一种集成式液压系统及轮胎硫化机的制作方法

本发明涉及轮胎成型领域，尤其涉及一种集成式液压系统及轮胎硫化机。

背景技术：

液压硫化机是轮胎生产过程中硫化工序所用设备，是决定轮胎质量的关键设备之一。现有的液压硫化机中，开合模、加合模力、中心机构升降、活络模伸缩、装胎机构升降等动作均采用液压传动方式实现，反应速度快，动作可靠，效率高，可实现无级调速，性能良好，大大减少了用户运行成本，提高了设备利用率。

现有液压硫化机存在以下缺点：开合模油缸和加压油缸为相互独立的两件油缸，导致使用成本高，占用空间大，安装繁琐，管路连接点较多，液压油的泄漏点也随之增加；开合模油缸实现快速合模全部依靠泵输出流量，泵的排量较大，配合的电机功率也大，增加能耗及成本。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明的目的在于提供一种集成式液压系统，结构紧凑，管路连接点少，液压油的泄漏几率低，降低成本和能耗，减少噪音。

本发明的目的还在于提供一种轮胎硫化机，配备有上述集成式液压系统，能够在轮胎硫化机快速合模后完成加压、保压步骤，以及硫化完毕后轮胎硫化机快速开模前完成泄压步骤，从而有效地保证轮胎硫化质量。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种集成式液压系统，包括液压泵源、控制阀块和执行机构，所述执行机构包括集成油缸和充液单元，所述集成油缸包括缸体、静活塞杆和动活塞杆，所述静活塞杆固定设置于所述缸体内，所述动活塞杆滑动设置于所述缸体内，并与所述静活塞杆滑动配合，所述动活塞杆与所述缸体之间设置有无杆腔和有杆腔，所述动活塞杆与所述静活塞杆之间设置有快进腔，所述充液单元用于向所述无杆腔中供给液压油，所述液压泵源通过所述控制阀块分别向所述有杆腔、所述无杆腔和所述快进腔中供给液压油。

作为本发明的集成式液压系统的优选方案，所述液压泵源包括油箱和低压油泵，所述控制阀块包括第三电磁球阀、第二换向阀、第一单向节流阀、第二平衡阀和第一平衡阀，所述油箱的液压油依次经由所述低压油泵、所述第三电磁球阀、所述第二换向阀、所述第一单向节流阀、所述第二平衡阀和所述第一平衡阀流入所述快进腔，以推动所述动活塞杆至伸出位置。

作为本发明的集成式液压系统的优选方案，所述充液单元包括充液阀和高位油箱，所述动活塞杆伸出时，所述无杆腔的负压打开所述充液阀，所述高位油箱的液压油通过所述充液阀流入所述无杆腔，以推动所述动活塞杆。

作为本发明的集成式液压系统的优选方案，所述控制阀块还包括第二单向节流阀，所述动活塞杆伸出时，所述有杆腔的液压油依次经由所述第二平衡阀、所述第二单向节流阀和所述第二换向阀流入所述油箱。

作为本发明的集成式液压系统的优选方案，所述控制阀块还包括第二电磁球阀，所述油箱的液压油依次经由所述低压油泵和所述第二电磁球阀流入所述无杆腔。

作为本发明的集成式液压系统的优选方案，所述液压泵源还包括高压油泵，所述控制阀块还包括第一换向阀和第一电磁球阀，所述油箱的液压油依次经由所述高压油泵、所述第一换向阀和所述第一电磁球阀流入所述无杆腔，以对所述动活塞杆进行加压。

作为本发明的集成式液压系统的优选方案，所述控制阀块还包括第四电磁球阀，所述无杆腔的液压油经由所述第四电磁球阀流入所述油箱，以对所述动活塞杆进行泄压。

作为本发明的集成式液压系统的优选方案，所述油箱的液压油依次经由所述低压油泵、所述第三电磁球阀、所述第二换向阀、所述第二单向节流阀和所述第二平衡阀流入所述有杆腔，以推动所述动活塞杆至收缩位置。

作为本发明的集成式液压系统的优选方案，所述油箱的液压油依次经由所述低压油泵、所述第三电磁球阀、所述第二换向阀和所述第二单向节流阀流入所述充液阀，以打开所述充液阀，所述无杆腔的液压油经由所述充液阀流入所述高位油箱。

一种轮胎硫化机，包括如上所述的集成式液压系统。

本发明的有益效果为：

本发明提供的集成式液压系统，液压泵源通过控制阀块向集成油缸的动活塞杆与静活塞杆之间的快进腔中供给液压油，液压油推动动活塞杆相对静活塞杆快速移动，同时，通过充液单元向动活塞杆与缸体之间的无杆腔中快速供给液压油，加快动活塞杆的移动，实现快速合模功能，液压泵源通过控制阀块向无杆腔中供给高压液压油，实现加压功能，液压泵源通过控制阀块向有杆腔中供给液压油，实现泄压功能。本发明提供的集成式液压系统，结构紧凑，减少了占用空间，安装简便，提高了工作效率，管路连接点少，液压油的泄漏几率低，无需依靠油泵额外输出流量实现快速合模，降低了成本和能耗，减少了噪音。

本发明提供的轮胎硫化机，包括上述的集成式液压系统，能够在轮胎硫化机快速合模后完成加压、保压步骤，以及硫化完毕后轮胎硫化机快速开模前完成泄压步骤，从而有效地保证轮胎硫化质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的集成式液压系统的原理示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的集成式液压系统中集成油缸(动活塞杆收缩时)的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的集成式液压系统中集成油缸(动活塞杆伸出时)的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的包括集成式液压系统的轮胎硫化机的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的包括集成式液压系统的轮胎硫化机(动活塞杆位于收缩位置时)的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的包括集成式液压系统的轮胎硫化机(动活塞杆位于伸出位置时)的结构示意图。

图中：

101-油箱；102-低压油泵；103-高压油泵；104-液位计；105-第一吸油过滤器；106-第二吸油过滤器；107-回油过滤器；108-温度控制器；109-液位发讯器；110-空气滤清器；111-磁铁；112-第一电机；113-第一联轴器；114-第二电机；115-第二联轴器；

201-第三电磁球阀；202-第二换向阀；203-第一单向节流阀；204-第二平衡阀；205-第一平衡阀；206-第二单向节流阀；207-第二电磁球阀；208-第一换向阀；209-第一电磁球阀；210-第四电磁球阀；211-第一电磁溢流阀；212-第二电磁溢流阀；213-安全阀；214-第一压力表；215-第二压力表；216-第一单向阀；217-第二单向阀；218-第一节流阀；219-第二节流阀；220-压力

传感器；

31-集成油缸；32-充液单元；

311-缸体；312-静活塞杆；313-动活塞杆；314-无杆腔；315-有杆腔；316-快进腔；

321-充液阀；322-高位油箱；

400-上模具；500-下模具；600-机架。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，本实施例提供一种集成式液压系统，该集成式液压系统包括液压泵源、控制阀块和执行机构。执行机构包括集成油缸31和充液单元32，集成油缸31包括缸体311、静活塞杆312和动活塞杆313。静活塞杆312固定设置于缸体311内，动活塞杆313滑动设置于缸体311内，并与静活塞杆312滑动配合。动活塞杆313与缸体311之间设置有无杆腔314和有杆腔315，动活塞杆313与静活塞杆312之间设置有快进腔316。充液单元32用于向无杆腔314中供给液压油，液压泵源通过控制阀块分别向有杆腔315、无杆腔314和快进腔316中供给液压油。

液压泵源通过控制阀块向集成油缸31的动活塞杆313与静活塞杆312之间的快进腔316中供给液压油，液压油推动动活塞杆313相对静活塞杆312快速移动。同时，通过充液单元32向动活塞杆313与缸体311之间的无杆腔314中快速供给液压油，加快动活塞杆313的移动，实现快速合模功能。液压泵源通过控制阀块向无杆腔314中供给高压液压油，实现加压功能。液压泵源通过控制阀块向有杆腔315中供给液压油，实现泄压功能。

可选地，液压泵源包括油箱101和低压油泵102，控制阀块包括第三电磁球阀201、第二换向阀202、第一单向节流阀203、第二平衡阀204和第一平衡阀205，油箱101的液压油依次经由低压油泵102、第三电磁球阀201、第二换向阀202、第一单向节流阀203、第二平衡阀204和第一平衡阀205流入快进腔316，以推动动活塞杆313至伸出位置。在本实施例中，液压泵源还包括第一电机112和第一联轴器113，第一电机112通过第一联轴器113与低压油泵102连接。控制阀块还包括依次设置于低压油泵102下游的第二电磁溢流阀212和第二单向阀217。

快速合模时，第一电机112启动，第二电磁溢流阀212的电磁铁111给电信号，低压油泵102的al口输出低压油液，低压油液从第二单向阀217的bl口输入，从第二单向阀217的cl口输出。与此同时，第三电磁球阀201的a端电磁铁111和第二换向阀202的b端电磁铁111同时给电信号，低压油液从第二单向阀217的cl口进入第三电磁球阀201的dl口，然后从第三电磁球阀201的hl口进入第二换向阀202的fl口，接着从第二换向阀202的fb口进入第一单向节流阀203的ql口，再由第一单向节流阀203的hl口输出，经由第二平衡阀204的kz口将第二平衡阀204打开。低压油液从第一平衡阀205输入，再由第一平衡阀205的kl口输出，通过静活塞杆312的yk口进入快进腔316内，在低压油液推动下动活塞杆313快速下降，实现快速合模。

可选地，充液单元32包括充液阀321和高位油箱322，动活塞杆313伸出时，无杆腔314的负压打开充液阀321，高位油箱322的液压油通过充液阀321流入无杆腔314，以推动动活塞杆313。在动活塞杆313下降过程中，无杆腔314产生负压，充液阀321在负压作用下被打开，高位油箱322中的油液被吸入无杆腔314，实现快速充液，无需依靠油泵额外输出流量实现快速合模，降低了成本和能耗，减少了噪音。

可选地，控制阀块还包括第二单向节流阀206，动活塞杆313伸出时，有杆腔315的液压油依次经由第二平衡阀204、第二单向节流阀206和第二换向阀202流入油箱101。在本实施例中，液压泵源还包括回油过滤器107，回油过滤器107设置于第二换向阀202和油箱101之间。

合模过程中，有杆腔315的油液通过yh口输出，经由第二平衡阀204的jl口输入，从第二平衡阀204的il口输出，再从第二单向节流阀206的hl口输入，通过第二单向节流阀206的gl口输出，再由第二换向阀202的fa口输入，从第二换向阀202的ft口输出，经由回油过滤器107的t2口输入，再经回油过滤器107的t1口输出进入油箱101。第一平衡阀205和第二平衡阀204可使动活塞杆313在运行过程中保持速度平稳无冲击。

可选地，控制阀块还包括第二电磁球阀207，油箱101的液压油依次经由低压油泵102和第二电磁球阀207流入无杆腔314。在本实施例中，控制阀块还包括第一节流阀218和压力传感器220，第一节流阀218与第三电磁球阀201并联设置，压力传感器220用于实时监测无杆腔314的油液压力。

当动活塞杆313快接近行程终点时，合模由快转慢，此时充液阀321在复位弹簧的作用下关闭。第三电磁球阀201的a端电磁铁111断电失去电信号，低压油液经过第一节流阀218使其流速被限制，同时第二电磁球阀207的a端输入电信号，低压油液从第二单向阀217的cl口输出，经由第二电磁球阀207的ep口输入，再由第二电磁球阀207的eo口输出，通过yg口进入无杆腔314，动活塞杆313慢速到达行程终点，完成合模。

此时油液继续通过yg口进入无杆腔314，动活塞杆313开始预加压，在压力传感器220的监测下，无杆腔314达到设定压力后，低压油泵102关闭，第二换向阀202和第二电磁球阀207失去电信号，阀芯恢复原位。

可选地，液压泵源还包括高压油泵103，控制阀块还包括第一换向阀208和第一电磁球阀209，油箱101的液压油依次经由高压油泵103、第一换向阀208和第一电磁球阀209流入无杆腔314，以对动活塞杆313进行加压。在本实施例中，液压泵源还包括第二电机114和第二联轴器115，第二电机114通过第二联轴器115与高压油泵103连接。控制阀块还包括第一电磁溢流阀211、第一单向阀216和安全阀213，第一电磁溢流阀211设置于高压油泵103和第一换向阀208之间，第一单向阀216设置于第一换向阀208的下游，安全阀213的一端设置于第二电磁球阀207和无杆腔314之间，安全阀213的另一端与油箱101连接，安全阀213为系统提供安全保护功能。

此时第二电机114启动，第一电磁溢流阀211的电磁铁111给电信号，高压油泵103的ah口输出高压油液，同时第一换向阀208的a端输入电信号，高压油液从第一换向阀208的pr口输入，再从第一换向阀208的br口输出，高压油液从第一单向阀216的bh口输入，从第一单向阀216的ch口输出。同时，第一电磁球阀209的a端输入电信号，高压油液从第一电磁球阀209的dh口输入，从第一电磁球阀209的eh口输出，通过yg口进入无杆腔314，进行加压。当压力传感器220检测到无杆腔314的压力达到设定数值，第一电磁球阀209的a端失去电信号，阀芯关闭使动活塞杆313受到的压力保持住，进行保压。同时第二电机114停止动作，第一换向阀208的a端失去电信号恢复原位。

可选地，控制阀块还包括第四电磁球阀210，无杆腔314的液压油经由第四电磁球阀210流入油箱101，以对动活塞杆313进行泄压。当轮胎硫化完成以后，需要先泄压后开模，第四电磁球阀210的a端输入电信号，无杆腔314内的高压油液通过yg口进入第四电磁球阀210的ej口，再由第四电磁球阀210的ei口输出回到油箱101中。压力传感器220监测到无杆腔314中压力为零时，第四电磁球阀210失去电信号，完成泄压。

可选地，油箱101的液压油依次经由低压油泵102、第三电磁球阀201、第二换向阀202、第二单向节流阀206和第二平衡阀204流入有杆腔315，以推动动活塞杆313至收缩位置。开模时，第一电机112启动，第二电磁溢流阀212的电磁铁111给电信号，低压油泵102的al口输出低压油液，低压油液从第二单向阀217的bl口输入，从第二单向阀217的cl口输出。与此同时，第三电磁球阀201的a端电磁铁111和第二换向阀202的a端电磁铁111同时给电信号，低压油液从第二单向阀217的cl口进入第三电磁球阀201的dl口，然后从第三电磁球阀201的hl口进入第二换向阀202的fl口，接着从第二换向阀202的fa口进入第二单向节流阀206的gl口，同时低压油液经过充液阀321的kx口顶开充液阀321，低压油液从第二单向节流阀206的hl口进入第二平衡阀204的il口输入，同时低压油液经第一平衡阀205的fy口将第一平衡阀205打开。低压油液从第二平衡阀204的jl口输出并从yh口进入有杆腔315，在低压油液的推动下动活塞杆313缩回实现快速开模。

可选地，油箱101的液压油依次经由低压油泵102、第三电磁球阀201、第二换向阀202和第二单向节流阀206流入充液阀321，以打开充液阀321，无杆腔314的液压油经由充液阀321流入高位油箱322。无杆腔314的油液通过yl口输出，从充液阀321的zl口输入，再由充液阀321的xl口输出进入高位油箱322，此时一个循环结束。当高位油箱322中油液过多时，油液会从高位油箱322的yl口流回油箱101中，避免高位油箱322溢出液压油而影响轮胎品质。

在本实施例中，控制阀块还包括第一压力表214、第二压力表215和第二节流阀219，第一压力表214用于检测高压油泵103的下游管路压力，第二压力表215用于检测低压油泵102的下游管路压力，第二节流阀219设置于第四电磁球阀210的上游。

液压泵源还包括液位计104，液位计104用于检测油箱101内的油液液位。油箱101上安装有空气滤清器110，用于油箱101内油液减少、空气进入油箱101内时，对空气中的杂质进行过滤，避免加剧集成油缸31的磨损，保证集成油缸31的使用寿命。油箱101上还装有液位发讯器109，在设备运行过程中会造成液压油的损耗导致油液的减少，液位发讯器109检测到液位降低，可以做到及时报警停机，从而避免低压油泵102和高压油泵103因吸入空气而造成损坏。

由于硫化车间温度较高，油箱101中装有温度控制器108，可以在油温升高的情况下及时检测停机报警，从而保护液压元器件因为高温加速老化和损坏。油箱101上的第一吸油过滤器105、第二吸油过滤器106和回油过滤器107可以保护低压油泵102和高压油泵103，防止其吸入油液中的杂质造成零部件的损坏。油箱101上还装有磁铁111，磁铁111可以吸住系统回油中带回来的铁屑和铁粉.避免吸入油泵中。

本实施例提供的集成式液压系统，其工作过程包括七个步骤：快速合模、合模由快转慢、预加压、加压、保压、泄压和开模。

如图1所示，快速合模时，第一电机112启动，第二电磁溢流阀212的电磁铁111给电信号，低压油泵102的al口输出低压油液，低压油液从第二单向阀217的bl口输入，从第二单向阀217的cl口输出。与此同时，第三电磁球阀201的a端电磁铁111和第二换向阀202的b端电磁铁111同时给电信号，低压油液从第二单向阀217的cl口进入第三电磁球阀201的dl口，然后从第三电磁球阀201的hl口进入第二换向阀202的fl口，接着从第二换向阀202的fb口进入第一单向节流阀203的ql口，再由第一单向节流阀203的hl口输出，经由第二平衡阀204的kz口将第二平衡阀204打开。低压油液从第一平衡阀205输入，再由第一平衡阀205的kl口输出，通过静活塞杆312的yk口进入快进腔316内，在低压油液推动下动活塞杆313快速下降，实现快速合模，如图2和图3所示。

在动活塞杆313下降过程中，无杆腔314产生负压，充液阀321在负压作用下被打开，高位油箱322中的油液被吸入无杆腔314，实现快速充液，无需依靠油泵额外输出流量实现快速合模，降低了成本和能耗，减少了噪音。

合模过程中，有杆腔315的油液通过yh口输出，经由第二平衡阀204的jl口输入，从第二平衡阀204的il口输出，再从第二单向节流阀206的hl口输入，通过第二单向节流阀206的gl口输出，再由第二换向阀202的fa口输入，从第二换向阀202的ft口输出，经由回油过滤器107的t2口输入，再经回油过滤器107的t1口输出进入油箱101。第一平衡阀205和第二平衡阀204可使动活塞杆313在运行过程中保持速度平稳无冲击。

当动活塞杆313快接近行程终点时，合模由快转慢，此时充液阀321在复位弹簧的作用下关闭。第三电磁球阀201的a端电磁铁111断电失去电信号，低压油液经过第一节流阀218使其流速被限制，同时第二电磁球阀207的a端输入电信号，低压油液从第二单向阀217的cl口输出，经由第二电磁球阀207的ep口输入，再由第二电磁球阀207的eo口输出，通过yg口进入无杆腔314，动活塞杆313慢速到达行程终点，完成合模，如图6所示。

此时油液继续通过yg口进入无杆腔314，动活塞杆313开始预加压，在压力传感器220的监测下，无杆腔314达到设定压力后，低压油泵102关闭，第二换向阀202和第二电磁球阀207失去电信号，阀芯恢复原位。

此时第二电机114启动，第一电磁溢流阀211的电磁铁111给电信号，高压油泵103的ah口输出高压油液，同时第一换向阀208的a端输入电信号，高压油液从第一换向阀208的pr口输入，再从第一换向阀208的br口输出，高压油液从第一单向阀216的bh口输入，从第一单向阀216的ch口输出。同时，第一电磁球阀209的a端输入电信号，高压油液从第一电磁球阀209的dh口输入，从第一电磁球阀209的eh口输出，通过yg口进入无杆腔314，进行加压。当压力传感器220检测到无杆腔314的压力达到设定数值，第一电磁球阀209的a端失去电信号，阀芯关闭使动活塞杆313受到的压力保持住，进行保压。同时第二电机114停止动作，第一换向阀208的a端失去电信号恢复原位。

当轮胎硫化完成以后，需要先泄压后开模，第四电磁球阀210的a端输入电信号，无杆腔314内的高压油液通过yg口进入第四电磁球阀210的ej口，再由第四电磁球阀210的ei口输出回到油箱101中。压力传感器220监测到无杆腔314中压力为零时，第四电磁球阀210失去电信号，完成泄压。

开模时，第一电机112启动，第二电磁溢流阀212的电磁铁111给电信号，低压油泵102的al口输出低压油液，低压油液从第二单向阀217的bl口输入，从第二单向阀217的cl口输出。与此同时，第三电磁球阀201的a端电磁铁111和第二换向阀202的a端电磁铁111同时给电信号，低压油液从第二单向阀217的cl口进入第三电磁球阀201的dl口，然后从第三电磁球阀201的hl口进入第二换向阀202的fl口，接着从第二换向阀202的fa口进入第二单向节流阀206的gl口，同时低压油液经过充液阀321的kx口顶开充液阀321，低压油液从第二单向节流阀206的hl口进入第二平衡阀204的il口输入，同时低压油液经第一平衡阀205的fy口将第一平衡阀205打开。低压油液从第二平衡阀204的jl口输出并从yh口进入有杆腔315，在低压油液的推动下动活塞杆313缩回初始位置，如图5所示，实现快速开模。

无杆腔314的油液通过yl口输出，从充液阀321的zl口输入，再由充液阀321的xl口输出进入高位油箱322，此时一个循环结束。当高位油箱322中油液过多时，油液会从高位油箱322的yl口流回油箱101中，避免高位油箱322溢出液压油而影响轮胎品质。

本实施例提供的集成式液压系统，结构紧凑，减少了占用空间，安装简便，提高了工作效率，管路连接点少，液压油的泄漏几率低，无需依靠油泵额外输出流量实现快速合模，降低了成本和能耗，减少了噪音。

如图4至图6所示，本实施例还提供一种轮胎硫化机，包括上述的集成式液压系统，能够在轮胎硫化机快速合模后完成加压、保压步骤，以及硫化完毕后轮胎硫化机快速开模前完成泄压步骤，从而有效地保证轮胎硫化质量。轮胎硫化机还包括机架600、上模具400和下模具500，上模具400滑动设置于机架600上，上模具400通过上述集成式液压系统的驱动与下模具500进行合模和开模。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。