一种多蓄能器高性能伺服油压机液压系统的制作方法

本发明涉及液压技术领域，具体涉及一种多蓄能器高性能伺服油压机液压系统。

背景技术：

目前大部分油压机和液压压力机系统工作时油温上升过快，能量利用效率低据统计有效能量利用效率仅7％，供油液压系统压力单一不可变等问题，其整个系统缺少必要的减振及蓄能装置。而采用传统伺服电机的油压机在快进转工进时由于液压系统存在迟滞特性导致建压不及时从而出现冲击振动及卡顿现象，极大地影响了机器的冲压质量。同时由于油压机和液压压力机滑块质量均较大，在滑块下落过程中传统液压系统无任何节能装置，导致较大能量损耗。同时在传统液压系统中，为了进一步追求工作效率，只能不断增大电机装机功率导致造成了极大资源及能源浪费。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种多蓄能器高性能伺服油压机液压系统，能精准实现油压机速度无级可调，供油压力多级可变，超高速快进与较慢工进稳速低振转换，有效降低电机装载功率及工作油温，能极大提高液压系统响应速度，提高生产效率，能降低冲压过程中快进转工进振动及卡顿，同时具有较好的节能性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种多蓄能器高性能伺服油压机液压系统，包括伺服泵驱动多联泵模块、主缸液压蓄能模块、高位油箱、差速驱动模、快速缸液压蓄能模块、控制系统和执行机构，执行机构包括主缸、快速缸和滑块，主缸和快速缸均与滑块连接，

主缸的供油端与主缸液压蓄能模块和高位油箱连接，主缸的回油端连接有机械能回收模块，差速驱动模块连接在快速缸供油端和回油端，快速缸液压蓄能模块与差速驱动模块连接，主缸液压蓄能模块和快速缸液压蓄能模块与伺服泵驱动多联泵模块连接；

控制系统分别与伺服泵驱动多联泵模块、主缸液压蓄能模块、差速驱动模和快速缸液压蓄能模块连接。

按照上述技术方案，滑块连接有位移传感器，位移传感器与控制系统连接。

按照上述技术方案，主缸液压蓄能模块与主缸之间连接有主缸运动方向控制模块，快速缸液压蓄能模块与差速驱动模之间连接有快速缸运动方向控制模块。

按照上述技术方案，高位油箱与主缸的供油端之间连接有主缸快速充液模块。

按照上述技术方案，高位油箱位置要高于主缸快速充液模块。

按照上述技术方案，主缸的供油端还连接有高压油液卸荷模块。

按照上述技术方案，主缸的回油端连接有机械能回收模块。

按照上述技术方案，所述的多蓄能器高性能伺服油压机液压系统还包括多联泵油路汇合模块、油液压力传感器和多联泵建压溢流模块，伺服泵驱动多联泵模块通过多联泵油路汇合模块分别与主缸液压蓄能模块和快速缸液压蓄能模块连接；

伺服泵驱动多联泵模块与多联泵建压溢流模块和多联泵油路汇合模块连接，油液压力传感器设置于多联泵建压溢流模块的支路上。

按照上述技术方案，多联泵油路汇合模块的输出端连接有多级压力泄压模块。

按照上述技术方案，快速缸的缸径小于主缸的缸径。

本发明具有以下有益效果：

本发明专利通过支路液压蓄能模块来克服快进转工进伺服泵驱动系统建压问题，并吸收主供油路剩余液压能量；滑块机械能回收模块会回收主缸及滑块快下及工进阶段的机械势能，并在滑块返程时释放；快下阶段，通过开启和关闭差速驱动模块，调节伺服电机转速、工作泵数量调节滑块快下阶段滑块速度，在工进阶段，同样可调节伺服电机转速、工作泵数量调节滑块工进速度，能极大提高液压系统响应速度，提高生产效率，能降低冲压过程中快进转工进振动及卡顿，同时具有较好的节能性，能精准实现油压机速度无级可调，供油压力多级可变，超高速快进与较慢工进稳速低振转换，有效降低电机装载功率及工作油温，与传统油压机相比性能提升明显且节能效果显著。

附图说明

图1是本发明实施例中多蓄能器高性能伺服油压机液压系统的结构框图；

图2是本发明实施例中多联泵油路汇合模块的伺服控制逻辑图；

图3是本发明实施例中多蓄能器高性能伺服油压机液压系统的原理图；

图4是本发明实施例中多联泵建压溢流模块的原理图；

图5是本发明实施例中高压油液卸荷模块的原理图；

图6是本发明实施例中差速驱动模块的原理图；

图7是本发明实施例中多级压力泄压模块的原理图；

图中，1-多联泵建压溢流模块，2-位移传感器，3-机械能回收模块，4-主缸，5-高压油液卸荷模块，6-高位油箱，7-充液阀，8-快速缸，9-滑块，10-差速驱动模块，11-快速缸运动方向控制模块，12-快速缸液压蓄能模块，13-主缸运动方向控制模块，14-主缸液压蓄能模块，15-单向插装阀，16-多级压力泄压模块，17-油液压力传感器，18-多联泵油液汇合模块，19-伺服泵驱动多联泵模块，20-油箱；

1-1-第一开关电磁阀，1-2-第一插装阀，1-3-第一电磁溢流阀；

5-1-卸荷阀盖板，5-2-卸荷阀主阀；

10-1-单向阀，10-2-第二开关电磁阀；

16-1-第二电磁溢流阀，16-2-第二插装阀，16-3-第三开关电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图3所示，本发明提供的一个实施例中的多蓄能器高性能伺服油压机液压系统，包括伺服泵驱动多联泵模块19、主缸液压蓄能模块14、高位油箱6、差速驱动模、快速缸液压蓄能模块12、控制系统和执行机构，执行机构包括主缸4、快速缸8和滑块9，主缸4和快速缸8均与滑块9连接，

主缸4的供油端与主缸液压蓄能模块14和高位油箱6连接，差速驱动模块10连接在快速缸8供油端和回油端，快速缸液压蓄能模块12与差速驱动模块10连接，主缸液压蓄能模块14和快速缸液压蓄能模块12与伺服泵驱动多联泵模块19连接；

控制系统分别与伺服泵驱动多联泵模块19、主缸液压蓄能模块14、差速驱动模和快速缸液压蓄能模块12连接。

进一步地，控制系统为工控机。

进一步地，滑块9连接有位移传感器2，位移传感器2与控制系统连接；快速缸8和主缸4与滑块9相连接，共同运动，滑块9实时位移通过位移传感器2传递给工控机。

进一步地，主缸液压蓄能模块14与主缸4之间连接有主缸运动方向控制模块13，快速缸液压蓄能模块12与差速驱动模之间连接有快速缸运动方向控制模块。

进一步地，高位油箱6与主缸4的供油端之间连接有主缸快速充液模块；主缸快速充液模块为充液阀7。

进一步地，高位油箱6位置要高于主缸快速充液模块；即高位油箱6位置要高于充液阀7。

进一步地，主缸4的供油端还连接有高压油液卸荷模块5。

进一步地，主缸4的回油端连接有机械能回收模块。

整个主缸4回路并联在主供油路上，主缸液蓄能模块、主缸运动方向控制模块13和高压油液卸荷模块5均与主缸4液压回路相连接，高位油箱6位置要高于充液阀7，箱内油液会通过主缸快速充液模块进入主缸4，实现主缸4快速工进阶段主缸4大流量需求，滑块机械能回收模块3会回收主缸4及滑块9快下及工进阶段的机械势能，并在滑块9返程时释放。

整个快速缸8回路并联在主供油路上，快速缸液压蓄能模块12和快速缸运动方向控制模块连接在快速缸8回路上，差速驱动模块10连接在快速缸8供油端及回油端，在快下阶段时，当供油端压力较小时且快下阶段速度低于预设定值，差速驱动模块10就会启动，提升滑块9快进速度。

进一步地，所述的多蓄能器高性能伺服油压机液压系统还包括多联泵油路汇合模块、油液压力传感器和多联泵建压溢流模块1，伺服泵驱动多联泵模块19通过多联泵油路汇合模块分别与主缸液压蓄能模块和快速缸液压蓄能模块12连接；

多联泵建压溢流模块1的一端与伺服泵驱动多联泵模块19连接，多联泵建压溢流模块1的另一端一端与油液压力传感器的一端连接，油液压力传感器的另一端与多联泵油路汇合模块连接。

进一步地，控制系统分别与油液压力传感器和多联泵建压溢流模块1连接。

进一步地，伺服泵驱动多联泵模块19、油液压力传感器17和多联泵建压溢流模块1、工控机构成一个闭环回路。当多联泵中某一个泵输出压力超出设定安全压力，对应油液压力传感器将优雅信号传递至工控机，工控机输出控制信号开启对应建压溢流模块，使对应泵压力下降至安全压力；多联泵油路汇合模块会整合多联泵输出油路并串联在主供油路开端，为主缸4回路及快速缸8回路供油；多级压力泄压模块16并联在主供油路上，通过开启带有设定不同压力数值的泄压阀，就可实现主供油回路多级压力调节。

进一步地，多联泵油路汇合模块18的输出端连接有多级压力泄压模块16。

进一步地，快速缸8的缸径小于主缸4的缸径。

进一步地，伺服泵驱动多联泵模块19包括多个并联伺服泵，多个并联伺服泵连接有油箱20，多联泵油路汇合模块18包括多个单向阀，多个单向阀分别与多个伺服泵一一对应连接，多联泵建压溢流模块1包括多个溢流阀单元，多个溢流阀单元与多个伺服泵一一对应连接，每个溢流阀单元的支路上均连接有油液压力传感器17。

进一步地，机械能回收模块3包括蓄能器和溢流阀，溢流阀并联在蓄能器支路上。

进一步地，主缸液压蓄能模块14和快速缸液压蓄能模块12的结构相同，均包括蓄能器和开关阀，开关阀串联在蓄能器支路上，主缸液压蓄能模块14与多联泵油路汇合模块18之间设有单向插装阀15。

进一步地，主缸运动方向控制模块13和快速缸运动方向控制模块11均为电磁阀；主缸运动方向控制模块13包括二位四通电磁阀，快速缸运动方向控制模块11包括三位四通电磁阀。

进一步地，如图4所示，多联泵建压溢流模块包括多个并排连接的第一电磁溢流阀1-3，每个第一电磁溢流阀1-3均配置一个第一开关电磁阀1-1和一个插装阀，第一开关电磁阀1-1与相应的第一插装阀1-2控制口相连接，第一电磁溢流阀1-3与相应的第一开关电磁阀1-1的进出口相连接。

进一步地，如图5所示，高压油液卸荷模块包括卸荷阀盖板5-1和卸荷阀主阀5-2，卸荷阀盖板5-1安装在卸荷阀主阀5-2上，起到卸荷作用。

进一步地，如图6所示，差速模块由第二开关电磁阀10-2与单向阀10-1组成，第二开关电磁阀10-2与单向阀10-1串联后，并联在快速缸有杆腔和无杆腔两端如图3和图6所示，当第二开关电磁阀10-2开启时，该差速模块仅能使无杆腔油液进入有杆腔。

进一步地，如图7所示，多级压力泄压模块包括一个第二插装阀16-2及多组依次连接的第三开关电磁阀16-3和第二电磁溢流阀16-1，多个第三开关电磁阀16-3与第二插装阀16-2控制口相连接，每一支路第二电磁溢流阀16-1设置不同溢流压力，通过开启对应支路上的第三开关电磁阀16-3即可实现多级泄压功能。

本发明的工作原理：

如图1所示，一种多蓄能器高性能伺服油压机液压系统，包括主供油回路、主缸液压回路、快速缸液压回路和执行机构。主供油回路包括伺服泵驱动多联泵模块19、多联泵建压溢流模块1、油液压力传感器、多联泵油液汇合模块18、多级压力泄压模块16。伺服泵驱动多联泵模块19、油液压力传感器和多联泵建压溢流模块1、工控机构成一个闭环回路。当多联泵中某一个泵输出压力超出设定安全压力，对应油液压力传感器将优雅信号传递至工控机，工控机输出控制信号开启对应建压溢流模块，使对应泵压力下降至安全压力；主缸液压回路包括主缸液蓄能模块、主缸运动方向控制模块13、高压油液卸荷模块5、主缸快速充液模块、滑块机械能回收模块3和高位油箱6。整个主缸回路并联在主供油路上。主缸液蓄能模块、主缸运动方向控制模块13和高压油液卸荷模块5均与主缸液压回路相连接。高位油箱6的油液会通过主缸快速充液模块进入主缸，实现主缸快速工进阶段主缸大流量需求。滑块机械能回收模块3会回收主缸及滑块9快下及工进阶段的机械势能，并在滑块9返程时释放；快速缸液压回路包括快速缸液压蓄能模块12、快速缸运动方向控制模块和差速驱动模块10。整个快速缸回路并联在主供油路上。快速缸液压蓄能模块12和快速缸运动方向控制模块连接在快速缸回路上。差速驱动模块10连接在快速缸供油端及回油端，在快下阶段时，当供油端压力较小时且快下阶段速度低于预设定值，差速驱动模块10就会启动，提升滑块9快进速度；执行机构包括主缸、快速缸与滑块9和位移传感器2及工控机。快速缸和主缸与滑块9相连接，共同运动，滑块9实时位移通过位移传感器2传递给工控机。

本发明多蓄能器高性能伺服油压机液压系统结构详细图以某油压机系统结构图为例，如图3所示。快速缸8和主缸4与滑块9相连接，且快速缸缸径小于主缸直径，三者共同一致运动，滑块9实时位移通过位移传感器2实时监测。伺服泵驱动多联泵模块19由伺服电机驱动多个液压泵，每个液压泵出油口都安装有油液压力传感器17并且同时对应安装有多联泵建压溢流模块1，当某泵出口压力超过预定值，则油液压力传感器17就会将该泵压力信号传递给工控机，工控机发出信号给多联泵建压溢流模块1开启对应的溢流电磁阀以实现降压。同时由于采用伺服电机，可依据所需流量对电机转速、参与工作泵数量进行调整，以求达到伺服流量控制。多个工作泵输出流量会通过多联泵油液汇合模块18进行整合成压力统一的高压油液，在主供油路上，并联多级压力泄压模块16，通过开启对应预定设置压力溢流阀前的控制电磁阀，即可实现系统不同供油压力。快速缸回路和主缸回路均并联在主缸回路上，均安装有单向插装阀15及液压蓄能模块。主缸液压蓄能模块14会吸收系统在非工进期间的多于能量，并在快进转工进瞬间释放，快速建立主缸油压，以减小振动冲击及卡顿现象。快速缸液压蓄能模块12会在返程期间吸收系统多余流量，并在快进期间释放，提高快进速度。滑块机械能回收模块3会在滑块9快进及工进期间吸收滑块9机械能，起到工进末端缓冲减振作用，并在滑块9返程期间释放能量，提高返程速度。另外在快速缸回路设置有差速驱动模块10，可通过开启对应电磁阀实现快速缸超高速快进。高位油箱6位置比充液阀7高，充分利用液压油重力势能减少损耗。高压油液卸荷模块5会在主缸4工进完成后开启上端电磁阀，以实现快速卸荷目的，提高冲压工作效率。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。