专利名称：锻造操作机缓冲缸液压系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种缓冲缸液压系统，特别是涉及一种锻造操作机缓冲缸液压系统。
背景技术：
与锻造压机联动的特殊工况要求锻造操作机的夹钳在水平方向上须同时具备被动缓冲和主动控制两种功能，目前存在的多数缓冲缸液压系统都只具备被动缓冲功能，而无法实现缓冲缸的主动控制，限制了操作机夹钳在水平方向上的灵活性。经对现有技术的检索发现，申请号为200910153528. I的中国发明专利记载了一种“锻压操作机水平缓冲缸液压系统”，借助一种多腔多活塞杆的液压缸，实现了被动缓冲和主动控制的功能，但是 该专利所述的缓冲缸结构比较复杂，且力缓冲系统与位移闭环控制系统耦合在同一个油路中。
发明内容
为了简化缓冲缸结构，减小锻造操作机缓冲系统两种功能油路之间的耦合特性，本发明的目的在于提供一种锻造操作机缓冲缸液压系统，将被动缓冲与主动控制两种功能分离，由不同油路分别控制，在工作于被动工况时用于提供缓冲力，在工作于主动工况时用于控制缓冲缸的位移和速度。本发明所采用的技术方案是
本发明的比例方向阀的P 口分别与油源供油口、电磁方向阀的P 口连接；比例方向阀的A 口分别与后腔溢流阀的入口、后腔单向阀的出口、缓冲缸后腔连接；比例方向阀的B 口分别与前腔溢流阀的入口、前腔单向阀的出口、缓冲缸前腔连接；比例方向阀的T 口分别与先导式溢流阀的出口、电磁方向阀的T 口、油源回油口、后腔溢流阀的出口、前腔溢流阀的出口、后腔单向阀的入口、前腔单向阀的入口、缓冲缸后滑块腔、缓冲缸前滑块腔连接；缓冲缸中腔与供油单向阀的出口、先导式溢流阀的入口连接；电磁方向阀的A 口与供油单向阀的入口连接；位移传感器安装在缓冲缸的缓冲缸活塞杆上；位移传感器信号输出口与位移控制器信号输入口连接；位移控制器的信号输出口与比例方向阀的信号输入口连接。所述的位移控制器包括操作人员给定的位移设定信号、减法器和PID控制器；位移设定信号输出信号在减法器处与位移传感器的输出信号作差；减法器的信号输出口与PID控制器的信号输入口连接；PID控制器的信号输出口与比例方向阀的信号输入口连接。所述的比例方向阀的P 口为进油口，T 口为回油口，A 口为出油口或者回油口，B 口为回油口或者出油口 ；电磁方向阀的P 口为进油口，T 口为回油口，A 口为出油口或者回油□。本发明具有的有益效果是
I)功能齐备，集成了被动缓冲和主动控制功能。2)被动缓冲功能和主动控制功能的液压油路相对独立，控制简单。3)缓冲过程由缓冲缸中腔和前腔或者后腔两个腔缓冲提供缓冲力，能够提供更大的缓冲力。4)除了比例方向阀之外，系统没有其他比例控制元件，系统可靠性较高。
附图是锻造操作机缓冲缸液压系统的结构原理示意图。附图中1.油源供油口，2.比例方向阀，3.后腔溢流阀，4.前腔溢流阀，5.后腔单向阀，6.前腔单向阀，7.缓冲缸，7-1.缓冲缸缸筒，7-2.缓冲缸活塞杆，7-3.缓冲缸后滑块，7-4.缓冲缸前滑块，7-5.缓冲缸后腔，7-6.缓冲缸后滑块腔，7-7.缓冲缸中腔，7-8.缓冲缸前滑块腔，7-9.缓冲缸前腔，8.供油单向阀，9.先导式溢流阀，10.电磁方向阀，11.油源回油口，12.位移传感器，13.位移控制器，14.位移设定信号，15.减法器，16. PID控制器。
具体实施例方式下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的描述。如附图所示，本发明包括缓冲缸7 ;比例方向阀2的P 口分别与油源供油口 I、电磁方向阀10的P 口连接；比例方向阀2的A 口分别与后腔溢流阀3的入口、后腔单向阀5的出口、缓冲缸后腔7-5连接；比例方向阀2的B 口分别与前腔溢流阀4的入口、前腔单向阀6的出口、缓冲缸前腔7-9连接；比例方向阀2的T 口分别与先导式溢流阀9的出口、电磁方向阀10的T 口、油源回油口 11、后腔溢流阀3的出口、前腔溢流阀4的出口、后腔单向阀5的入口、前腔单向阀6的入口、缓冲缸后滑块腔7-6、缓冲缸前滑块腔7-8连接；缓冲缸中腔7-7与供油单向阀8的出口、先导式溢流阀9的入口连接；电磁方向阀10的A 口与供油单向阀8的入口连接；位移传感器12安装在缓冲缸7的缓冲缸活塞杆7-2上；位移传感器12信号输出口与位移控制器13信号输入口连接；位移控制器13的信号输出口与比例方向阀2的信号输入口连接。所述的位移控制器13包括操作人员给定的位移设定信号14、减法器15和PID控制器16 ;位移设定信号14输出信号在减法器15处与位移传感器12的输出信号作差；减法器15的信号输出口与PID控制器16的信号输入口连接；PID控制器16的信号输出口与比例方向阀2的信号输入口连接。所述的比例方向阀2的P 口为进油口，T 口为回油口，A 口为出油口或者回油口，B口为回油口或者出油口，当比例方向阀2工作于左位时，A 口与P 口连通，为出油口，B 口与T 口连通，为回油口，当比例方向阀2工作于右位时，A 口与T 口连通，为回油口，B 口与P 口连通，为出油口 ；电磁方向阀10的P 口为进油口，T 口为回油口，A 口在电磁方向阀10断电时为出油口，在其通电时为回油口 ；先导式溢流阀9和电磁方向阀10的信号输入口与操作机的PLC控制器连接，由其控制液压阀的工作位置和状态。缓冲缸7由缓冲缸缸筒7-1、缓冲缸活塞杆7-2、缓冲缸后滑块7-3、缓冲缸前滑块7-4构成，其中缓冲缸缸筒7-1为固定端，缓冲缸活塞杆7-2为移动端，二者之间的相对运动实现锻造操作机缓冲缸的缓冲和位移控制；缓冲缸前滑块7-3和缓冲缸后滑块7-4皆可以相对缓冲缸缸筒7-1运动。缓冲缸容腔包括缓冲缸后腔7-5、缓冲缸后滑块腔7-6、缓冲缸中腔7-7、缓冲缸前滑块腔7-8、缓冲缸前腔7-9等五个腔室，其中缓冲缸后滑块腔7-6及缓冲缸前滑块腔7-8直接连接油源回油口 10 ;缓冲缸后腔7-5和缓冲缸前腔7-9的活塞有效作用面积相等，对于比例方向阀2来说，两个容腔的作用相当于一个对称式液压缸。缓冲系统缺省工作于被动缓冲模式，见附图所示，此时，先导式溢流阀9及电磁方向阀10都不通电，位移控制器13输出信号为零，比例方向阀2处于中位，由先导式溢流阀9实现缓冲缸7的缓冲运动。在缓冲缸活塞杆7-2受到压力时，缓冲缸中腔7-7及缓冲缸后腔7-5内的油液压力升高，两个容腔的油液压力超出先导式溢流阀9及后腔溢流阀3的溢流压力时，则油液分别通过两个溢流阀溢流，缓冲缸活塞杆7-2及缓冲缸前滑块7-4后退，实现操作机的推力顺应，此时缓冲缸前腔7-9由前腔单向阀6补充液压油液，防止容腔出现吸空现象。由于缓冲缸中腔7-7的有效受力面积较大，因此提供了主要的缓冲力，缓冲缸后腔7-5提供辅助缓冲力。在缓冲动作完成之后，外界的压力消失，此时油源供油口 I的油液经过电磁方向阀10打开供油单向阀8，流入缓冲缸中腔7-7，迫使缓冲缸前腔7-9的油液经过前腔溢流阀4流入油源回油口 11，实现缓冲缸7的复位。同样的，若缓冲缸活塞杆7-2承受拉力过大，活塞杆与缓冲缸后滑块7-3向前运动，迫使缓冲缸中腔7-7及缓冲缸前腔7-9 的油液分别通过先导式溢流阀9和前腔溢流阀4溢流，实现了缓冲缸的拉力顺应，其复位过程亦与压力缓冲复位过程相似。在缓冲系统工作于主动控制模式时，先导式溢流阀9通电卸荷，电磁方向阀10通电换向。此时，缓冲缸中腔7-7的油液卸荷，其作用于缓冲缸7的液压力较小，而缓冲缸后腔7-5和缓冲缸前腔7-9的油液流向由位移控制器13和比例方向阀2控制。
权利要求
1.一种锻造操作机缓冲缸液压系统，包括缓冲缸(7);其特征在于比例方向阀(2)的P 口分别与油源供油口(I)、电磁方向阀(10)的P 口连接；比例方向阀⑵的A 口分别与后腔溢流阀⑶的入口、后腔单向阀(5)的出口、缓冲缸后腔(7-5)连接；比例方向阀⑵的B 口分别与前腔溢流阀⑷的入口、前腔单向阀(6)的出口、缓冲缸前腔(7-9)连接；比例方向阀⑵的T 口分别与先导式溢流阀(9)的出口、电磁方向阀(10)的T 口、油源回油口(11)、后腔溢流阀(3)的出口、前腔溢流阀(4)的出口、后腔单向阀(5)的入口、前腔单向阀(6)的入口、缓冲缸后滑块腔(7-6)、缓冲缸前滑块腔(7-8)连接；缓冲缸中腔(7-7)与供油单向阀(8)的出口、先导式溢流阀(9)的入口连接；电磁方向阀(10)的A 口与供油单向阀(8)的入口连接；位移传感器(12)安装在缓冲缸(7)的缓冲缸活塞杆(7-2)上；位移传感器(12)信号输出口与位移控制器(13)信号输入口连接；位移控制器(13)的信号输出口与比例方向阀⑵的信号输入口连接。
2.根据权利要求I所述的一种锻造操作机缓冲缸液压系统，其特征在于所述的位移控制器(13)包括操作人员给定的位移设定信号(14)、减法器(15)和PID控制器(16);位移设定信号(14)输出信号在减法器(15)处与位移传感器(12)的输出信号作差；减法器·(15)的信号输出口与PID控制器(16)的信号输入口连接；PID控制器(16)的信号输出口与比例方向阀⑵的信号输入口连接。
3.根据权利要求I所述的一种锻造操作机缓冲缸液压系统，其特征在于所述的比例方向阀(2)的P 口为进油口，T 口为回油口，A 口为出油口或者回油口，B 口为回油口或者出油口 ；电磁方向阀(10)的P 口为进油口，T 口为回油口，A 口为出油口或者回油口。
全文摘要
本发明公开了一种锻造操作机缓冲缸液压系统。它包括油源供油口、比例方向阀、溢流阀、单向阀、缓冲缸、先导式溢流阀、电磁方向阀、油源回油口、位移传感器、位移设定信号、减法器和PID控制器。该发明利用锻造操作机缓冲缸的复合式多腔结构，将带先导式溢流阀的被动缓冲系统和带比例方向阀的主动位移闭环控制系统集成在一支缓冲缸上，不但能够实现操作机夹钳的被动缓冲功能，而且具备了锻造操作机缓冲系统所需要的位移闭环控制功能，具有控制简单、功能齐备的特点。系统缓冲缸的多腔缓冲方式能够以同样直径的缓冲缸提供更大的缓冲力，此外，由于比例控制元件较少，系统的可靠性更高。
文档编号F15B15/22GK102744345SQ201210250868
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者侯交义, 傅新, 周华, 杨华勇 申请人:浙江大学