液压快锻机的制作方法

本发明涉及液压快锻机。

背景技术：

在锻造行业，空气锤、电液锤都会产生噪音和振动(通过工作缸中的活塞杆前进实现锻打，行程长，振动大、噪音大)，工人戴着耳机操作，职业病、耳聪，所以彻底改变这一面貌已刻不容缓。

目前的空气锤的结构如https://tieba.baidu.com/p/4102184019所述，动作过程是当电动机驱动曲轴连杆机构转动，将压缩活塞在压缩汽缸中上推时，压缩汽缸上部空气通过上旋阀进入工作缸上部，工作缸下部的空气通过下旋阀进入压缩缸，这时在工作缸上部压缩空气和锤头自重的作用下，完成向下运动。当压缩活塞向下运动时，空气流向与上述情况相反，锤头完成上升运动。其振动大、噪音大。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题在于，提供液压快锻机，其与一个转阀相连，通过阀芯的旋转实现在旋转一圈内完成两个油路的通断，设置的接近开关配合发讯盘上的磁块能够极大提高本转阀的自动化程度并实现不同油路的可靠控制；并且由于油缸无杆腔与有杆腔的面积比很大，所以用较小流量的液压油就能快速地实现回程，所以用蓄能器也能实现快速回程，造价低、使用方便、可靠，振动小、噪音小；并且本发明结构简单，需要元件可以少至仅三个即可：变量泵、转阀、油缸。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：液压快锻机，包括与液压转阀连接的油缸及固定设置的位移传感器，所述油缸的活塞杆距离油缸内壁的距离为2mm-50mm；所述液压转阀包括阶梯圆柱体形的阀芯，内设用于阀芯旋转的空腔的阀体，空腔为圆柱体形，且其沿阀芯轴线方向贯穿阀体，阀体上设有用于封闭阀体的端盖；阀体上设有进油口和出油口，还包括设置在端盖或阀体上的油缸接口；阀芯上还设有相连通的第一通油孔和第二通油孔，阀芯的最大圆柱体的侧面上设有一进出油缓冲槽，所述进出油缓冲槽与第二通油孔相连通，油缸接口与第一通油孔相连通；第三油口与油缸的无杆腔一侧连接，第二油口、油缸的有杆腔与油箱相连，还包括与第一油口及油缸的有杆腔相连的供油设备。空腔可以设计成单向穿过阀体或双向穿过阀体，再通过阀盖等相应设计完成整个阀体的封闭、完整；第三油口设置在阀体的下端(即阀体工作时阀芯轴线是竖直的)。阀芯为阶梯圆柱体形。第一油口、第二油口和第三油口皆为进出油口。有杆腔部分的活塞杆设置得很粗，几乎与缸体的内径接近，因为回程时主要只需克服活塞杆的重力，加上为达到本发明的快锻的目的，因此如此设计，这样再通过供油设备如油泵或蓄能器即可实现快速回程，且这样无背压。阀芯的轴线上设有第一通油孔，第一通油孔的底端与阀体的底端相对应；优选的技术方案为阀芯上还设有形状与第一通油孔相同的第二通油孔，第二通油孔的轴线与第一通油孔的轴线垂直(当然不垂直也可以)。如果单纯依靠转阀，只能控制工作状态的快慢，不能控制锻打的精度，因此通过转阀配合位移传感器，能实现自动控制锻件尺寸的精度。

作为本发明液压快锻机的进一步改进，油缸的活塞杆距离油缸内壁的距离为5mm；所述供油设备为变量泵；或所述供油设备为一个与第一油口相连的油泵和一个与油缸的有杆腔相连的蓄能器。所述位移传感器为拉线式位移传感器，拉线式位移传感器固定连接在油缸上，其拉线固连在油缸的活塞杆的露出端上。当然，蓄能器也可用油泵代替。但最优选的方案是采用变量泵，这样只需一个泵(相比较前述还需一个油泵加上一个蓄能器才可)，并且这样其适应范围更广，因为考虑到有时并不需要很快，这时变量泵就能满足这一要求。采用蓄能器(内置惰性气体)可以增加压力，能够适用于500kg、750kg的锻压机上。由于快锻时的行程很短，可以设计40毫米作为快锻行程。活塞杆的露出端上一般固定安装锻压块，通过油缸的前进动作实现锻压块的下压；拉线式位移传感器的拉线固连在锻压块或缚在锻压块上，这样锻打精度得到控制。供油设备采用一个与第一油口相连的小流量的油泵和一个与油缸的有杆腔相连的蓄能器；如果采用普通的位移传感器，其设计在油缸内。

作为本发明液压快锻机的进一步改进，第一通油孔与第二通油孔形成l形；所述油缸接口为直孔；或油缸接口为l形孔或t形孔，或为由若干个辐射状的横向孔及一个竖向孔构成的通油孔，其横向孔与油缸连接。油缸接口为t形孔时，本阀是与两个油缸连接实现相应动作，两个油缸同时进油、同时出油；t形孔可以看作横向的两个油缸接口，横向的两个油缸接口的轴线垂直于进油口与出油口的轴线；进出油缓冲槽的面积较大，这样保证了在阀芯旋转到进出油缓冲槽面向进油口时进油的油量由大到小，出油的油量由小到大，即油量的变化是逐渐变化的，减小了冲击；阀芯的第一通油孔和第二通油孔的孔径是按回油的流量(即油缸的回油，对应到阀芯上进油方向是油缸接口向出油口的方向)的流量设计的，不是按进油的流量设计的；当阀芯旋转到一定角度(进出油缓冲槽对着进油口时)液压油从进油口进入油缸接口，而阀芯转动至其他角度时把进油口、出油口堵住，油不进不出，阀芯转动至另一角度(实际情况是一个角度范围，具体的角度范围取决于阀体的进油口距离进出油缓冲槽的远近以及进油口的尺寸还有进出油缓冲槽的深度)时仅把进油口堵住，液压油从油缸接口进入出油口，所以在旋转一圈360°的一个循环中完成两个不同油路的通断，如果将此阀应用于锻机上则实现在一个360°循环内完成一次下压、停顿、上行及停顿。控制阀芯每分钟的转速，就是每分钟的下压次数。优选的技术方案为：进油口和出油口在阀体上相对设置，进油口与出油口的轴线垂直于阀芯的轴线；油缸接口设置在阀体的底端或顶端，油缸接口若为直孔，其与阀芯的轴线重合；油缸接口若为l形孔或t形孔，也不一定是完全垂直的“l”形或“t”形；油缸接口有几个横向孔就接几个油缸，这样可实现多油缸共同锻打。

作为本发明液压快锻机的进一步改进，空腔在阀芯轴线方向上贯穿阀体，在阀体的空腔两端分别设有上盖和下盖，上盖的外部形状与空腔的上端相匹配，下盖的外部形状与空腔的下端相匹配，上盖的中心设有用于阀芯顶部的圆柱体旋转的第一通孔，下盖的中心设有与第一通油孔的底端相连通的油缸接口，所述油缸接口呈“t”形孔，“t”形孔的竖向孔与第一通油孔的底端相连通，“t”形孔的两个横向孔分别与两个油缸相连，每个横向孔通过一个旋转阀接口与外部油路相连；阀体内壁设有环形的用于支撑下盖的旋转阀挡环，通过螺栓与下盖固定连接；所述上盖上方还设置有用于封闭阀体的箱体，箱体为壳状结构，通过若干个螺栓固定连接在阀体和/或上盖上。

作为本发明液压快锻机的进一步改进，空腔在阀芯轴线方向上贯穿阀体，在阀体的空腔两端分别设有上盖和用于支撑阀芯的旋转阀轴承座，上盖的外部形状与空腔的上端相匹配，旋转阀轴承座的外部形状与空腔的下端相匹配，上盖的中心设有用于阀芯顶部的圆柱体旋转的第一通孔，旋转阀轴承座的中心设有与第一通油孔的底端相连通的第二通孔，所述油缸接口设有一个，油缸接口与第一通油孔相连通；空腔下端设有环形的用于支撑旋转阀轴承座的旋转阀挡环，通过螺栓与旋转阀轴承座固定连接；所述上盖上方还设置有用于封闭阀体的箱体，箱体为壳状结构，通过若干个螺栓固定连接在阀体上。

作为本发明液压快锻机的进一步改进，阀体为长方体形或圆柱体形；阀芯的顶端圆柱体的中心设有用于和电机轴连接的传动孔；所述阀芯的顶端圆柱体上通过平键固定连接环形的发讯盘，发讯盘上设有一个或四个磁块，所述箱体上设有四个或五个接近开关。当为四个磁块时，接近开关中四个分别与其对应，只有对应的磁块转到对应的接近开关下，那个接近开关才通电，进行相应操作。当为一个磁块时，则是只要这个磁块转动到接近开关下，相应的接近开关就通电，完成相应的操作；当然，接近开关不限于仅设置在发讯盘正上方，也可通过连线将其连接在阀体的旁边，只要满足磁块转动至不同的目标位置，相应不同角度的接近开关通电即可；发讯盘为环形，可以是圆环形，也可以是六边环形、四边环形等其他环形。(当然不一定非得是传动孔，通过联轴器等也可)。更为优选的方案是电机和传动孔之间设置一个减速机，如摆线针轮减速机，实现将电机的转速传动至阀芯上后速度没有那么快，达到一个适合工作时的转速。

作为本发明液压快锻机的进一步改进，接近开关设有五个，分别为计数接近开关、第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关和第四接近开关，第一接近开关正对进出油缓冲槽的中部，第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关与第四接近开关呈逆时针圆周分布；进出油缓冲槽的两侧边与阀芯的中心所成圆心角为110°-130°。计数接近开关的位置只要不设置在其他接近开关处即可，因其本身的目的就是为了计数，便于与数显装置连接后显示阀芯共转了多少圈；为实现在阀芯旋转一圈内实现液压油的上行、下行和两次停顿(对应到与阀体相连的油缸上即活塞杆下压、上行和两次停止)，进出油缓冲槽在其中部的水平截面上的两端点与阀芯的中心呈120°的圆心角是最优方案，当然，具体角度也可以适当调整。

作为本发明液压快锻机的进一步改进，磁块设有四个，为位于同一圆上的第一磁块、第二磁块、第三磁块和第四磁块，第一磁块正对进出油缓冲槽的中部，第二磁块位于第一磁块顺时针旋转45°至60°的位置上，第三磁块位于第一磁块逆时针旋转0°至60°的位置上，第四磁块与第二磁块相对应。

作为本发明液压快锻机的进一步改进，磁块设有一个，其位置正对进出油缓冲槽的中部。这样当发讯盘随着阀芯一起转动时，当磁块转动至第一接近开关下方时，第一接近开关通电(第二接近开关、第三接近开关和第四接近开关失电)，发讯使伺服电机停止并刹车，这样进出油缓冲槽就一直正对着阀体上的第一油口(由于阀体上的第一油口始终连接着一个油泵)，这时液压油从第一油口流向第三油口，由于第三油口连着油缸的无杆腔，油缸的活塞杆下行，完成下压锻打的工作，当磁块转动至第二接近开关或第四接近开关下方时(这时进出油缓冲槽既不正对第一油口、也不正对第二油口)，第二接近开关或第四接近开关通电，发讯使伺服电机停止并刹车，液压油不进不出，与第三油口连着的油缸的活塞杆不上行也不下行，进行停止动作。当磁块转动至第三接近开关正下方时(这时进出油缓冲槽正对着第二油口)，第三接近开关通电，发讯使伺服电机停止并刹车，加上油缸的有杆腔还连接一个油泵，因此这时液压油一直从第三油口流向第二油口，对应到油缸上即为其活塞杆上行，完成回程的动作。

作为本发明液压快锻机的进一步改进，第二接近开关和第四接近开关相同，其中任一个与第二磁块或第四磁块对应时通电；第一接近开关与第一磁块对应；第三接近开关与第三磁块对应；第一接近开关、第二接近开关与第三接近开关的发射信号不同。

本发明通过阀芯的旋转实现在旋转一圈内完成两个油路的通断和变换，设置的接近开关配合发讯盘上的磁块能够极大提高本转阀的自动化程度并实现不同油路的可靠控制，实现阀芯转动到不同工位时，相应接近开关通电，使得伺服电机停止运转并刹车就可以一直持续进行相应油路的进油；造价低、使用方便、可靠，振动小、噪音小；并且由于油缸无杆腔与有杆腔的面积比很大，所以用较小流量的液压油就能快速地实现回程，所以用蓄能器也能实现快速回程，且回程无背压；本发明结构简单，需要元件可以少至仅三个即可：变量泵、转阀、油缸。

附图说明

图1为本发明液压快锻机实施例一中的液压转阀的结构示意图；

图2为图1中阀体的示意图；

图3为图2的a-a向示意图；

图4本图2的俯视图；

图5为图1中阀芯逆时针旋转90°后的示意图；

图6为图5的c-c向示意图；

图7为图5的b-b向示意图；

图8为图5的k-k向示意图；

图9为图8的d-d向示意图；

图10为图1中箱体的示意图；

图11为图1中发讯盘的示意图；

图12为图11的右视图；

图13为图1中上盖的示意图；

图14为图1中下盖的示意图；

图15为图1中旋转阀接口的示意图；

图16为图1中旋转阀挡环的示意图；

图17为图16的俯视图；

图18为图1中摆线针轮减速机的示意图；

图19为本实施例二中的液压转阀的结构示意图；

图20为图19中阀体的示意图；

图21为图19中箱体的示意图；

图22为图19中上盖的示意图；

图23为图19中旋转阀轴承座的示意图；

图24为实施例二的另一结构示意图；

图25为图6顺时针旋转90°后的示意图；

图26为本发明实施例二的结构示意图；

图27为本发明实施例一中阀芯、发讯盘和箱体的接近开关在初始位置的示意图；

图28为图27中的发讯盘上的第二磁块转动至箱体的第二接近开关下的示意图；

图29为图27中的发讯盘上的第三磁块转动至箱体的第三接近开关下的示意图；

图30为图27中的发讯盘上的第二磁块转动至箱体的第四接近开关下的示意图；

图31为本发明实施例二中中阀芯、发讯盘和箱体的接近开关在初始位置的示意图；

图32为图31中的发讯盘上的第一磁块转动至第二接近开关下的示意图；

图33为图31中的发讯盘上的第一磁块转动至第三接近开关下的示意图；

图34为图31中的发讯盘上的第一磁块转动至第四接近开关下的示意图；

图35为图5沿其轴线剖面图的俯视图。

图中：1、阀体2、阀芯3、空腔4、第一油口5、第二油口6、第三油口7、第一通油孔8、第二通油孔9、进出油缓冲槽10、上盖11、下盖12、第一通孔13、第二通孔13-1、竖向孔13-2、横向孔14、旋转阀接口15、旋转阀挡环16、螺栓17、箱体18、旋转阀轴承座19、传动孔20、发讯盘21、第一磁块22、计数接近开关23、第二磁块24、第三磁块25、第四磁块26、摆线针轮减速机27、第一接近开关28、第二接近开关29、第三接近开关30、第四接近开关31、油泵32、油箱33、油缸34、拉线式位移传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1至图18及图35所示，液压快锻机，包括与液压转阀连接的油缸33及固定设置的位移传感器；所述油缸33的活塞杆距离油缸缸面的最短距离为5mm；所述液压转阀包括阀体1、阀芯2和端盖，阀体1内设有一个用于阀芯2旋转的空腔3，阀芯2为阶梯圆柱体形，空腔3与阀芯2的形状相匹配，空腔3的沿阀芯2轴线方向的两端贯穿阀体1，阀体1上被空腔3贯穿的部分设有能将阀体1封闭的端盖；阀体1上设有第一油口4、第二油口5和第三油口6，第一油口4和第二油口5在阀体1上相对设置，第一油口4与第二油口5的轴线垂直于阀芯2的轴线；所述第三油口6设有两个，两个第三油口6在阀体1上相对设置；阀芯2的轴线上设有整体呈圆柱体形、顶端为圆锥体形的第一通油孔7，第一通油孔7的底端面向阀体1的底端；阀芯2上还设有形状与第一通油孔7相同的第二通油孔8，第二通油孔8的轴线垂直于第一通油孔7的轴线；阀芯2的最大圆柱体的侧面上设有一进出油缓冲槽9，所述进出油缓冲槽9与第二通油孔8的底端相连通；第一通油孔7与第二通油孔8相连通。第三油口6与油缸33的无杆腔相连，第二油口6、油缸33的有杆腔与油箱32相连，还包括与第一油口4及油缸33的有杆腔相连的供油设备。所述供油设备为一个与第一油口4相连的油泵31和一个与油缸33的有杆腔相连的油泵31。空腔3在阀芯2轴线方向上贯穿阀体1，在阀体1的被空腔3贯穿的两端分别设有上盖10和下盖11，上盖10的外部形状与空腔3的上端相匹配，下盖11的外部形状与空腔3的下端相匹配，上盖10的中心设有用于阀芯2顶部的圆柱体旋转的第一通孔12，下盖11的中心设有与第一通油孔7的底端相连通的第二通孔13，所述第三油口6设有两个，所述第二通孔13呈“t”形孔，“t”形孔的竖向孔13-1与第一通油孔7的底端相连通，“t”形孔的两个横向孔13-2分别与两个第三油口6相连通，每个第三油口6通过一个旋转阀接口14与外部油路相连；空腔3下端设有环形的用于支撑下盖11的旋转阀挡环15，通过螺栓16与下盖11固定连接；所述上盖10上方还设置有用于封闭阀体1的箱体17，箱体17呈中空的阶梯圆柱体形，通过若干个螺栓16固定连接在阀体1和上盖10上。阀芯2的顶端圆柱体的中心设有用于和摆线针轮减速机26的传动轴固定连接的传动孔19。阀体1为长方体形；阀芯2的顶端圆柱体上通过平键固定连接圆环形的发讯盘20，发讯盘20上设有四个磁块，所述箱体17的下表面设有五个接近开关。磁块设有四个，为位于同一圆上的第一磁块21、第二磁块23、第三磁块24和第四磁块25，第一磁块正对进出油缓冲槽的中部，第二磁块位于第一磁块顺时针旋转50°的位置上，第三磁块位于第一磁块逆时针旋转10°的位置上，第四磁块位于第二磁块所在的直径上。接近开关设有五个，分别为计数接近开关22、第一接近开关27、第二接近开关28、第三接近开关29和第四接近开关30，第一接近开关27正对进出油缓冲槽9的中部，第一接近开关27、第二接近开关28、第三接近开关29与第四接近开关30呈逆时针圆周分布；进出油缓冲槽9在其中部的水平截面上的两端点与阀芯2的中心呈120°的圆心角，如图6所示，阀芯在其最大的圆柱体处的直径是600mm，进出油缓冲槽的深度是150mm，这样进出油缓冲槽9在其中部的水平截面上的两端点与阀芯2的中心恰好呈120°的圆心角，第一通油孔的直径为230mm，第一油口为阶梯圆孔，外圆孔径为290mm，内圆孔径为230mm；阀体为长方体形，底面为750mm×920mm的矩形，第一油口、第二油口距离阀体的空腔的最近距离为150mm；这样的尺寸设置能够满足如图25所示(位置关系上，图25中的阀芯的进出油缓冲槽正对着阀体上的第一油口，而图25中270°的位置此时正对着第二油口)，当阀芯旋转至345°-135°(即图25的阀芯的345°-135°的部分正对着第一油口时)的范围时，液压油从第一油口进入第三油口，与阀体相连的油缸33下压(如图26所示，油缸33的有杆腔的一侧始终连接油泵31，另一侧连接油箱32，阀体的第三油口连接油缸33的无杆腔，阀体的第一油口4始终连接一个油泵31，阀体的第二油口5连接油箱32，因此当进出油缓冲槽正对着阀体上的第一油口时，液压油从第一油口进入第三油口与阀体相连的油缸33下压，所述位移传感器为拉线式位移传感器34，拉线式位移传感器34固定连接在油缸33上，其拉线固连在油缸33的活塞杆的露出端上)。当阀芯旋转至135°-165°(即图25的阀芯的135°-165°的部分正对着第一油口时)的范围时(即如图30中阀芯的位置)，进出油缓冲槽既不正对第一油口、也不正对第二油口，液压油不进不出，油缸33(即锻压机的油缸)的活塞杆停止不动；当阀芯旋转至165°-315°(即图25的阀芯的165°-315°的部分正对着第一油口时)时(即如图29中阀芯的位置)，液压油从第三油口进入第二油口(此时阀体旁的油泵不输入油，因为油口被堵，而油缸的有杆腔的油泵输入油)，油缸33的活塞杆上行，完成回程的动作。当阀芯旋转至315°-345°时液压油不进不出，活塞杆停止不动。

第二接近开关28和第四接近开关30相同，其中任一个与第二磁块23或第四磁块25对应时通电；第一接近开关27与第一磁块21对应；第三接近开关29与第三磁块24对应；第一接近开关27、第二接近开关28与第三接近开关29均不同。如图27(图27-a为阀芯在初始位置的示意图；图27-b为发讯盘在初始位置的示意图；图27-c为箱体上的接近开关的位置示意图)所示，初始位置时，第一磁块与第一接近开关对应(此时阀芯的270°位置处对应阀体上的第二油口)，第一接近开关通电(第二接近开关、第三接近开关、第四接近开关均失电)，发讯使伺服电机(伺服电机通过减速机驱动阀芯旋转)停止并刹车，液压油从第一油口进入第三油口，锻压机的油缸33的活塞杆一直下压；当阀芯和发讯盘旋转至如图28或图30所示位置时，第二接近开关28和第四接近开关30通电，第一接近开关27和第三接近开关29失电，发讯使伺服电机停止并刹车，液压油不进不出。当阀芯和发讯盘旋转至如图29所示位置时，第三接近开关通电，第一接近开关、第二接近开关和第四接近开关失电，发讯使伺服电机停止并刹车，液压油从第三油口进入第二油口，锻压机的油缸的活塞杆一直上行。当第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关和第四接近开关均不通电时，伺服电机运转就能实现快锻连续压制。计数接近开关22常通电。

如果采用变量泵，将更节能，只需一个变量泵(不像图26那样需要两个油泵31)、本发明的阀和油缸，只需此三个部件即可实现快速锻打。用变量泵速度可以更快，结构更简单，同时用变量泵是考虑有时不需要很快，这样使得本发明的适用范围更广。

实施例二：

与实施例一的不同在于：如图19至图23所示，空腔3在阀芯2轴线方向上贯穿阀体1，在阀体1的空腔两端分别设有上盖10和用于支撑阀芯2的旋转阀轴承座18，上盖10的外部形状与空腔3的上端相匹配，旋转阀轴承座18的外部形状与空腔3的下端相匹配，上盖10的中心设有用于阀芯2顶部的圆柱体旋转的第一通孔12，旋转阀轴承座18的中心设有与第一通油孔7的底端相连通的第二通孔13，所述第三油口6设有一个，第三油口6与第一通油孔7相连通；空腔3下端设有环形的用于支撑旋转阀轴承座18的旋转阀挡环15，通过螺栓16与旋转阀轴承座18固定连接；所述上盖10上方还设置有用于封闭阀体1的箱体17，箱体17呈中空的阶梯圆柱体形，通过若干个螺栓16固定连接在阀体1上。第三油口6设有一个时，第三油口6设置在阀体1的被空腔3贯穿的一端或相对端，位置位于阀芯2的轴线上；阀体1为长方体形。磁块设有一个，接近开关设有五个。根据不同的形式，也可以设置成如图24所示的结构(即不需旋转阀轴承座18，而把阀体下部设置成可以制成阀芯的形状)。图31至34则分别为本实施例中磁块转动至第一接近开关正下方、第二接近开关正下方、第三接近开关正下方和第四接近开关正下方时的状态示意图。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。