阅读说明：本技术 一种开式液压泵控马达驱动式摆辗压力机 (Open type hydraulic pump control motor drive type rotary forging press ) 是由 熊义 郭凡 马冲 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种开式液压泵控马达驱动式摆辗压力机,主要包括：齿轮、齿条、挡轮、平衡缸、滑块、导轨、主机框架、电液系统,其中电液系统还包括：电液比例变量液压马达、补油单向阀、支撑安全阀、支撑电液球阀、快排阀、压制溢流阀、背压溢流阀、三通电液换向阀、二通电液换向阀、系统单向阀、电液比例变量泵、系统溢流阀、二通电磁阀、蓄能器溢流阀、蓄能器组等。本发明提出开式泵控马达液压传动与齿轮齿条机械传动相结合的压力机混合驱动模式,不仅实现了压力机的高节拍工作效率,还能够完成压制力、压制速度等过程参数的自动无极调节,具有优良的工艺柔性。(The invention discloses an open type hydraulic pump control motor drive type rotary forging press, which mainly comprises: gear, rack, fender wheel, balance cylinder, slider, guide rail, host computer frame, electric liquid system, wherein electric liquid system still includes: the hydraulic control system comprises an electro-hydraulic proportional variable hydraulic motor, an oil supplementing check valve, a supporting safety valve, a supporting electro-hydraulic ball valve, a quick discharge valve, a pressing overflow valve, a back pressure overflow valve, a three-way electro-hydraulic reversing valve, a two-way electro-hydraulic reversing valve, a system check valve, an electro-hydraulic proportional variable pump, a system overflow valve, a two-way electromagnetic valve, an energy accumulator overflow valve, an energy accumulator group and the like. The invention provides a hybrid driving mode of the press machine combining open type pump control motor hydraulic transmission and gear rack mechanical transmission, which not only realizes high beat working efficiency of the press machine, but also can complete automatic stepless regulation of process parameters such as pressing force, pressing speed and the like, and has excellent process flexibility.)

一种开式液压泵控马达驱动式摆辗压力机

技术领域

本发明涉及一种压力机，特别涉及一种摆辗压力机，特别是一种开式液压泵控马达驱动式摆辗压力机。

背景技术

摆辗是一种较为复杂的锻造成型工艺，对于成型设备—压力机的运动、力等参数的柔性控制要求较高；同时摆辗为热锻工艺，对液压机的工作效率也有较高的要求。压力机按传动方式可以分为液压机与机械式压力机。液压机的传动机构功率-体积比大，易于实现直线传动、无级调速、压力调节与保持等，然而液压机工作效率较低，高速液压机的系统则非常复杂；机械式压力机工作效率较高，却不能在大行程范围内输出恒定压制力，机械式压力机的参数柔性调节、长时间保持压力性能同样是需要非常复杂结构与系统才能实现。如何将液压传动与机械传动结合起来从而开发出兼具二者优点的新型混合驱动模式是压力机技术领域的发展方向之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开式液压泵控马达驱动式摆辗压力机，兼具液压传动与机械传动的优点，不仅工作效率高，还易于实现工艺参数柔性调节。

本发明的技术方案如下：

本发明主要包括；齿轮、齿条、挡轮、平衡缸、滑块、导轨、主机框架、电液系统等。齿轮的轴安装于主机框架的上横梁上平面；齿条从主机框架的上横梁穿过，齿条的下端固定安装于滑块的上平面；齿轮与齿条啮合，在齿轮的带动下滑块可以上下运动；挡轮的轴承固定安装于主机框架的上横梁上平面，挡轮的圆柱面与齿条的平面形成摩擦副，挡轮用于平衡齿条受到的侧向力；平衡缸的缸体固定安装于主机框架的上横梁，平衡缸的活塞杆固定安装于滑块的两侧支架，平衡缸用于平衡滑块装配体的重力；滑块放置于主机框架的内档；导轨固定安装于主机框架的左右立柱，导轨与滑块的导向板形成平面摩擦副，导轨对滑块起到了导向支承作用；主机框架是一个具有一定刚度的封闭框架；电液系统主要用于驱动并控制齿轮与平衡缸的运动。

进一步地，本发明所述电液系统还包括：电液比例变量液压马达、补油单向阀、支撑安全阀、支撑电液球阀、快排阀、压制溢流阀、背压溢流阀、三通电液换向阀、二通电液换向阀、系统单向阀、电液比例变量泵、系统溢流阀、二通电磁阀、蓄能器溢流阀、蓄能器组等。电液比例变量液压马达的输出轴与齿轮同轴联结；电液比例变量液压马达的正转进油口A与补油单向阀的出油口、压制溢流阀的进油口、三通电液换向阀的A口连通；电液比例变量液压马达的反转进油口B与支撑安全阀的进油口、支撑电液球阀的A口连通；支撑电液球阀的P口与快排阀的A口、背压溢流阀的进油口、二通电液换向阀的A口连通；系统单向阀的出油口与三通电液换向阀的P口、二通电液换向阀的P口、系统溢流阀的进油口、二通电磁阀的P口连通；电液比例变量泵的出油口与系统单向阀的进油口连通；二通电磁阀的A口与蓄能器溢流阀的进油口、蓄能器组的油口、平衡缸的有杆腔连通；平衡缸的无杆腔与大气连通；补油单向阀的进油口、支撑安全阀的出油口、快排阀的出油口、压制溢流阀的出油口、背压溢流阀的出油口、三通电液换向阀的T口、电液比例变量泵的吸油口、系统溢流阀的出油口、蓄能器溢流阀的出油口与液压油箱连通。

本发明的有益效果如下：

1、本发明将开式泵控马达液压传动与齿轮齿条机械传动相结合，实现了摆辗压力机的混合驱动，能够完成高频次冲程，压力机工艺参数易于柔性调节。

2、本发明的液压传动部分为开式泵控马达，采用电液比例变量泵匹配电液比例变量液压马达形式，压制速度调节范围宽，压制力与压制速度匹配形式多样。

3、本发明配置了平衡滑块装配体重力的平衡缸，实现能量的循环回收再利用，减少了无用功耗，并且压力机运行过程平稳、冲击小；进一步配合排量可调节的液压泵和马达，压力机具备能耗管理柔性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的液压原理图。

图1中：1-齿轮，2-齿条，3-挡轮，4-平衡缸，5-滑块，6-导轨，7-主机框架。

图2中：1-齿轮， 4-平衡缸，801-电液比例变量液压马达，802-补油单向阀，803-支撑安全阀，804-支撑电液球阀，805-快排阀，806-压制溢流阀，807-背压溢流阀，808-三通电液换向阀，809-二通电液换向阀，810-系统单向阀，811-电液比例变量泵，812-系统溢流阀，813-二通电磁阀，814-蓄能器溢流阀，815-蓄能器组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1，本发明包括；齿轮1、齿条2、挡轮3、平衡缸4、滑块5、导轨6、主机框架7、电液系统8等。齿轮1的轴安装于主机框架7的上横梁上平面；齿条2从主机框架7的上横梁穿过，齿条2的下端固定安装于滑块5的上平面；齿轮1与齿条2啮合，在齿轮1的带动下滑块5可以上下运动；挡轮3的轴承固定安装于主机框架7的上横梁上平面，挡轮3的圆柱面与齿条2的平面形成摩擦副，挡轮3用于平衡齿条2受到的侧向力；平衡缸4的缸体固定安装于主机框架7的上横梁，平衡缸4的活塞杆固定安装于滑块5的两侧支架，平衡缸4用于平衡滑块5装配体的重力；滑块5放置于主机框架7的内档；导轨6固定安装于主机框架7的左右立柱，导轨6与滑块5的导向板形成平面摩擦副，导轨6对滑块5起到了导向支承作用；主机框架7是一个具有一定刚度的封闭框架；电液系统8主要用于驱动并控制齿轮1与平衡缸4的运动。

参见图2 ，本发明所述电液系统8主要包括：电液比例变量液压马达801、补油单向阀802、支撑安全阀803、支撑电液球阀804、快排阀805、压制溢流阀806、背压溢流阀807、三通电液换向阀808、二通电液换向阀809、系统单向阀810、电液比例变量泵811、系统溢流阀812、二通电磁阀813、蓄能器溢流阀814、蓄能器组815等。电液比例变量液压马达801的输出轴与齿轮1同轴联结；电液比例变量液压马达801的正转进油口A与补油单向阀802的出油口、压制溢流阀806的进油口、三通电液换向阀808的A口连通；电液比例变量液压马达801的反转进油口B与支撑安全阀803的进油口、支撑电液球阀804的A口连通；支撑电液球阀804的P口与快排阀805的A口、背压溢流阀807的进油口、二通电液换向阀809的A口连通；系统单向阀810的出油口与三通电液换向阀808的P口、二通电液换向阀809的P口、系统溢流阀812的进油口、二通电磁阀813的P口连通；电液比例变量泵811的出油口与系统单向阀810的进油口连通；二通电磁阀813的A口与蓄能器溢流阀814的进油口、蓄能器组815的油口、平衡缸4的有杆腔连通；平衡缸4的无杆腔与大气连通；补油单向阀802的进油口、支撑安全阀803的出油口、快排阀805的出油口、压制溢流阀806的出油口、背压溢流阀807的出油口、三通电液换向阀808的T口、电液比例变量泵811的吸油口、系统溢流阀812的出油口、蓄能器溢流阀814的出油口与液压油箱连通。

在实际应用中，压力机由多组本发明所述的齿轮1与齿条2并行驱动以满足吨位、结构匹配等的要求，相对应地配置的所述电液比例变量液压马达801与所述的齿轮1、齿条2数量相同。所述电液比例变量泵811与所述蓄能器组815的数量则是根据压力机技术规格而设计配置的。

接下来以压力机的单次工作循环为例说明本发明的工作原理：

1、压力机滑块快下

此阶段支撑电液球阀804、三通电液换向阀808处于通电状态，二通电液换向阀809、二通电磁阀813处于断电状态，电液比例变量液压马达801设置为小排量，电液比例变量泵811设置为全排量；快排阀805的开口根据需要的快下速度逐渐增大到某一设定值，压力机滑块5在重力的作用下向下加速运动、齿条2带动齿轮1转动从而带动同轴的电液比例变量液压马达801正转，电液比例变量液压马达801的反转进油口B排出的油液通过支撑电液球阀804、快排阀805流回油箱并且在快排阀805阀口形成背压，随着压力机滑块5下行速度的增大快排阀805阀口的背压上升，当背压达到一定值时压力机滑块5受力平衡而开始匀速下行；压力机滑块5快下时电液比例变量泵811输出的液压油经三通电液换向阀808进入电液比例变量液压马达801的正转进油口A，如果电液比例变量泵811输出的液压油流量不足以填充变量液压马达801旋转需要，电液比例变量液压马达801的正转进油口A处会形成负压，此时液压油从液压油箱经补油单向阀802被吸入电液比例变量液压马达801的正转进油口A。

2、压力机滑块快下转工进

此阶段支撑电液球阀804、三通电液换向阀808处于通电状态，二通电液换向阀809、二通电磁阀813处于断电状态；电液比例变量液压马达801的排量逐渐增大、快排阀805的开口逐渐减小，快排阀805阀口背压随之逐渐增大，于是压力机滑块5作减速运动，当压力机滑块5下行速度减至工进速度时快排阀805关闭；电液比例变量泵811输出的液压油经三通电液换向阀808进入电液比例变量液压马达801的正转进油口A，电液比例变量液压马达801在电液比例变量泵811输出流量的驱使下正转；电液比例变量液压马达801的反转进油口B排出的油液通过支撑电液球阀804、背压溢流阀807流回油箱，受背压溢流阀807的调节作用电液比例变量液压马达801的反转进油口B处压力稳定；压力机滑块5的工进调速通过调节电液比例变量液压马达801与电液比例变量泵811的排量实现，可根据实际工艺需要进行恒速控制或者恒功率控制等。

3、保压

当压制力达到设定值时可进行保压控制，此阶段支撑电液球阀804、三通电液换向阀808处于通电状态，二通电液换向阀809、二通电磁阀813处于断电状态，快排阀805处于关闭状态；电液比例变量液压马达801的排量保持恒定，通过电液比例变量泵811对电液比例变量液压马达801的正转进油口A处压力进行闭环控制，压力保持时间按工艺需要设定。

4、卸压

当保压时间达到设定值后，此阶段三通电液换向阀808处于通电状态，支撑电液球阀804、二通电液换向阀809、二通电磁阀813处于断电状态，快排阀805处于关闭状态；电液比例变量液压马达801的排量保持恒定，在电液比例变量泵811的闭环控制下，电液比例变量液压马达801的正转进油口A处压力按事先设定的规律下降直至零。

5、压力机滑块回程

卸压完成后，二通电液换向阀809处于通电状态，支撑电液球阀804、三通电液换向阀808、二通电磁阀813处于断电状态，快排阀805处于关闭状态；电液比例变量液压马达801与电液比例变量泵811的排量匹配调节以满足压力机滑块5回程速度需要，电液比例变量泵811输出的液压油经二通电液换向阀809、支撑电液球阀804进入电液比例变量液压马达801的反转进油口B，电液比例变量液压马达801在电液比例变量泵811输出流量的驱使下反转，电液比例变量液压马达801的正转进油口A排出的液压油经三通电液换向阀808流回油箱；齿轮1与电液比例变量液压马达801同轴反转，通过齿条2提升压力机滑块5向上运动。

在压力机滑块5的运行过程中滑块5装配体的部分重力始终被平衡缸4输出的力抵消；当滑块5下行时平衡缸4无杆腔内液压油进入蓄能器组815，蓄能器组815内压力升高，重力势能转化为液压能；当滑块5上行时蓄能器组815内液压油进入平衡缸4无杆腔，蓄能器组815内压力降低，液压能转化为重力势能。因为液压系统的泄漏不可避免，在长期使用后蓄能器组815中的压力将降低，将二通电磁阀813通电即可为蓄能器组815补压。