专利名称:钢管精整机电液比例液压控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种钢管精整机电液比例液压控制系统，该系统采用大通径比例换向阀与两通插装阀分别与两个快速缸与柱塞缸相连，运动部件部分装有拉线式编码器实时检测运动部件的位置，反馈给数控系统，数控系统通过控制比例换向阀控制油液的流向及大小，最终控制运动部件的位置，最终达到精确定位的目的，此系统能够高精度重复定位，减少了人工操作，实现对钢管进行逐段的精整，达到提高钢管圆度的目的；系统压力的调整采用比例溢流阀，实现压力的无级调整，使操作流程进一步简化，利用比例换向阀的线性特性，实现对运动部件的加速、减速运动及无级调速功能，减少系统的换向冲击、惯性冲击及卸荷时高压冲击，实现机床的柔性控制。
【专利说明】钢管精整机电液比例液压控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于钢管加工领域，涉及液压控制系统，具体涉及一种钢管精整机电液比例液压控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，钢管精整机液压系统通过调整液压系统远程调压阀，调整系统压力来控制模具上行的距离。对同一种规格的钢管来说，压力越高，模具上行压制钢管时的距离越大，压力越小模具上行压制钢管时的距离越小。此种控制方式需要工人首先通过人为的去测量找出钢管需要精整矫圆段，其次不断调整系统压力，逐渐使钢管达到所要求的圆度。这种液压控制系统不仅对工人熟练程度要求较高，而且一根钢管的任意一段都需要进行多次测量，然后逐次反复的进行精整矫圆，操作难度大，生产效率低，精度差，很难适应大规模生产，且目前使用的开关阀及逻辑阀组成的精整机液压控制系统，造成整机液压系统冲击大，缩短了设备的使用寿命。
实用新型内容
[0003]本实用新型为了解决上述问题，提供了一种钢管精整机电液比例液压控制系统。
[0004]本实用新型采用如下技术方案:
[0005]一种钢管精整机电液比例液压控制系统，包括油箱，所述油箱安装有双联叶片泵油泵电机组和柱塞泵油泵电机组，双联叶片泵油泵电机组分别与双联叶片泵小泵高压滤油器和双联叶片泵大泵高压滤油器连接，双联叶片泵大泵高压滤油器分别与第二单向阀的A口、双联叶片泵大泵卸荷阀相连接，双联叶片泵大泵卸荷阀与冷却器连接后接至油箱，第二单向阀的B 口分别与比例换向阀的P 口、第一单向阀的B 口相接，第一单向阀的A 口分别与柱塞泵高压滤油器、柱塞泵卸荷阀相连接，柱塞泵卸荷阀接至油箱，柱塞泵高压滤油器与所述的柱塞泵油泵电机组相接后接至油箱；比例换向阀的P 口还与比例溢流阀的A 口相连接，比例换向阀的T 口接至油箱，比例换向阀的B 口分别与安全阀、两个快速缸的上腔相接，比例换向阀的A 口分别与柱塞缸进油阀的A 口、第三单向阀的A 口、背压阀的B 口相接；背压阀的A 口与单向阀的K 口相接，第三单向阀的B 口通过管路分别与两个快速缸的下腔相接，此管路中安装有第一压力传感器；柱塞缸进油阀的B 口通过管路接至柱塞缸的下腔，此管路中安装有第二压力传感器，柱塞缸进油阀的另一 B 口分别与卸荷阀的A 口和K 口相接，卸荷阀的B 口与低压直动式溢流阀相接；柱塞缸安装有充液阀，充液阀分别与减震喉、单向节流阀相接，减震喉与截止阀连接后通至油箱，单向节流阀与电磁阀的B 口相接，电磁阀的T 口接至油箱，电磁阀的P 口分两路，第一路与柱塞缸进油阀的K 口相接、第二路与蓄能器相接，蓄能器分别与蓄能器截止阀、蓄能器安全阀、第三压力传感器相接，压力传感器与压力表相接，蓄能器截止阀与单向阀相接，单向阀分别与双联叶片泵小泵高压滤油器、叶片泵小泵卸荷阀相接；叶片泵小泵卸荷阀接至油箱。
[0006]柱塞泵高压滤油器与第一单向阀的A 口连接管路中设有压力测试点Ml、双联叶片泵大泵高压滤油器与第二单向阀的A 口连接管路中设有压力测试点M2、双联叶片泵小泵高压滤油器与单向阀的连接管路中设有压力测试点M3;安装第一压力传感器的管路设有压力测试点MX1、比例换向阀的B 口与两个快速缸的上腔相接的管路中设有压力测试点MX3、及安装第二压力传感器的管路中设有压力测试点MX2。
[0007]本实用新型的有益效果是:本实用新型的系统采用大通径比例换向阀与两通插装阀分别与两个快速缸与柱塞缸相连，运动部件部分装有拉线式编码器实时检测运动部件的位置，反馈给数控系统，数控系统通过控制比例换向阀控制油液的流向及大小，最终控制运动部件的位置，最终达到精确定位的目的，此系统能够高精度重复定位，减少了人工操作，实现对钢管进行逐段的精整，达到提高钢管圆度的目的，精度高；系统压力的调整采用比例溢流阀，实现压力的无级调整，进一步减少了人工操作，使操作流程进一步简化，提高了生产效率；本实用新型利用比例换向阀的线性特性，实现对运动部件的加速、减速运动及无级调速的功能，可减少系统的换向冲击、惯性冲击及卸荷时高压冲击，可实现机床的柔性控制。
【附图说明】
[0008]图1.为本实用新型的控制系统图。
[0009]附图标记:1-柱塞泵卸荷阀；2_柱塞泵高压滤油器；3_柱塞泵油泵电机组；
[0010]4-第一单向阀；5_双联叶片泵大泵卸荷阀；6_冷却器；7_双联叶片泵大泵高压滤油器；8_第二单向阀；9_双联叶片泵油泵电机组；10_双联叶片泵小泵高压滤油器；11_叶片泵小泵卸荷阀；12_单向阀；13_蓄能器截止阀；14_蓄能器安全阀；15_第三压力传感器；16-压力表；17_比例溢流阀；18-蓄能器；19-背压阀；20_电磁阀；21_第三单向阀；22-单向节流阀；23_第一压力传感器；24-截止阀；25_减震喉；26-充液阀；27、30_快速缸；28_柱塞缸；29_活动横梁及精整模具；31_拉线式编码器；32_压力表；33_第二压力传感器；34_柱塞缸进油阀；35_卸荷阀；36_低压直动式溢流阀；37_安全阀；38_比例换向阀；39_压力表;40-油箱;M1、M2、M3、MX1、MX2、MX3均为压力测试点。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明:
[0012]一种钢管精整机电液比例液压控制系统，包括油箱，所述油箱安装有双联叶片泵油泵电机组和柱塞泵油泵电机组，双联叶片泵油泵电机组分别于双联叶片泵小泵高压滤油器和双联叶片泵大泵高压滤油器连接，双联叶片泵大泵高压滤油器分别与第二单向阀的A口、双联叶片泵大泵卸荷阀相连接，双联叶片泵大泵卸荷阀与冷却器连接后接至油箱，第二单向阀的B 口分别与比例换向阀的P 口、第一单向阀的B 口相接，第一单向阀的A 口分别于柱塞泵高压滤油器、柱塞泵卸荷阀相连接，柱塞泵卸荷阀接至油箱，柱塞泵高压滤油器与柱塞泵油泵电机组相接后接至油箱；比例换向阀的P 口还与比例溢流阀的A 口相连接，比例换向阀的T 口接至油箱，比例换向阀的B 口分别与安全阀、两个快速缸的上腔相接，比例换向阀的A 口分别与柱塞缸进油阀的A 口、第三单向阀的A 口、背压阀的B 口相接；背压阀的A口与单向阀的K 口相接，第三单向阀的B 口通过管路分别与两个快速缸的下腔相接，此管路中安装有第一压力传感器；柱塞缸进油阀的B 口通过管路接至柱塞缸的下腔，此管路中安装有第二压力传感器，柱塞缸进油阀的另一 B 口分别与卸荷阀的A 口和K 口相接，卸荷阀的B 口与低压直动式溢流阀相接；柱塞缸安装有充液阀，充液阀分别于减震喉、单向节流阀相接，减震喉与截止阀连接后通至油箱，单向节流阀与电磁阀的B 口相接，电磁阀的T 口接至油箱，电磁阀的P 口分两路，第一路与柱塞缸进油阀的K 口相接、第二路与蓄能器相接，蓄能器分别与蓄能器截止阀、蓄能器安全阀、第三压力传感器相接，第三压力传感器与压力表相接，蓄能器截止阀与单向阀相接，单向阀分别与双联叶片泵小泵高压滤油器、叶片泵小泵卸荷阀相接；叶片泵小泵卸荷阀接至油箱。柱塞泵高压滤油器与第一单向阀的A 口连接管路中、双联叶片泵大泵高压滤油器与第二单向阀的A 口连接管路中、双联叶片泵小泵高压滤油器与单向阀的连接管路中均设有压力测试点；安装第一压力传感器的管路、比例换向阀的B 口与两个快速缸的上腔相接的管路、及安装压力传感器的管路中均设有压力测试点。
[0013]完成钢管精整机精整模具的快上，工进、压制、保压、卸荷及返程。
[0014]快上:比例溢流阀1Y1、比例换向阀1Y3、电磁阀YV1、YV2得电，双联叶片泵油泵电机组9的叶片泵，柱塞泵油泵电机组3的柱塞泵打出的油液，经第二单向阀8与第一单向阀4的A 口进入B 口进入比例换向阀38的P 口和比例溢流阀17的A 口，由于此时比例溢流阀17处于关闭状态，所以比例溢流阀17的A 口与B 口不同，所以油液进入比例换向阀38的P口，此时由于比例换向阀处于换向位置，即P与A通，B与T通的状态，因此油液通过比例换向阀P 口进入比例换向阀A 口，比例换向阀A 口与阀21 A 口、阀19B 口相连，阀21开启，阀19处于关闭状态。油液通过第三单向阀21A 口进入第三单向阀21B 口，第三单向阀21B 口与两个快速缸27、30无杆腔相连，油液进入两个快速缸无杆腔，快速缸快速上行，快速缸带动柱塞缸28快速上行，充液阀26自吸打开，油箱40中大量的油液经截止阀24、减震喉25、充液阀26进入柱塞缸，快速缸上腔的油液经比例换向阀B 口回油箱，实现精整模具的快速上行。
[0015]工进:比例溢流阀IYl、比例换向阀1Y3、电磁阀YV1、YV2、YV4得电，柱塞缸进油阀34开启，双联叶片泵油泵电机组9带动的叶片泵，柱塞泵油泵电机组3带动的柱塞泵打出的油液，一部分经第二单向阀8、第一单向阀4、第三单向阀21、比例换向阀38右位A 口进入两个快速缸无杆腔，快速缸有杆腔的油液经比例换向阀38的B 口回油箱，由于比例换向阀A 口与阀34A 口相连，阀34开启，阀34的A 口与两个B 口接通，同时油液也经柱塞缸进油阀34进入柱塞缸，柱塞缸压力升高，充液阀关闭，精整模具进入工进状态。卸荷阀35此时处于关闭状态，因此卸荷阀35的A 口与B 口是不通的，油液全部进入柱塞缸。
[0016]压制:在工进状态下精整模具继续上行，当接触到钢管之后，系统压力逐渐升高，当达到与快速缸相连的第一压力传感器23所设定的压力时，电磁铁YV2断电，双联叶片泵大泵卸荷阀5开启，叶片泵打出的油液经双联叶片泵大泵卸荷阀5的A 口进入B 口，B 口与油箱连通，叶片泵打出的油液直接回油箱，叶片泵卸荷。第二单向阀8由于K 口处于高压状态，第二单向阀8B 口与A 口不通，第二单向阀8关闭。柱塞泵3继续给两个快速缸27、30与柱塞缸28供油，系统压力继续升高，精整模具压着钢管继续上行，直到达到数控系统所设定目标值时，钢管精整完毕，系统进入保压状态。
[0017]保压:保压时柱塞泵继续给各油缸供油，此时数控系统与活动横梁29上所装拉线编码器31相互作用，通过调整系统中比例换向阀38使精整模具保持在所设定的位置，系统多余的油液经比例溢流阀17溢流掉，精整模具压着钢管在所设定的位置，保持一小段时间(0-3秒)，实现系统的保压，保压完成后系统进入卸荷状态。
[0018]卸荷:卸荷开始时，电磁阀YV1、比例溢流阀1Y1、电磁阀YV4断电，之后电磁阀YV3、YV5得电，背压阀19开启，A 口与B 口连通；卸荷阀35开启，A 口与B 口连通。同时比例换向阀38反向逐点的打开，即逐渐换向到左位，两快速缸无杆腔的高压油经背压阀19、比例换向阀(A和T通)回油箱。柱塞缸高压油经卸荷阀35，低压直动式溢流阀36回油箱。当柱塞缸的压力卸到与柱塞缸相连的压力传感器33所设定的压力时，YV4得电，柱塞缸的压力油进入到比例阀A 口，随着比例阀开口的逐渐增大，三个油缸进一步卸压直到一个很低的压力值时，卸荷完毕(卸荷时间0-1秒)，系统进入返程状态。
[0019]返程:卸荷结束，电磁阀YV4、YV5断电，柱塞缸进油阀34、卸荷阀35关闭，电磁阀YV3得电，比例换向阀1Y2得电，逐渐换向到左位，即P与B通，A与T通，并迅速开到最大，同时电磁阀YV1，YV2，YV6、比例溢流阀IYl得电，油泵打出的油液经比例换向阀左位P与B通进入两个快速缸上腔(有杆腔)，同时无杆腔的油液经背压阀19、比例换向阀A与T通回油箱；电磁阀20换向到左位，P与B通，蓄能器中的高压油，进入充液阀控制口，充液阀26开启，柱塞缸的油液经由充液阀、减震喉25、截止阀24在快速缸的带动下返回油箱40，三个油缸缩回，精整模具脱开钢管，一个精整工序执行完毕。
[0020]在整个精整模具动作过程中，数控系统，电液比例液压控制系统，拉线式编码器31三者紧密结合形成一个闭环控制系统，拉线式编码器将实时检测到的精整机模具29位置数据不断的反馈给数控系统，数控系统通过与目标值的比较，然后对电液比例液压控制系统发出控制指令，调整精整模具位置，拉线式编码器又将位置数据反馈给数控系统的一个闭环控制系统，因此本实用新型具有较高的重复定位精度。对于同一种规格的钢管，在钢管通过步进送料装置输送到精整模具之后找出不圆点，就可以对其进行精整矫圆，这就减少了以往制管线精整机，通过人为反复测量与调整，最终确定系统各个参数的复杂过程，简化了工作流程，提高工作效率。蓄能器18为比例换向阀以及柱塞缸进油阀34提供稳定的控制动力油源。与蓄能器相连的第三压力传感器15，是用来控制电磁铁YV7的得电与失电，来控制叶片泵小泵卸荷阀11开启与关闭，以此最终控制双联叶片泵小泵对蓄能器是否补油。蓄能器安全阀14对蓄能器起到安全保护的作用。单向阀12将蓄能器与叶片泵小泵卸荷阀11隔断，起到保压的作用；两个单向节流阀22对充液的开启与关闭起到缓冲的作用。图中三个压力表16、32、39分别显示的是蓄能器压力、柱塞缸、快速缸无杆腔压力。比例阀工作时的线性特性，比例阀换向是逐渐的打开或逐渐的关闭，这就区别以往开关阀的开启与关闭，可实现精整机，精整矫圆过程中，快上与工进平稳过渡，消除速度突然变化时的惯性冲击，且卸荷时比例阀阀口逐渐由小到大的打开过程，实现系统的平稳卸荷，由于在整个精整过程当中各工况之间的过渡是平稳的，所以卸荷平稳，实现对整个精整过程的柔性控制。
【权利要求】
1.一种钢管精整机电液比例液压控制系统，其特征在于:包括油箱，所述油箱安装有双联叶片泵油泵电机组(9)和柱塞泵油泵电机组(3)，双联叶片泵油泵电机组(9)分别与双联叶片泵小泵高压滤油器(10)和双联叶片泵大泵高压滤油器(7)连接，双联叶片泵大泵高压滤油器(7)分别与第二单向阀⑶的A 口、双联叶片泵大泵卸荷阀(5)相连接，双联叶片泵大泵卸荷阀(5)与冷却器(6)连接后接至油箱，第二单向阀(8)的B 口分别与比例换向阀(38)的P 口、第一单向阀(4)的B 口相接，第一单向阀(4)的A 口分别与柱塞泵高压滤油器(2)、柱塞泵卸荷阀(I)相连接，柱塞泵卸荷阀(I)接至油箱，柱塞泵高压滤油器(2)与所述的柱塞泵油泵电机组(3)相接后接至油箱；比例换向阀(38)的P 口还与比例溢流阀(17)的A 口相连接，比例换向阀(38)的T 口接至油箱，比例换向阀(38)的B 口分别与安全阀(37)、两个快速缸的上腔相接，比例换向阀(38)的A 口分别与柱塞缸进油阀(34)的A 口、第三单向阀(21)的A 口、背压阀(19)的B 口相接；背压阀(19)的A 口与单向阀(21)的K 口相接，第三单向阀(21)的B 口通过管路分别与两个快速缸的下腔相接，此管路中安装有第一压力传感器(23);柱塞缸进油阀(34)的B 口通过管路接至柱塞缸(28)的下腔，此管路中安装有第二压力传感器(33)，柱塞缸进油阀(34)的另一 B 口分别与卸荷阀(35)的A 口和K 口相接，卸荷阀(35)的B 口与低压直动式溢流阀(36)相接；柱塞缸(28)安装有充液阀(26)，充液阀(26)分别与减震喉(25)、单向节流阀(22)相接，减震喉(25)与截止阀(24)连接后通至油箱(40)，单向节流阀(22)与电磁阀(20)的B 口相接，电磁阀(20)的T 口接至油箱，电磁阀(20)的P 口分两路，第一路与柱塞缸进油阀(34)的K 口相接、第二路与蓄能器(18)相接，蓄能器(18)分别与蓄能器截止阀(13)、蓄能器安全阀(14)、第三压力传感器(15)相接，压力传感器(15)与压力表(16)相接，蓄能器截止阀(13)与单向阀(12)相接，单向阀(12)分别与双联叶片泵小泵高压滤油器(10)、叶片泵小泵卸荷阀(11)相接；叶片泵小泵卸荷阀(11)接至油箱。2.根据权利要求1所述的一种钢管精整机电液比例液压控制系统，其特征在于:柱塞泵高压滤油器(2)与第一单向阀(4)的A 口连接管路中设有压力测试点Ml、双联叶片泵大泵高压滤油器(7)与第二单向阀(8)的A 口连接管路中设有压力测试点M2、双联叶片泵小泵高压滤油器(10)与单向阀(12)的连接管路中设有压力测试点M3 ;安装第一压力传感器(23)的管路设有压力测试点MX1、比例换向阀(38)的B 口与两个快速缸的上腔相接的管路中设有压力测试点MX3、及安装第二压力传感器(33)的管路中设有压力测试点MX2。
【文档编号】F15B13-06GK204267432SQ201420696283
【发明者】周晶, 李延科, 程海斌, 王青斌, 马天海 [申请人]天水锻压机床(集团)有限公司