一种压制成型的一体化液压驱动单元的制作方法

本实用新型涉及液压领域，具体涉及一种用于压制成型的一体化液压驱动单元。

背景技术：

现在很多产品如汽车、摩托车配件、各种异形齿轮、联接轴、电机电器等行业的零部件加工都用到了液压技术压制成型，冶金设备中的锻压机、连铸机、轧机等也是用液压设备施压控制其压制或压制工件的；高压砖也是通过液压系统控制液压缸施加一定的压力压铸成型的；挤压机适用于金属材料的挤压成型、压印、复模等，其也是依靠液压系统控制液压缸施加一定的压力压制。压制工件在工作过程中不仅对材料的纵向有作用，而且对横向也有一定的作用，既能保证原来截面的相对稳定，提高材料的屈服强度与抗拉强度而且保留足够的延伸性能，从而使得材料的各个几何参数和各项材质指标都可以大大提高，广泛的应用于重要的工业场合与机械、建筑行业。其液压控制系统主要由泵站、阀台以及液压缸三个部分组成。但是传统的压制工件中，泵站、控制阀台以及执行元件液压缸是分散在生产厂房内控制的，一般多个控制系统均要从一个泵站供油，这样会导致管路过长、管路布置错综复杂，沿程损失增大；同时设置大量阀台控制执行元件液压缸的动作。这不仅增加了生产过程中的故障点，而且远端铺设油管以及设置的泵站、阀台均占用了大量的厂房面积，存在着操作不便、成本高昂和维修复杂的问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便于提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。本实用新型的目的在于提供一种压制成型的一体化液压驱动单元，其能够避免外接液压油管、管路布置复杂以及设置大型泵站和阀台，同时解决液压控制系统多个组成部分分散较远以及远程铺设油管、油管磨损严重而导致的油压不稳、漏油等问题，并且其减少故障点、降低成本以及维修方便。

本实用新型的技术方案如下：

一种压制成型的一体化液压驱动单元，包括液压油箱、电机、变量柱塞泵、过滤器、伺服比例换向阀、第一电磁溢流阀、第二电磁溢流阀、减压阀、第一压力传感器、第二压力传感器、直动式溢流阀、集成块、液压缸、位移传感器。所述的液压缸内设置有所述的液压油箱，所述集成块焊接在液压缸无杆腔端，其上设置有所述的过滤器、伺服比例换向阀、第一电磁溢流阀、第二电磁溢流阀、减压阀、第一压力传感器、第二压力传感器、直动式溢流阀；所述集成块上设置有进油路p、控制油路a、控制油路b以及回油路t；所述位移传感器设置在液压缸上。所述电机通过电机架安装在液压缸上，并通过联轴器与所述变量柱塞泵相连；变量泵的出口与集成块上的进油路p相连，进油路p通过集成块内的油路分别与第一电磁溢流阀的入口、过滤器的入口相连，第一电磁溢流阀的出口与集成块上的回油路t相连；过滤器的出口通过油路分别与伺服比例阀的入口ps、减压阀的入口相连，伺服比例阀的油口as正常工作，bs油口堵上不工作；伺服比例阀的出口as分别与第二电磁溢流阀的进油口、集成块内的油路a连接，第二电磁溢流阀的出口与集成块上的回油路t相连；并且在集成块上设置有第一压力传感器，第一压力传感器与油路a连接，实时监测控制液压缸无杆腔内的油液压力；减压阀的出口通过集成块内油路分别与直动式溢流阀的进油口、集成块内的控制油路b相连，直动式溢流阀的出口与回油路t相连；并且在集成块上设置有第二压力传感器，第二压力传感器与油路b连接，实时监测控制液压缸有杆腔内的油液压力；控制油路a、控制油路b、回油路t通过管路分别与液压缸无杆腔、液压缸有杆腔、液压油箱相连。液压系统通过控制液压缸的伸出与缩回从而控制压制动作。

液压缸活塞杆伸出过程如下：所述电机驱动所述变量柱塞吸入液压油，变量柱塞泵可以通过控制吸入的液压油量大小实现压制力在一定范围内任意可调；变量柱塞泵打出的高压油通过过滤器过滤流向伺服比例阀的入口ps，伺服比例阀的as油口正常工作，bs油口堵上不工作，此时比例伺服阀处于失电状态位于右位工作，油液通过as油口流入液压缸的无杆腔提供适当的压力，使得液压缸活塞杆伸出，实现正常压制动作，同时，液压油通过减压阀减压与液压缸有杆腔连通，保证有杆腔有足够的背压，防止液压缸出现爬行、压制力不稳定的情况，大于调定压力多余的液压油通过直动式溢流阀流回油箱。液压缸活塞杆缩回过程如下：变量柱塞泵打出的液压油经过过滤器流入减压阀，经过减压阀降压的油液流入液压缸的有杆腔，使得液压缸活塞杆缩回；同时伺服比例阀得电，位于左位工作，液压缸无杆腔的油液流向伺服比例阀as油口，并通过伺服比例阀的ts油口流进油箱。

液压缸内压力与位移分别由压力传感器与位移传感器进行检测，与设定值比较得出的偏差经过放大器输入到伺服比例阀中控制阀口的开度，最终达到实现压力反馈与位置反馈的闭环控制，已达到所需要的控制精度。

压制动作主要是控制液压缸活塞杆反复伸出缩回来实现。液压缸活塞杆伸出过程如下：所述电机通过联轴器与变量柱塞泵连接驱动变量柱塞泵从液压油箱吸入液压油，变量柱塞泵可以通过控制吸入的液压油量大小实现压制力在一定范围内任意可调；变量柱塞泵打出的高压油通过过滤器过滤流向比例伺服阀的入口ps，比例伺服阀的as油口正常工作，bs油口堵上不工作，此时比例伺服阀处于失电状态位于右位工作，油液通过as油口流入液压缸的无杆腔提供适当的压力，使得液压缸活塞杆伸出，实现正常压制动作；同时，液压油通过减压阀减压与液压缸有杆腔连通，保证有杆腔有足够的背压，防止液压缸出现爬行、压制力不稳定的情况，大于调定压力的多余的液压油通过直动式溢流阀流回油箱。液压缸活塞杆缩回过程如下：所述电机通过联轴器与变量柱塞泵连接驱动变量柱塞泵从液压油箱吸入液压油；变量柱塞泵打出的液压油经过过滤器流入减压阀，经过减压阀降压的油液流入液压缸的有杆腔，使得液压缸活塞杆缩回；同时伺服比例阀得电，位于左位工作，液压缸无杆腔的油液流向伺服比例阀as油口，并通过伺服比例阀的ts油口流进油箱。

压制过程中的过载保护动作要求油液快速卸荷同时液压缸活塞杆缩回，实现过程如下：当在正常压制过程中，遇到负载突然增大较多或者需要急停情况时，第一电磁溢流阀、第二电磁溢流阀得电，泵出口的油液快速通过第一电磁溢流阀卸荷掉，从而保护系统免受损坏；液压缸无杆腔的油液快速通过第二电磁溢流阀卸荷流回到油箱，同时液压油通过减压阀流进液压缸的有杆腔，液压缸活塞杆快速缩回离开工件，实现了保护系统和工件的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

首先，本实用新型是一种压制成型的一体化液压驱动单元，其主要是将泵站集成块集成在液压缸体上，取代以往分散在生产厂房中的大泵站-阀台-液压执行元件的动作。本实用新型相比于以往的机构，结构简单紧凑，重量轻，成本较低，操作方便；避免了液压管路过长导致的沿程压力损失增大；减少了工作过程中的故障点；减少了厂房的占地面积；长期看来，节约了大量的成本。

其次，本实用新型采用阀控缸的工作形式，这种控制方式成本相对较低，但具有很高的液压固有频率和较快的响应速度且稳定性好。

第三，本实用新型结构简单、集成化高，维修与更换都比较方便。

第四，本实用新型在液压缸两腔均安装压力传感器实时检测两腔压力，保证压制压力稳定，使得工件成型较好；在液压缸上安装位移传感器实时检测压制位移；检测到的值与设定值比较得出的偏差经过放大器输入到伺服比例阀中控制阀口的开度，最终达到实现压力反馈与位置反馈的闭环控制，达到所需要的控制精度。

第五，本实用新型中液压油箱设置在液压缸筒一周，集成化高，节约了空间，并且使油箱的散热面积增大，更够是油液得到更好的冷却。

附图说明

图1是本实用新型压制成型的一体化液压驱动单元的整体结构示意图；

图2是图1一体化液压驱动单元的液压原理图；

图3是图1一体化液压驱动单元油箱截面图；

图4是图1一体化液压驱动单元集成块管路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1-4所示用于压制成型的一体化液压驱动单元，包括液压油箱1、电机2、变量柱塞泵3、过滤器4、伺服比例换向阀5、第一电磁溢流阀61、第二电磁溢流阀62、减压阀7、第一压力传感器81、第二压力传感器82、直动式溢流阀9、集成块10、液压缸11、位移传感器12。所述的液压缸11内设置有所述的液压油箱1，所述集成块10焊接在液压缸11无杆腔端，其上设置有所述的过滤器4、伺服比例换向阀5、第一电磁溢流阀61、第二电磁溢流阀62、减压阀7、第一压力传感器81、第二压力传感器82、直动式溢流阀9；所述集成块上设置有进油路p、与液压缸无杆腔连通的控制油路a、与液压缸有杆腔连通的控制油路b以及回油路t；所述位移传感器12设置在液压缸11上。

压制动作主要是控制液压缸活塞杆反复伸出缩回来实现。液压缸活塞杆伸出过程如下：所述电机2通过联轴器与变量柱塞泵3连接驱动变量柱塞泵3从液压油箱1吸入液压油，变量柱塞泵3打出的高压油通过过滤器4过滤流向伺服比例换向阀5的入口ps，伺服比例换向阀5的as油口正常工作，bs油口堵上不工作，此时伺服比例换向阀5处于失电状态位于右位工作，油液通过as油口流入液压缸11的无杆腔提供适当的压力，使得液压缸活塞杆伸出，实现正常压制动作，同时，液压油通过减压阀7减压与液压缸有杆腔连通，保证有杆腔有足够的背压，防止液压缸11出现爬行、压制力不稳定的情况，大于调定压力的多余的液压油通过直动式溢流阀9流回液压油箱1。液压缸活塞杆缩回过程如下：变量柱塞泵3打出的液压油经过过滤器4流入减压阀7，经过减压阀7降压的油液流入液压缸11的有杆腔，使得液压缸活塞杆缩回；同时伺服比例换向阀5得电，位于左位工作，液压缸11无杆腔的油液流向伺服比例换向阀5的as油口，并通过伺服比例换向阀5的ts油口流进油箱。

压制过程中过载保护动作要求油液快速卸荷同时液压缸活塞杆缩回，实现过程如下：当在正常压制过程中，遇到负载突然增大较多或者需要急停情况时，第一电磁溢流阀61、第二电磁溢流阀62得电，变量柱塞泵3出口的油液快速通过第一电磁溢流阀61卸荷流回到液压油箱1，从而保护系统免受损坏；液压缸11无杆腔的油液快速通过第二电磁溢流阀62卸荷流回到液压油箱1，同时液压油通过减压阀7流进液压缸11的有杆腔，液压缸活塞杆快速缩回离开工件，实现了保护系统和工件的目的。

以上所述实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，应当指出，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，对于本技术领域之内的普通技术人员对本实用新型的技术方案所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型权利要求书确定的保护范围之内。