一种油缸速度和压力闭环控制油路系统的制作方法

1.本发明涉及油缸速度和压力闭环控制油路技术领域，尤其涉及一种油缸速度和压力闭环控制油路系统。


背景技术：

2.压铸机就是用于压力铸造的机器，压铸机在压力作用下把熔融金属液压射到模具中冷却成型，开模后可以得到固体金属铸件。压铸机的压射控制分为慢速、快速和增压三个阶段。慢速和快速是需要根据工艺要求控制压射油缸的运动速度，增压是需要根据工艺要求控制压射力。
3.目前国内外大部分的压铸机压射的速度和压力控制分开采用两套蓄能器来控，这样不仅成本高，而且压力控制范围比较窄，适用范围小。


技术实现要素：

4.针对以上相关技术的不足，本发明提出一种成本低、压力控制效果好、适应广泛的油缸速度和压力闭环控制油路系统。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种油缸速度和压力闭环控制油路系统，包括：一级油缸、二级油缸、蓄能器、压力源以及油箱；
6.所述一级油缸上设有杆腔和无杆腔，所述有杆腔的第一端通过第一阀与所述油箱连接，所述一级油缸的所述无杆腔与所述蓄能器之间有一个充液阀，所述充液阀的一端与所述二级油缸的有杆腔的第一端连接，所述二级油缸的无杆腔连接多个阀，所述多个阀分别与所述压力源、所述油箱连接；
7.所述一级油缸的所述有杆腔的第二端与第二阀连接，所述第二阀与所述压力源通过第一单向阀连接，所述第一阀上连接有安全阀，所述一级油缸的所述有杆腔连接所述安全阀，所述安全阀的一端连接所述油箱。
8.优选的，所述蓄能器还设有活塞位置检测装置和第一压力传感器。
9.优选的，所述二级油缸上设有活塞杆腔，所述一级油缸的所述无杆腔连接到所述活塞杆腔上。
10.优选的，所述一级油缸的所述有杆腔上设有第二压力传感器，所述一级油缸的所述无杆腔上设有第三压力传感器。
11.优选的，所述一级油缸还设有活塞杆，所述活塞杆上安装有位置传感器。
12.优选的，所述油缸速度和压力闭环控制油路系统还包括第三阀，所述第三阀的第一端连接所述二级油缸的所述有杆腔，所述第三阀的第二端分别与所述第一阀、所述第二阀相连。
13.优选的，所述多个阀包括第四阀、第五阀、第六阀以及第七阀，所述二级油缸的无杆腔通过所述第七阀与所述蓄能器及所述第四阀连接，所述蓄能器还连接所述第五阀、所述第六阀，所述第五阀通过所述第一单向阀连接到所述压力源上，所述第六阀连接所述油
箱。
14.优选的，所述二级油缸的所述无杆腔与所述第六阀之间通过第二单向阀连接。
15.优选的，所述充液阀下还连接有一第八阀，所述第八阀的一端与所述第一阀连接。
16.优选的，所述油缸速度和压力闭环控制油路系统还包括第三单向阀和第四单向阀，所述第三单向阀与所述第二阀连接，所述第四单向阀与所述蓄能器连接。
17.与相关技术相比，本发明通过在一级油缸上设有杆腔和无杆腔，有杆腔的第一端通过第一阀与油箱连接，一级油缸的无杆腔与蓄能器之间有一个充液阀，充液阀的一端与二级油缸的有杆腔的第一端连接，二级油缸的无杆腔连接多个阀，多个阀分别与压力源、油箱连接；一级油缸的有杆腔的第二端与第二阀连接，第二阀与压力源通过第一单向阀连接，第一阀上连接有安全阀，一级油缸的有杆腔连接安全阀，安全阀的一端连接油箱；通过控制第一阀和第二阀在慢速阶段可以实现差动，节约能量，在增压阶段可以通过控制一级油缸和二级油缸有杆腔的压力来调节一级油缸输出的压力，通过这种方式调节一级油缸输出的压力，压射力调节范围广，成本低、节能、适应广泛。
附图说明
18.下面结合附图详细说明本发明。通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中：
19.图1为本发明油缸速度和压力闭环控制油路系统的结构示意图；
20.图2为本发明一级油缸和二级油缸的结构示意图；
21.图3为本发明油缸速度和压力闭环控制油路系统的慢速阶段的油液流向示意图；
22.图4为本发明油缸速度和压力闭环控制油路系统的快压射阶段的油液流向示意图；
23.图5为本发明油缸速度和压力闭环控制油路系统的增压阶段的油液流向示意图；
24.图6为本发明油缸速度和压力闭环控制油路系统的回锤阶段的油液流向示意图；
25.图7为本发明油缸速度和压力闭环控制油路系统的储能阶段的油液流向示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
27.在此记载的具体实施方式/实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本发明的保护范围之内。
28.请参考图1-7所示，本发明提供一种油缸速度和压力闭环控制油路系统100，包括：一级油缸18、二级油缸15、蓄能器20、压力源24以及油箱23。所述一级油缸18上设有杆腔27和无杆腔28，所述有杆腔27的第一端通过第一阀3与所述油箱23连接，所述一级油缸18的所述无杆腔28与所述蓄能器20之间有一个充液阀16，所述充液阀16的一端与所述二级油缸15的有杆腔30的第一端连接，所述二级油缸15的无杆腔31连接多个阀，所述多个阀分别与所述压力源24、所述油箱23连接；所述一级油缸18的有杆腔27的第二端与第二阀2连接，所述
第二阀2与所述压力源24通过第一单向阀1连接，所述第一阀3上连接有安全阀4，所述一级油缸18的所述有杆腔27连接所述安全阀4，所述安全阀4的一端连接所述油箱23。通过控制第一阀3和第二阀2在慢速阶段可以实现差动，节约能量，在增压阶段可以通过控制一级油缸18和二级油缸15有杆腔30的压力来调节一级油缸18输出的压力，通过这种方式调节一级油缸18输出的压力，压射力调节范围广，成本低、节能、适应广泛。
29.其中，一级油缸18与第一阀3之间还设有一第四压力传感器5，第四压力传感器5用于检测一级油缸18与第一阀3之间通过的油压大小。
30.具体的，通过将充液阀16打开，液压油从蓄能器20进入一级油缸18，通过一级油缸18控制第一阀3关闭，第二阀2打开，第二阀2根据预设的设定速度来给定开度，多个阀打开，液压油从一级油缸18的有杆腔27回到一级油缸18的无杆腔28，实现慢速阶段工作。其中，一级油缸18的有杆腔27用于控制油缸背压，从而控制压射速度和增压压力。
31.具体的，通过将一级油缸18的有杆腔27同时连接到安全阀4，安全阀4连接油箱23，能够有效地限定前腔压力，防止压射出现误动作，使得前腔压力很高，使得油缸前盖螺钉断裂。
32.具体的，通过将充液阀16打开，液压油从蓄能器20进入一级油缸18，通过一级油缸18控制第二阀2关闭，第一阀3和多个阀可以根据设定速度来给定开度，实现快压射阶段工作。可选的，设定速度可以是1l/min、5l/min、10l/min等，具体可以根据设备大小的实际情况进行选择，此处不再进行一一描述。
33.具体的，通过将充液阀16关闭，将多个阀打开，二级油缸15活塞前进，第一阀3和第二阀2同时工作来控制一级油缸18的活塞杆29的输出压射力实现增压阶段工作。
34.具体的，通过将第一阀3关闭，多个阀打开，蓄能器20的油进入一级油缸18和二级油缸15的有杆腔30，一级油缸18和二级油缸15的无杆腔31油通过阀回到油箱23实现回锤阶段工作。
35.具体的，通过压力源24提供液压油，经过第一单向阀1，多个阀打开，进入蓄能器20进行储能，当蓄能器20液压油储满，蓄能器20活塞碰到活塞位置检测装置22停止储能实现储能阶段工作。
36.在本实施例中，所述蓄能器20还设有活塞位置检测装置22和第一压力传感器21。所述活塞位置检测装置22用来检测蓄能器20中的油有没有储到位，如果储到位蓄能器20中的活塞上升会碰位置检测装置。第一压力传感器21用来检测蓄能器20中的压力是否到设定值，确保压力没有问题。
37.在本实施例中，所述二级油缸15上设有活塞杆腔32，所述一级油缸18的所述无杆腔28连接到所述活塞杆腔32上。所述活塞杆腔32用来增压的，增压油缸分为无杆腔、有杆腔、活塞杆腔。通过有杆腔30连接伺服阀，伺服阀控制有杆腔的压力从而控制活塞杆腔32压力。
38.在本实施例中，所述一级油缸18的有杆腔27上设有第二压力传感器17，所述一级油缸18的无杆腔28上设有第三压力传感器25。第二压力传感器17用于检测一级油缸18的有杆腔27上的油压，通过有杆腔27控制一级油缸18背压，从而控制压射速度和增压压力。第三压力传感器25用于检测一级油缸18的无杆腔28上的油压，通过无杆腔28控制一级油缸18背压，从而控制压射速度和增压压力。
39.在本实施例中，所述一级油缸18还设有活塞杆29，所述活塞杆29上安装有位置传感器19。通过位置传感器19能够实时检测活塞杆29的移动位置，检测效果好。
40.在本实施例中，所述油缸速度和压力闭环控制油路系统100还包括第三阀7，所述第三阀7的第一端连接所述二级油缸15的有杆腔30，所述第三阀7的第二端分别与所述第一阀3、所述第二阀2相连。方便二级油缸15的油压从第三阀7流经到第一阀3和第二阀2上，通过第二阀2从第一单向阀1传输到压力源24。
41.在本实施例中，所述多个阀包括第四阀10、第五阀11、第六阀12以及第七阀13，所述二级油缸15的无杆腔31通过所述第七阀13与所述蓄能器20及所述第四阀10连接，所述蓄能器20还连接所述第五阀11、所述第六阀12，所述第五阀11通过所述第一单向阀1连接到所述压力源24上，所述第六阀12连接所述油箱23。
42.在本实施例中，所述二级油缸15的无杆腔31与所述第六阀12之间通过第二单向阀14连接。
43.在本实施例中，所述充液阀16下还连接有一第八阀6，所述第八阀6的一端与所述第一阀3连接。
44.在本实施例中，所述油缸速度和压力闭环控制油路系统100还包括第三单向阀8和第四单向阀9，所述第三单向阀与所述第二阀2连接，所述第四单向阀9与所述蓄能器20连接。所述第三单向阀8和所述第四单向阀9的一端连通后并与一过滤器26连接，所述过滤器26的一端与所述第一阀3连通，所述第一阀3与油箱23连接。起到过滤油箱23油液的效果，节约成本。
45.在本实施例中，二级油缸15的活塞杆腔32的面积为a1，压力为p1。有杆腔30的面积为a2，压力为p2，无杆腔31的面积为a，压力为p。其中，a1
×
p1+a2
×
p2＝a
×
p，p1＝(a
×
p-a2
×
p2)/a1，而a、p、a2均为定值，只要控制p2的压力就可以控制p1的压力，控制效果好，使用方便。
46.在本实施例中，请参考图3-7所示，本发明的工作原理如下：
47.慢速阶段，通过将充液阀16打开，液压油从蓄能器20进入一级油缸18的无杆腔28，一级油缸18的有杆腔27相连的第一阀3关闭，第二阀2根据用户设定速度来给定开度，第五阀11打开，液压油从一级油缸18的有杆腔27回到一级油缸18的无杆腔28。
48.快压射阶段，通过将充液阀16打开，液压油从蓄能器20进入一级油缸18后腔，一级油缸18相连的第二阀2关闭，第一阀3和第五阀11根据用户设定速度来给定开度。
49.增压阶段，充液阀16关闭，第三阀7、第五阀11和第七阀13打开，二级油缸15活塞前进，第一阀3和第二阀2同时工作来控制一级油缸18活塞杆的输出压射力。其中，该压射力是指一级油缸18的无杆腔28的力(压力x无杆腔的面积)，一级油缸18的有杆腔27的力(压力x有杆腔的面积)，有杆腔27的压力变化会引起一级油缸18的压力变化。通过第一阀3负责从油缸有杆腔27放出油，第二阀2负责放油进入有杆腔27，当第一阀3的放油大于第二阀2的进油，油缸的有杆腔27压力会降低；当第一阀3的放油小于第二阀2的进油，一级油缸18的有杆腔27的压力会升高。
50.回锤阶段，第一阀3关闭，第六阀12、第二阀2、第五阀11、第六阀12打开，蓄能器20的油进入一级油缸18和二级油缸15的有杆腔30，一级油缸18和二级油缸15的无杆腔31油通过第六阀12回到油箱23。
51.储能阶段，压力源24提供液压油，经过单向阀1，第五阀11打开，进入蓄能器20进行储能，当蓄能器20液压油储满，蓄能器20活塞碰到活塞位置检测装置22停止储能。
52.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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。