一种大型液压机横梁调平液压系统的制作方法

本发明涉及一种大型液压机横梁的水平控制系统，特别涉及一种大型液压机横梁调平液压系统。

背景技术：

大型整体等温模锻件需要大型液压机，大型液压机一般采用多个液压缸同时锻造的机械结构，这种结构要求各个液压缸能够同时协调出力，多缸同步和稳定精确运行的能力。但液压机压制工件时由于工件材质不均匀和非线性载荷，工件形状不对称，工件各部分的变形抗力也各不相同，立柱与活动横梁叶存在间隙，大小不一的变形抗力偏离压机的中心而形成偏载力矩，导致液压机横梁倾斜，从而影响工件的质量和降低液压机的寿命。因此很有必要对液压机的水平横梁运动进行同步控制。但目前液压机的横梁多为多缸并列式驱动液压机，横梁在不同位置上的液压缸驱动下沿立柱运动，液压机下压时横梁的同步运动通过分流阀或机械同步来控制，这种控制方式结构复杂，控制精度低，且未设置释压回路，容易造成因压制而储藏的弹性变形回复引起设备损坏。因此我们对此做出改进，提出一种大型液压机横梁调平液压系统。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的目前液压机的横梁多为多缸并列式驱动液压机，横梁在不同位置上的液压缸驱动下沿立柱运动，液压机下压时横梁的同步运动通过分流阀或机械同步来控制，这种控制方式结构复杂，控制精度低，且未设置释压回路，容易造成因压制而储藏的弹性变形回复引起设备损坏的缺陷，本发明提供一种大型液压机横梁调平液压系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种大型液压机横梁调平液压系统，包括主动控制液压系统和被动控制液压系统，所述主动控制液压系统由一个主缸和四个副液压缸组成，所述副液压缸由第一液压泵供油，所述第一液压泵与油箱通过管道相连，所述第一液压泵的出口与第一插装阀通过管道相连，所述第一插装阀的远程控制口与二位三通电磁阀通过管道相连，所述第一液压泵的出口与第三插装阀的进口通过管道相连，所述第三插装阀的出口与副液压缸设有的上腔通过管道相连，所述第三插装阀的控制口与二位四通电磁阀通过孔道相连，所述副液压缸的上腔与充液阀的出口通过管道相连，所述第一充液阀的进口与副油箱通过管道相连，所述第一充液阀的控制口与第一液压泵的出口通过第一二位二通阀相连，所述副液压缸的上腔与油箱分别通过第四插装阀的进口与出口通过孔道相连，所述第四插装阀的控制口分别与第二二位二通阀和第五溢流阀通过管道相连，所述第二二位二通阀与二位四通阀通过孔道相连，所述二位四通阀与二位四通电磁换向阀通过管道相连，所述副液压缸的下腔与第五插装阀的进口通过管道相连，所述第五插装阀的控制口分别与三位四通电磁换向阀、第三溢流阀和第四溢流阀通过孔道相连，所述第五插装阀的出口与油箱通过管道相连，所述第一液压泵的出口与第二插装阀的进口通过管道相连，所述第二插装阀的出口与副液压缸的下腔通过管道相连，所述第二插装阀的控制口与第一二位二通阀通过孔道相连，所述油箱的出油口与第二液压泵的入油口通过管道相连，所述第二液压泵的出油口与主缸的入油口通过管道相连，所述第二液压泵的出口与第六插装阀的进口通过管道相连，所述第六插装阀的出口与油箱的下腔通过管道相连，所述第六插装阀的控制口与第一二位三通阀通过孔道相连，所述第一二位三通阀与油箱通过管道相连，所述第二液压泵的出口与第七插装阀的进口通过管道相连，所述第七插装阀的出口与柱塞缸通过管道相连，所述第七插装阀的控制口与二位四通电磁换向阀通过孔道相连，所述柱塞缸的上腔与第八插装阀的进口通过管道相连，所述第八插装阀的出口与油箱通过管道相连，所述第八插装阀的控制口分别与第三二位二通阀和第二溢流阀通过孔道相连，所述第三二位四通阀与二位四通电磁换向阀通过管道相连，所述副油箱的出口与充液阀的进口通过管道相连，所述充液阀的出口与柱塞缸通过管道相连，所述充液阀的控制口与第二液压泵出口通过管道相连，所述被动控制液压系统包括第三液压泵，所述第三液压泵与滤油器通过管道相连，所述第三液压泵与第九插装阀通过管道相连，所述第九插装阀的出口与油箱通过管道相连，所述第九插装阀的控制口与第二二位三通阀的一端通过孔道相连，所述第二二位三通阀的两端分别与第一溢流阀和油箱通过管道相连，所述第三液压泵分别与第十五插装阀和第十一插装阀的进口通过管道相连，所述第十五插装阀的出口分别与第十插装阀的进口、第十七插装阀的进口、第十八插装阀的进口、第二十一插装阀的进口、第十六插装阀的进口、第十八插装阀的控制口和第二十一插装阀的控制口通过孔道相连，所述第十一插装阀的出口分别与第十二插装阀的进口、第十三插装阀的进口、第十四插装阀的进口、第十九插装阀的进口、第二十插装阀的进口、第十四插装阀的控制口和第十九插装阀的控制口通过管道相连，所述第十插装阀和第十二插装阀的出口分别与油箱通过管道相连，所述第十三插装阀的出口与第一插装阀节流元件的一端通过孔道相连，所述第一插装阀节流元件的另一端分别与第一液压缸的下腔和第十四插装阀通过孔道相连，所述第十七插装阀的出口与第二插装阀节流元件的一端通过孔道相连，所述第二插装阀节流元件的另一端分别与第一液压缸上腔和第十八插装阀的出口通过管道相连，所述第二十插装阀的出口与第三插装阀节流元件的一端通过孔道相连，所述第三插装阀节流元件的另一端分别与第二液压缸上腔和第十九插装阀通过管道相连，所述第十六插装阀出口与第四插装阀节流元件的一端通过管道相连，所述第四插装阀节流元件的另一端分别与第二液压缸下腔和第二十一插装阀的出口通过管道相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一液压泵和第二液压泵均为定量泵。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主缸为柱塞缸。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二插装阀、第三插装阀、第七插装阀、第十四插装阀、第十八插装阀、第十九插装阀和第二十一插装阀均为单向阀，所述第十插装阀、第十五插装阀、所述第十一插装阀和第十二插装阀均为三位四通电磁换向阀，所述第一插装阀、第六插装阀和第九插装阀均为溢流阀，所述第五插装阀为背压阀，所述第四插装阀和第八插装阀均为释压阀，且第二插装阀、第三插装阀、第七插装阀、第十四插装阀、第十八插装阀、第十九插装阀、第二十一插装阀、第十插装阀、第十五插装阀、所述第十一插装阀、第十二插装阀、第一插装阀、第六插装阀、第九插装阀、第五插装阀、第四插装阀、第八插装阀、第十三插装阀、第十七插装阀、第二十插装阀和第十六插装阀均采用插装结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一插装阀的远程控制口与第一比例溢流阀通过管道相连，所述第一二位三通阀与第二比例溢流阀通过管道相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第十三插装阀、第十七插装阀、第二十插装阀、第十六插装阀、第一液压泵和第二液压泵均与四个光栅位移传感器电性连接，且四个光栅位移传感器安装与横梁的四个边角，光栅位移传感器与液压机控制箱内设有的plc控制器电性连接，所述第十三插装阀、第十七插装阀、第二十插装阀、第十六插装阀、第一液压泵和第二液压泵、四个光栅位移传感器和plc控制器均与外接电源电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述二位四通电磁换向阀、三位四通电磁换向阀、二位四通电磁换向阀、第十三插装阀、第十七插装阀、第二十插装阀、第十六插装阀、第一插装阀、第九插装阀和第六插装阀均与液压机控制箱内设有的d/a转换器电性连接，d/a转换器与plc控制器电性连接，plc控制器与液压机控制箱内设有的a/d转换器电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述被动控制液压系统的四个液压缸分别安装于活动横梁四个边角。

本发明的有益效果是：该种大型液压机横梁水平控制液压系统，通过设有的主动控制液压系统和被动控制液压系统以及plc控制器，主动控制液压系统中间为柱塞缸，其余四缸为活塞缸，各缸单独由泵驱动，通过控制器控制各泵转速以改变流量，实现快速下降、压制工件和保压等不同速度的需要；被动控制液压系统采用双出杆活塞缸，采用高精度光栅传感器对液压机活动横梁四角的直线位移进行实时检测，采用a/d转换器转换后送入plc控制器，plc控制器经运算处理后发出控制信号，经d/a转换器后以控制电磁换向阀、比例插装调速阀、比例溢流阀，实现纠偏液压缸的快速纠偏响应和卸荷，提高横梁水平控制精度，实现返程前的缓慢释压，并在系统无需调整时达到节能的目的；系统结构简单，采用plc控制器控制，可根据各种原因所造成的同步误差及时调节通过比例阀的流量，以保证多缸同步，保证各个液压缸能够同时协调出力和稳定运行，精确控制活动横梁的水平度，提高产品的压制质量和液压机抗偏载能力及寿命。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种大型液压机横梁调平液压系统的主缸的主动控制液压系统示意图；

图2是本发明一种大型液压机横梁调平液压系统的副缸的主动控制液压系统示意图；

图3是本发明一种大型液压机横梁调平液压系统的被动控制液压系统示意图。

图中：1、油箱；2、第一液压泵；3、第一插装阀；4、二位三通电磁阀；5、第一比例溢流阀；6、第二插装阀；7、第一二位二通阀；8、第三插装阀；9、二位四通电磁阀；11、第一充液阀；12、副液压缸；13、第四插装阀；14、第二二位二通阀；15、二位四通阀；16、二位四通电磁换向阀；17、第五插装阀；18、三位四通电磁换向阀；19、第三溢流阀；20、第四溢流阀；21、第二液压泵；22、第六插装阀；23、第一二位三通阀；24、第二比例溢流阀；25、第七插装阀；28、第二充液阀；29、柱塞缸；30、第八插装阀；31、第二溢流阀；32、第三二位二通阀；33、二位四通电磁换向阀；34、滤油器；35、第三液压泵；36、第九插装阀；37、第二二位三通阀；38、第一溢流阀；39、第十插装阀；40、第十五插装阀；41、第十一插装阀；42、第十二插装阀；44、第十三插装阀；45、第一插装阀节流元件；46、第十四插装阀；47、第十七插装阀；48、第二插装阀节流元件；49、第十八插装阀；50、第一液压缸；51、第二液压缸；52、第十九插装阀；53、第三插装阀节流元件；54、第二十插装阀；55、第二十一插装阀；56、第四插装阀节流元件；57、第十六插装阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-3所示，本发明一种大型液压机横梁调平液压系统，包括主动控制液压系统和被动控制液压系统，主动控制液压系统由一个主缸29和四个副液压缸12组成，副液压缸12由第一液压泵2供油，第一液压泵2与油箱1通过管道相连，第一液压泵2的出口与第一插装阀3通过管道相连，第一插装阀3的远程控制口与二位三通电磁阀4通过管道相连，第一液压泵2的出口与第三插装阀8的进口通过管道相连，第三插装阀8的出口与副液压缸12设有的上腔通过管道相连，第三插装阀8的控制口与二位四通电磁阀9通过孔道相连，副液压缸12的上腔与充液阀11的出口通过管道相连，充液阀11的进口与副油箱通过管道相连，充液阀11的控制口与第一液压泵2的出口通过第一二位二通阀10相连，副液压缸12的上腔与油箱1分别通过第四插装阀13的进口与出口通过孔道相连，第四插装阀13的控制口分别与第二二位二通阀14和第五溢流阀16通过管道相连，第二二位二通阀14与二位四通阀15通过孔道相连，二位四通阀15与二位四通电磁换向阀16通过管道相连，副液压缸12的下腔与第五插装阀17的进口通过管道相连，第五插装阀17的控制口分别与三位四通电磁换向阀18、第三溢流阀19和第四溢流阀20通过孔道相连，第五插装阀17的出口与油箱1通过管道相连，第一液压泵2的出口与第二插装阀6的进口通过管道相连，第二插装阀6的出口与副液压缸12的下腔通过管道相连，第二插装阀6的控制口与第一二位二通阀7通过孔道相连，油箱1的出油口与第二液压泵21的入油口通过管道相连，第二液压泵21的出油口与主缸29的入油口通过管道相连，第二液压泵21的出口与第六插装阀22的进口通过管道相连，第六插装阀22的出口与油箱1的下腔通过管道相连，第六插装阀22的控制口与第一二位三通阀23通过孔道相连，第一二位三通阀23与油箱1通过管道相连，第二液压泵21的出口与第七插装阀25的进口通过管道相连，第七插装阀25的出口与柱塞缸29通过管道相连，第七插装阀25的控制口与二位四通电磁换向阀33通过孔道相连，柱塞缸29的上腔与第八插装阀30的进口通过管道相连，第八插装阀30的出口与油箱1通过管道相连，第八插装阀30的控制口分别与第三二位二通阀32和第二溢流阀31通过孔道相连，第三二位二通阀32与二位四通电磁换向阀33通过管道相连，副油箱的出口与充液阀28的进口通过管道相连，充液阀28的出口与柱塞缸29通过管道相连，充液阀28的控制口与第二液压泵21出口通过管道相连，被动控制液压系统包括第三液压泵35，第三液压泵35与滤油器34通过管道相连，第三液压泵35与第九插装阀36通过管道相连，第九插装阀36的出口与油箱1通过管道相连，第九插装阀36的控制口与第二二位三通阀37的一端通过孔道相连，第二二位三通阀37的两端分别与第一溢流阀38和油箱1通过管道相连，第三液压泵35分别与第十五插装阀40和第十一插装阀41的进口通过管道相连，第十五插装阀40的出口分别与第十插装阀39的进口、第十七插装阀47的进口、第十八插装阀49的进口、第二十一插装阀55的进口、第十六插装阀57的进口、第十八插装阀49的控制口和第二十一插装阀55的控制口通过孔道相连，第十一插装阀41的出口分别与第十二插装阀42的进口、第十三插装阀44的进口、第十四插装阀46的进口、第十九插装阀52的进口、第二十插装阀54的进口、第十四插装阀46的控制口和第十九插装阀52的控制口通过管道相连，第十插装阀39和第十二插装阀42的出口分别与油箱1通过管道相连，第十三插装阀44的出口与第一插装阀节流元件45的一端通过孔道相连，第一插装阀节流元件45的另一端分别与第一液压缸50的下腔和第十四插装阀46通过孔道相连，第十七插装阀47的出口与第二插装阀节流元件48的一端通过孔道相连，第二插装阀节流元件48的另一端分别与第一液压缸50上腔和第十八插装阀49的出口通过管道相连，第二十插装阀54的出口与第三插装阀节流元件53的一端通过孔道相连，第三插装阀节流元件53的另一端分别与第二液压缸51上腔和第十九插装阀52通过管道相连，第十六插装阀57出口与第四插装阀节流元件56的一端通过管道相连，第四插装阀节流元件56的另一端分别与第二液压缸51下腔和第二十一插装阀55的出口通过管道相连。

第一液压泵2和第二液压泵21均为定量泵，变量泵具有容积效率高、运转平稳、流量均匀性好、噪声低和工作压力高的优点，适用于第一液压泵2和第二液压泵21的工作环境。

主缸29为柱塞缸，柱塞缸d结构简单、制造成本低、制造方便且柱塞常做成空心的，使用柱塞缸可降低整个系统的造价。

第二插装阀6、第三插装阀8、第七插装阀25、第十四插装阀46、第十八插装阀49、第十九插装阀52和第二十一插装阀55均为单向阀，第十插装阀39、第十五插装阀40、第十一插装阀41和第十二插装阀42均为三位四通电磁换向阀，第一插装阀3、第六插装阀22和第九插装阀36均为溢流阀，第五插装阀17为背压阀，第四插装阀13和第八插装阀30均为释压阀，且第二插装阀6、第三插装阀8、第七插装阀25、第十四插装阀46、第十八插装阀49、第十九插装阀52、第二十一插装阀55、第十插装阀39、第十五插装阀40、第十一插装阀41、第十二插装阀42、第一插装阀3、第六插装阀22、第九插装阀36、第五插装阀17、第四插装阀13、第八插装阀30、第十三插装阀44、第十七插装阀47、第二十插装阀54和第十六插装阀57均采用插装结构，当某个插装阀无法正常工作需要更换时，由于插装阀采用插装结构，便于用户进行更换。

第一插装阀3的远程控制口与第一比例溢流阀5通过管道相连，第一二位三通阀23与第二比例溢流阀24通过管道相连，主动液压系统中的一个主缸29和四个副缸12的压力均由第一比例溢流阀5和第二比例溢流阀24控制，在出现偏载时利用第一比例溢流阀5与第二比例溢流阀24控制初步调整压力，防止横梁因偏载而出现偏转。

第十三插装阀44、第十七插装阀47、第二十插装阀54、第十六插装阀57、第一液压泵2和第二液压泵21均与四个光栅位移传感器电性连接，且四个光栅位移传感器安装与横梁的四个边角，光栅位移传感器与液压机控制箱内设有的plc控制器电性连接，第十三插装阀44、第十七插装阀47、第二十插装阀54、第十六插装阀57、第一液压泵2和第二液压泵21、四个光栅位移传感器和plc控制器均与外接电源电性连接，液压机活动横梁四角布置光栅位移传感器检测以控制第十三插装阀44的开度、第十七插装阀47的开度、第二十插装阀54的开度、第十六插装阀57的开度、第一液压泵2的转速和第二液压泵21的转速，最终控制横梁的水平度，并防止调平后的反偏。

二位四通电磁换向阀16、三位四通电磁换向阀18、二位四通电磁换向阀33、第十三插装阀44、第十七插装阀47、第二十插装阀54、第十六插装阀57、第一插装阀3、第九插装阀36和第六插装阀22均与液压机控制箱内设有的d/a转换器电性连接，d/a转换器与plc控制器电性连接，plc控制器与液压机控制箱内设有的a/d转换器电性连接，采用a/d转换器转换后送入plc控制器控制器，plc控制器经运算处理后发出控制信号，经d/a转换器后以控制系统中的所有电磁换向阀、比例插装调速阀、电磁溢流阀，实现纠偏液压缸的快速纠偏响应和卸荷。

被动控制液压系统的四个液压缸分别安装于活动横梁四个边角，每条对角线上的液压缸为一组，共有两组液压缸，在横梁水平度在较小范围内时采用高精度光栅传感器对液压机活动横梁四角的直线位移进行实时检测，采用a/d转换器转换后送入plc，plc经运算处理后发出控制信号，经d/a转换器后以控制电磁换向阀、比例插装调速阀、电磁溢流阀，实现纠偏液压缸的快速纠偏响应和卸荷，提高横梁水平控制精度，实现返程前的缓慢释压，并在系统无需调整时达到节能的目的。

具体的，主动控制液压系统包括五个液压缸，其中一个主缸29和四个副液压缸12，分别连接各自的液压泵和比例溢流阀，出现偏载时由plc控制器控制比例溢流阀以调节压力防止因偏载造成更大的偏转和横梁倾斜；在位移偏差较大时由plc控制器控制泵的转速进行流量调节以实现同步；被动控制液压系统包括四个液压缸，四个液压缸布置在活动横梁四角位置，每条对角线上的液压缸为一组，共有两组液压缸，在横梁水平度在较小范围内时采用高精度光栅传感器对液压机活动横梁四角的直线位移进行实时检测，采用a/d转换器转换后送入plc，plc经运算处理后发出控制信号，经d/a转换器后以控制电磁换向阀、比例插装调速阀、电磁溢流阀，实现纠偏液压缸的快速纠偏响应和卸荷，提高横梁水平控制精度，实现返程前的缓慢释压，并在系统无需调整时达到节能的目的。

该种大型液压机横梁水平控制液压系统，通过设有的主动控制液压系统和被动控制液压系统以及plc控制器，主动控制液压系统中间为柱塞缸，其余四缸为活塞缸，各缸单独由泵驱动，通过控制器控制各泵转速以改变流量，实现快速下降、压制工件和保压等不同速度的需要；被动控制液压系统采用双出杆活塞缸，采用高精度光栅传感器对液压机活动横梁四角的直线位移进行实时检测，采用a/d转换器转换后送入plc控制器，plc控制器经运算处理后发出控制信号，经d/a转换器后以控制电磁换向阀、比例插装调速阀、比例溢流阀，实现纠偏液压缸的快速纠偏响应和卸荷，提高横梁水平控制精度，实现返程前的缓慢释压，并在系统无需调整时达到节能的目的；系统结构简单，采用plc控制器控制，可根据各种原因所造成的同步误差及时调节通过比例阀的流量，以保证多缸同步，保证各个液压缸能够同时协调出力和稳定运行，精确控制活动横梁的水平度，提高产品的压制质量和液压机抗偏载能力及寿命。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。