一种容积可变的高效率低振动液压油缸的制作方法

本发明属于液压式压力机的技术领域，特别涉及一种容积可变的高效率低振动液压油缸。

背景技术：

液压式压力机是根据帕斯卡原理制成的，是一种利用液体的压力来传递能量以完成各种成形加工工艺的设备。液压式压力机自问世以来发展很快，已在工业生产中获得了广泛应用，如板材冲压成形、型材挤压成形、金属锻造成形、卷板校直等等。液压油缸是将液压能转变为机械能的液压执行元件，是液压式压力机最重要的零部件之一。

液压油的压缩性导致液压式压力机在使用过程中会出现一系列问题，而且压力机吨位越大，这些问题越明显。例如，用于板料冲压的液压式压力机，在冲裁即将开始时，冲裁不能马上进行，而是要继续供油以补充因油压升高、油液压缩导致的油液不足，这大大降低了冲压生产效率；在冲压结束时，由于油压急剧减小，储存在液压油中的压缩能瞬间释放，产生强烈冲击，从而导致强烈振动和噪声，不仅恶化工作环境，而且严重影响零件成形精度以及液压机和模具的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述技术需求而提供一种容积可变的高效率低振动液压油缸，提高液压式压力机的工作效率、降低液压冲击振动、提高加工精度以及提高压力机和模具的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种容积可变的高效率低振动液压油缸，其特征在于：包括缸体、油缸容积调节装置、进油管道和可调限位块，所述缸体通过第一连接螺栓与压力机机架相连，缸体顶部开口处设有所述可调限位块，缸体内设有主活塞杆，所述主活塞杆顶端伸出缸体顶部开口，所述进油管道与缸体的进油口通过第二连接螺栓相连，所述油缸容积调节装置包括容积调节活塞、蜗轮丝杆升降机和伺服电机，所述伺服电机与所述蜗轮丝杠升降机相连，所述容积调节活塞固定于丝杠顶部，穿过缸体底部开口伸入缸体内部，顶部与主活塞杆底部相对应。

按上述方案，所述容积调节活塞与缸体之间、主活塞杆与缸体之间、可调限位块与缸体之间及主活塞杆与可调限位块之间，均设置有导向带和密封带。

本发明的有益效果是：提供一种容积可变的高效率低振动液压油缸，可以改变液压油缸的容积，减小压力机工作过程中液压油缸内液压油的体积，从而实现：1)减小液压油缸内油压增大时油液的压缩量，缩短补充油液的时间，提高工作效率；2)减小油液压缩时储存的压缩能，降低因压缩能突然释放带来的冲击振动和噪声，改善工作环境，提高加工精度以及压力机和模具的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2a-2d为某型号12000kn精冲压力机在一个工作周期内主液压油缸的状态变化图。

图3a-3d为本发明一个实施例的液压油缸在一个工作周期内的状态变化。

其中：1-压力机机架；2-进油管道；3-第二连接螺栓；4-缸体；5-油缸容积调节装置；5.1-容积调节活塞；5.2-蜗轮丝杆升降机；5.3-伺服电机；6-第一连接螺栓；7-导向带；8-密封带；9-可调限位块；10-主活塞杆。

具体实施方式

现结合附图对本发明实施方式进行说明，本发明并不局限于下述实施例。

一种容积可变的高效率低振动液压油缸，包括缸体4、油缸容积调节装置5、进油管道2和可调限位块9，缸体通过第一连接螺栓6与压力机机架1相连，缸体顶部开口处设有可调限位块，缸体内设有主活塞杆10，主活塞杆顶端伸出缸体顶部开口，进油管道与缸体的进油口通过第二连接螺栓3相连，油缸容积调节装置包括容积调节活塞5.1、蜗轮丝杆升降机5.2和伺服电机5.3，伺服电机与蜗轮丝杠升降机相连，容积调节活塞固定于丝杠顶部，穿过缸体底部开口伸入缸体内部，顶部与主活塞杆底部相对应。

容积调节活塞与缸体之间、主活塞与缸体之间、可调限位块与缸体之间及活塞杆与可调限位块之间，均设置有导向带7和密封带8，分别用于导向和防止液压油泄露。

油缸容积调节装置的工作原理为：通过伺服电机驱动蜗轮丝杆升降机，带动容积调节活塞上下运动，以改变容积调节活塞伸入缸体内的体积，从而改变液压油缸的实际容积。

蜗轮丝杆升降机具有自锁功能，以使油缸容积调节装置可以承受精冲机在工作过程中产生的油压。

进油管道用于向缸体提供液压油；主活塞杆可上下移动地设置在缸体内，可在油压作用下向上移动以实现精冲或复合精冲工艺；可调限位块可上下移动地设置在缸体顶部，用于精确控制精冲机工作时主活塞杆的上死点位置。

应用了本发明实施例的精冲液压机与某型号12000kn精冲液压机分别用于精冲相同的8mm板料，通过计算对比进一步说明本发明的有益效果。

图2a-2d所示为某型号12000kn精冲液压机的缸体在一个精冲周期内的状态变化。图2a所示为一个精冲周期的开始，主活塞杆处于工艺行程最低点位置，虽然主活塞杆的最大行程可达300mm(即从主活塞杆触碰缸体底部位置到上死点位置)，但为了减小精冲周期、提高生产效率，此工艺下主活塞杆实际的最大行程仅为50mm(即从工艺行程最低点位置到上死点位置)；图2b所示为冲裁即将开始的位置，此时缸体内液压油体积为v1＝34.95l，进管道内液压油体积为vp＝6.55l，液压油的压缩刚度为βe＝1400mpa，油压升高δp＝20mpa引起的液压油体积压缩量为冲裁时液压油的流量为q＝1.8l/s，则补充油液体积压缩所需的时间为图2c所示为冲裁结束的位置，此时，缸体和油管内油压急剧下降，瞬间释放的压缩能为图2d为一个精冲周期结束后，主活塞杆又回到工艺行程最低点位置，准备开始下一个精冲周期。

图3a-3d所示为本发明的实施例在一个精冲周期内的状态变化。图3a所示为一个精冲周期的开始，主活塞杆处于工艺行程最低点位置，而容积调节活塞在伺服电机和蜗轮丝杆的调节作用下伸入液压油缸内，直至与主活塞杆下表面接触，使缸体的容积尽量减小；图3b所示为冲裁即将开始的位置，此时缸体内液压油的体积为v2＝19.45l，油压升高引起的液压油体积压缩量为补充体积压缩所需时间为图3c所示为冲裁结束的位置，此时，因油压下降释放的压缩能为图3d为一个精冲周期结束后，主活塞杆又回到工艺行程最低点位置，准备开始下一个精冲周期。

由以上分析可知，应用本发明实施例的精冲液压机与某型号12000kn的精冲液压机相比，在冲裁时缸体的容积减小了44.349％，并由此取得了以下有益效果：1)在冲裁即将开始时，补充因油压升高引起的液压油体积压缩所需时间减少了0.12s，即每个精冲周期所需时间减少了0.12s，假设该型号12000kn精冲液压机每分钟生产30个零件，每天工作10小时可生产18000个零件，则应用本发明实施例的精冲液压机每天工作10小时可多生产1150个零件，效率提高了6.4％；2)在冲裁结束时，因油压下降瞬间释放的压缩能减少了25.6％，从而大大降低因此带来的冲击振动和噪声，改善了工作环境，提高加工精度以及压力机和模具的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。