一种无级调压静音钳口控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及钳口控制设备技术领域，具体涉及一种无级调压静音钳口控制装置。


背景技术：

2.液压钳口夹具在机械领域内应用地十分广泛，例如在试验机、操作机和拉伸机等设备中均有应有。目前市场主流的钳口夹持系统，压强的大小多是采用手动调节溢流阀的方式来控制系统压强，油泵只是单路定量负责进油，一直满功率运行，导致噪音很大，以及靠操作人员手动调节，每个压强点的重复性很差，导致精准度很低，并且人工调节的级数较少，不利于扩大钳口装置的应用范围。这种钳口夹持系统存在能耗高，噪音大，使用范围窄，以及钳口系统难于实现精准多级或者需要多点加载时，且效率非常低。


技术实现要素：

3.1、实用新型要解决的技术问题
4.针对现有的钳口夹持系统能耗高，噪音大，使用范围窄，以及效率非常低的技术问题，本实用新型提供了一种无级调压静音钳口控制装置，它能耗低，噪音小，使用范围大，并且效率非常高。
5.2、技术方案
6.为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：
7.一种无级调压静音钳口控制装置，包括含有液压油的油箱，所述油箱的顶部设有盖板，所述盖板设有用于连接伺服电机和集成阀板的连接孔，所述伺服电机的输出端连接有径向柱塞泵和齿轮泵，所述径向柱塞泵和所述齿轮泵均连接于所述集成阀板，所述集成阀板上设有用于连接数字溢流阀、钳口油缸和电磁换向阀的孔位以及用于反馈信息的传感器，所述伺服电机、数字溢流阀和传感器均连接于控制器，所述伺服电机和所述盖板之间设有第一密封结构，所述集成阀板和所述盖板之间设有第二密封结构。
8.作为可选，所述第一密封结构为法兰结构，所述伺服电机和所述径向柱塞泵之间通过联轴器连接，所述联轴器的外部设有联轴外壳，所述联轴外壳的顶部设有法兰结构，所述联轴外壳和所述伺服电机两者与所述盖板的连接面设有密封圈。
9.作为可选，所述第二密封结构为密封螺母，所述密封螺母内部设有密封圈，所述径向柱塞泵和所述齿轮泵两者与所述集成阀板的连接管道伸入所述密封螺母内部，所述集成阀板的下方设有伸入所述油箱内部的管子。
10.作为可选，所述径向柱塞泵和所述齿轮泵两者与所述集成阀板的连接管道为高压管道。
11.作为可选，所述数字溢流阀内部设有伺服反馈控制模块，所述伺服反馈控制模块包括用于驱动电机的芯片和高精度位移编码器。
12.作为可选，所述高精度位移编码器为13位，含有8192个码值，每码的分倍率是0.04
度的电机转角，内部弹簧位移的压缩精度为丝杆导程2.5/8192＝0.00031毫米，所述芯片的脉冲为360/1.8*64＝12800个脉冲，所述脉冲为2.5毫米的控制精度。
13.作为可选，所述油箱的顶部装有空气滤清器，所述油箱的顶部设有与所述空气滤清器配合的孔位。
14.作为可选，所述油箱的侧面设有液位计和注油口。
15.3、有益效果
16.采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
17.本实用新型提供的技术方案通过伺服电机和数字溢流阀精确调节油压，并且结合了大小流量切换的特点，设置径向柱塞泵和齿轮泵共同出油的结构，在系统受力后，实行低速运行，能耗低，噪音小，使用范围大，效率高；更进一步地，在盖板接口处设置密封圈，防止液压油从接口处泄露出来，延长装置的使用寿命；更进一步地，数字溢流阀内部设有伺服反馈控制模块，结合伺服电机和数字溢流阀，使系统具备了超高精度的加压、保压和卸压的控制功能，提高了整个液压系统的可靠性，缩短了测控系统的响应时间，还降低了测控设备生产成本。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例提出的一种无级调压静音钳口控制装置结构示意图。
19.1、滤芯；2、齿轮泵；3、径向柱塞泵；4、联轴器；5、联轴外壳；6、伺服电机；7、液压油；8、空气滤清器；9、传感器；10、集成阀板；11、叠加式溢流阀；12、电磁换向阀；13、数字溢流阀；14、控制器；16、液位计；17、油箱；18、钳口油缸；19、单向阀。
具体实施方式
20.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。
21.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。本实用新型中所述的第一、第二等词语，是为了描述本实用新型的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本实用新型的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本实用新型要求保护的范围内。
22.实施例
23.结合附图1，一种无级调压静音钳口控制装置，包括含有液压油7的油箱17，所述油箱17的顶部设有盖板，所述盖板设有用于连接伺服电机6和集成阀板10的连接孔，所述伺服电机6的输出端连接有径向柱塞泵3和齿轮泵2，所述径向柱塞泵3和所述齿轮泵2均连接于所述集成阀板10，所述集成阀板10上设有用于连接数字溢流阀13、钳口油缸18和电磁换向阀12的孔位以及用于反馈信息的传感器9，所述伺服电机6、数字溢流阀13和传感器9均连接于控制器14，所述伺服电机6和所述盖板之间设有第一密封结构，所述集成阀板10和所述盖板之间设有第二密封结构。
24.盖板用于连接伺服电机6、集成阀板10以及为位于集成阀板10上的数字溢流阀13和电磁换向阀12提供结构性支撑。本系统采用无极调速控制，伺服电机6和数字溢流阀13控制油压，传感器9将实时油压信息传递反馈至控制器14，再通过伺服电机6和数字溢流阀13精确调节油压。并且结合了大小流量切换的特点，在系统受力后，实际是不需要太多的流量提供，根据这一现象，实行低速运行，这样整个系统的运行噪音很低，从而改善客户的整个工作环境，具有节能环保，提高效率，改善环境的技术效果。数字溢流阀13根据传感器9的压强信息，将驱动数字溢流阀13的内部弹簧进行压缩或伸张动作，从而使得系统压力保证在所需求的设置点，同时，数字溢流阀13内部的位移传感器9通过芯片记住此时的位移与压强的对应数据。同理，当系统加载到所设置的最大压强时，记住此时的位移与压强对应的数据。依次类推，在做系统动态测试时，数字溢流阀13可根据前面采集的数据，进行控制内部位移量的数据变化，从而得到压强的往返变化，数字溢流阀13的调节频率可以得出系统的控制频率，频率的高低和压强的高低，都可以实现。目前本系统的控制频率是0-50赫兹，压强的调节范围是0-40mpa。径向柱塞泵3和齿轮泵2为同轴连接。径向柱塞泵3为超高压柱塞泵，具有耐超高压，出油量平稳，工作可靠，运转顺畅，噪音低，寿命长，更换方便等优点，而齿轮泵2具有流量大的特点，能与径向柱塞泵3同时供油，可以兼容两者的优点，并且连接伺服电机6，可以任意切断。电磁换向阀12设有多个，连接于传感器9、径向柱塞泵3和齿轮泵2，其间设有单向阀19，防止液压油7回流。
25.所述第一密封结构为法兰结构，所述伺服电机6和所述径向柱塞泵3之间通过联轴器4连接，所述联轴器4的外部设有联轴外壳5，所述联轴外壳5的顶部设有法兰结构，所述联轴外壳5和所述伺服电机6两者与所述盖板的连接面设有密封圈，本实施例中，密封圈为防油橡胶材料，为丁腈橡胶。所述第二密封结构为密封螺母，所述密封螺母内部设有密封圈，同样采用丁腈橡胶制成，所述径向柱塞泵3和所述齿轮泵2两者与所述集成阀板10的连接管道伸入所述密封螺母内部，所述集成阀板10的下方设有伸入所述油箱17内部的管子。密封结构可以提高装置的密封性，防止液压油7从接口处泄露出来。
26.所述径向柱塞泵3和所述齿轮泵2两者与所述集成阀板10的连接管道为高压管道，高压管道一般用于高压化工生产工艺中，比较重要的有合成氨生产、尿素生产、甲醇生产以及石油加氢裂化等，本实施例中，高压管道采用不锈钢材料制成，有效防止锈蚀，延长使用寿命。齿轮泵2连接有用于过滤的滤芯1。
27.所述数字溢流阀13内部设有伺服反馈控制模块，所述伺服反馈控制模块包括用于驱动电机的芯片和高精度位移编码器。所述高精度位移编码器为13位，含有8192个码值，每码的分倍率是0.04度的电机转角，内部弹簧位移的压缩精度为丝杆导程2.5/8192＝
0.00031毫米，所述芯片的脉冲为360/1.8*64＝12800个脉冲，所述脉冲为2.5毫米的控制精度。本实施例中，数字溢流阀13的满量程是40mpa，总行程为3圈7.5毫米，上述位移精度和脉冲量都是单圈的数据，因此数字溢流阀13的总位移码值为8192*3＝24576，总脉冲为12800*3＝38400个。综上所述，位移控制的压强精度是40/24576＝0.0016mpa，脉冲控制的压强精度是40/38400＝0.00104mpa。由此可见，数字溢流阀13在高精度的反馈控制模块下能保证系统的高精度的加载与保载功能，而传统的手动控制无法实现。伺服泵控加数字溢流阀13的动态协调控制技术及传感器9的反馈，实现了超高压状态(最高可达40mpa)下，且使系统具备了超高精度的加压、保压和卸压的控制功能，提高了整个液压系统的可靠性，缩短了测控系统的响应时间，还降低了测控设备生产成本，综合来看，数字溢流阀13的运用，给此系统带来了极高的使用价值和巨大的经济价值。
28.所述油箱17的顶部装有空气滤清器8，所述油箱17的顶部设有与所述空气滤清器8配合的孔位，油箱17在工作过程中要吸进大量的空气保持内部气压，如果空气不经过滤清，空气中悬浮的尘埃被吸入油箱17中，就会加速内部泵组的磨损，这在干燥多沙的工作环境中尤为严重，空气滤清器8起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证油箱17中进入足量、清洁的空气。
29.所述油箱17的侧面设有液位计16和注油口，液位计16用于监测油箱17内的液压油7的液面，注油口用于注入液压油7以及后续维护更换液压油7。
30.工作原理：
31.伺服电机6通过连轴器将转动力传递给高压径向柱塞泵3和齿轮泵2，径向柱塞泵3和齿轮泵2同时通过高压管与集成阀板10连接，将两路液压油7送至阀板，集成阀板10上装有高低压切换的电磁换向阀12，根据传感器9的采集信息，当钳口处于无夹持力时，两路液压油7同时向相关的油腔供油从而实现油缸快速移动减少空载时间，提高效率；当油缸受力时，根据传感器9的反馈，控制器14断开齿轮泵2的快速油路，径向柱塞泵3继续加载，此时伺服电机6处于低速运行，主要是为了降低能耗，减少机器噪音，同时为了提高效率。通过控制器14来实现数字溢流阀13的驱动动作，根据预先设置加载要求，控制液压油7流量的大小，实现控制钳口油缸18的压力的大小，如果钳口压力大小需要动态变化调节时也可以通过调节数字溢流阀13来实现，而且每次每点压强的重复性都比人工操作准确，响应速度都比人工操作要快，其中压强传感器9将压强信息反馈给控制器14，控制器14又同时反馈给数字溢流阀13实现同步闭环控制。
32.以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。