状态时，电磁溢流阀6.1电磁铁和6.2电磁铁均失电，液压系统卸荷，电磁溢流阀即可以控制电动机空载启动，还起到了节能降耗并减少油液发热的作用。
以上就是本发明的大吨位惯性摩擦焊机液压驱动系统。整个系统的工作过程如下：
1.手动启动叶片泵4和柱塞泵7，电磁溢流阀6.1电磁铁和电磁溢流阀6.2电磁铁均带电，叶片泵4和柱塞泵7均建立压力。
2.手动按下主轴工件油缸18.1的夹紧按钮，第一个二位四通电液换向阀13.1阀芯a推至阀腔，叶片泵4和柱塞泵7双泵同时供油，快速夹紧工件，夹紧压力升高到叶片泵4的设定值时，叶片泵4无法再向油路供油，这是只有柱塞泵7单独向主轴工件油缸18.1供油，实现主轴工件夹紧牢固。
3.手动按下尾座工件油缸18.2的夹紧按钮，第二个二位四通电液换向阀13.2阀芯a推至阀腔，叶片泵4和柱塞泵7双泵同时供油，快速夹紧工件，夹紧压力升高到叶片泵4的设定值时，叶片泵4无法再向油路供油，这是只有柱塞泵7单独向尾座工件油缸18.2供油，实现尾座工件夹紧牢固。
4.完成上述步骤后，手动按下焊接按钮，系统进入自动程序过程：顶锻油缸18.3低压快速前进时，推动三位四通电液换向阀14的阀芯b处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油，经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第四油口进入顶锻油缸18.3的b3油口、a3油口排出经第三个二位四通电液换向阀16的第四油口、第二油口流回油箱；到达工作位置，三位四通电液换向阀14阀芯回中位，油缸停止运动；到设定时间后开始高压工作进给，三位四通电液换向阀14的阀芯b处于阀腔，第三个二位四通电液换向阀16的阀芯a处于阀腔、阀封闭，高压小流量柱塞泵7单独供油经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第四油口进入顶锻油缸18.3的b3油口、a3油口排出经节流阀17流回油箱；高压工作进给到位移设定值时转为高压快速顶锻，高压小流量柱塞泵7和三位四通电液换向阀14状态不变，供油经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第四油口进入顶锻油缸18.3的b3油口、a3油口排出经第三个二位四通电液换向阀16的第四油口、第二油口流回油箱，完成顶锻过程；然后第一个二位四通电液换向阀13.1阀芯b处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油，主轴工件油缸18.1快速松开工件；顶锻油缸18.3低压快速后退，推动三位四通电液换向阀14的阀芯a处于阀腔，低压大流量叶片泵4和高压小流量柱塞泵7双泵同时供油，经比例阀12后由三位四通电液换向阀14的第二油口、第三油口和第三个二位四通电液换向阀16的第二油口、第四油口后由a3进入、b3排出经三位四通电液换向阀14的第四油口、第一油口流回油箱，快速后退至初始位置,然后三位四通电液换向阀14阀芯回中位，顶锻油缸18.3停在初始位置；此时第二个二位四通电液换向阀13.2阀芯b处于阀腔，尾座工件油缸18.2松开工件，此时取出惯性摩擦焊接工件，而这时，大吨位惯性摩擦焊机已经完成一个工作循环过程。
以上的实例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。