一种驱动电机直驱泵控差动缸的液压节能系统技术方案

本发明专利技术提供一种驱动电机直驱泵控差动缸的液压节能系统，通过所述控制器输入信号给所述驱动器，再通过所述驱动器控制所述驱动电机的转速和方向，进而控制所述双向液压泵的流量，最终实现对所述液压缸的控制。本发明专利技术根据不同工况来确定驱动电机的转速，调节所需液压油流量大小，避免了液压系统节流损失和溢流损失，系统效率高，转速可调，不仅可以提高工作效率，还可以节约电能，降低噪音；同时采用差动连接，使得装机功率比传统技术中的无差动连接时，大幅度减小，且实现高速平稳运行，从而提高了生产效率。

A hydraulic energy saving system of direct drive pump controlled differential cylinder for driving motor

The invention provides a hydraulic energy-saving system for driving a motor direct drive pump-controlled differential cylinder, through which the controller inputs signals to the driver, and then controls the speed and direction of the driving motor through the driver, thereby controlling the flow of the bidirectional hydraulic pump, and ultimately realizing the control of the hydraulic cylinder. The invention determines the rotational speed of the driving motor according to different working conditions, adjusts the required hydraulic oil flow, avoids throttling loss and overflow loss of the hydraulic system, has high system efficiency and adjustable rotational speed, can not only improve work efficiency, but also save electric energy and reduce noise; at the same time, it adopts differential connection to make the installed power. Compared with the traditional technology of non-differential connection, it greatly reduces, and achieves high-speed and smooth operation, thus improving production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种驱动电机直驱泵控差动缸的液压节能系统
本专利技术涉及机械制造设备领域，特别是一种效率高、工作稳定且节能的加工机械的液压系统。
技术介绍
数控加工机械，如压力成型机，折弯机，铆接机等，在每一个工作过程中，对液压系统提供的压力和速度也不相同。传统的数控加工机械液压系统是由一台定转速的三相异步电动机和一个定量液压泵构成的节流调速系统，但是在机床的整个循环中，包括待机状态，液压泵仍持续的输出油液经溢流阀回油箱，且每个循环中，只有快进、工进和返程时，系统才输出有用功，其余的液压油全部通过电比例溢流阀流回油箱。这些传统的加工机械存在以下缺点：一、现有的加工机械采用普通的三相异步电动机，转速基本不变，无法实现按需运转；二、现有的数控液压系统的换向阀为电比例换向阀，数控系统要输出模拟信号来控制电比例换向阀的开口大小，控制加工的同步精度，这样开口的大小势必会造成节流，产生不必要的能量损失，造成油温升高加快；三、现有的加工机械液压系统，在快下工况中，依靠自重快下，速度还可以进一步优化提高；因此，这些传统的加工机械效率低、耗能高、噪声大、不环保，且液压油温大幅度升高进而影响液压油和对液压系统的使用寿命。另一方面，伺服电机控制的电动静液作动器因其在传统伺服阀的能效和灵活性方面的优势而受到关注。但是，随着所需功率的提高，伺服电机的尺寸必须相应增大，这样不仅成本增加，而且精度和动态响应降低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种驱动电机直驱泵控差动缸的液压节能系统，转速可调且避免了液压系统节流损失和溢流损失，实现高速平稳运行，从而提高了生产效率。本专利技术是这样实现的：一种驱动电机直驱泵控差动缸的液压节能系统，包括液压缸、第一控制阀、第二控制阀、第一单向阀、第二单向阀、驱动电机、驱动器、双向液压泵、蓄能器以及控制器；所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端固定连接于所述活塞，所述活塞气密性可滑动的连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述第一控制阀包括第一接口和第二接口；所述第二控制阀包括第三接口和第四接口；所述双向液压泵包括第一端口、第二端口、泄油口以及驱动端；所述第一端口、所述第一单向阀的出口、所述第一接口并联后连接于所述第一腔室；所述第二端口、所述第二单向阀的出口、所述第二接口并联后连接于所述第二腔室；所述第一单向阀的入口和所述第二单向阀的入口并联后连接于所述蓄能器；所述第三接口连接于第一端口和所述第一单向阀的出口之间，所述泄油口和所述第四接口并联后连接于所述蓄能器；所述驱动端连接于所述驱动电机的输出端，所述驱动电机连接于所述驱动器，所述驱动器、第一控制阀、第二控制阀分别通信连接于所述控制器。进一步地，所述第一控制阀为二位二通电磁阀或者二位二通插装阀。进一步地，所述驱动电机为伺服电机，所述驱动器为伺服驱动器。进一步地，所述第二控制阀为二位二通电磁阀或者二位二通插装阀。进一步地，还包括第三控制阀和第四控制阀，所述第三控制阀包括第五接口和第六接口，所述第四控制阀包括第七接口和第八接口；所述第五接口并联于所述第一单向阀的出口和第一端口，所述第六接口、第一接口并联后连接于所述第一腔室；所述第七接口并联于所述第二单向阀的出口和第二端口，所述第八接口和所述第二接口并联后连接于所述第二腔室；所述第三控制阀和第四控制阀还分别通信连接于所述控制器。进一步地，所述第三控制阀为二位二通电磁阀或者二位二通插装阀。进一步地，所述第四控制阀为二位二通电磁阀或者二位二通插装阀。进一步第，还包括压力继电器，所述压力继电器并联于所述第一接口，且所述压力继电器还通信连接于所述控制器。本专利技术具有如下优点：本专利技术通过所述控制器输入信号给所述驱动器，再通过所述驱动器控制所述驱动电机的转速和方向，进而控制所述双向液压泵的流量，最终实现对所述液压缸的控制。本专利技术根据不同工况来确定驱动电机的转速，调节所需液压油流量大小，避免了液压系统节流损失和溢流损失，系统效率高，转速可调，不仅可以提高工作效率，还可以节约电能，降低噪音；同时采用差动连接，使得装机功率比传统技术中的无差动连接时，大幅度减小，且实现高速平稳运行，从而提高了生产效率。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术所述的液压节能系统的原理图。图2为本专利技术所述的快进时的油路示意图。图3为本专利技术所述的工进时的油路示意图。图4为本专利技术所述的快退时的油路示意图。图5为本专利技术所述的活塞杆的位移-时间关系示意图。图6为本专利技术所述活塞杆连接于负载后，负载力-速度关系示意图。图7为本专利技术所述的液压节能系统安装在工业机械臂的效果示意图。图中：1、液压节能系统；10、液压缸；101、缸体；102、活塞；103、活塞杆；104、第一腔室；105、第二腔室；11、第一控制阀；111、第一接口；112、第二接口；12、第二控制阀；121、第三接口；122、第四接口；13、第一单向阀；14、第二单向阀；15、驱动电机；16、驱动器；17、双向液压泵；171、第一端口；172、第二端口；173、泄油口；174、驱动端；18、蓄能器；19、控制器；20、第三控制阀；201、第五接口；202、第六接口；21、第四控制阀；211、第七接口；212、第八接口；22、压力继电器。具体实施方式请参阅图1至图7所示，本专利技术提供一种驱动电机直驱泵控差动缸的液压节能系统，包括液压缸10、第一控制阀11、第二控制阀12、第一单向阀13、第二单向阀14、驱动电机15、驱动器16、双向液压泵17、蓄能器18以及控制器19；所述液压缸10包括缸体101、活塞102和活塞杆103，所述活塞杆103的一端固定连接于所述活塞102，所述活塞102气密性可滑动的连接于所述缸体101内，且所述活塞102将所述缸体101内部分为第一腔室104和第二腔室105；由于所述活塞杆103的存在，使得所述第一腔室104和第二腔室105为非对称结构，从而使得所述液压缸10为非对称液压缸10，即所述液压缸10为差动液压缸10；所述第一控制阀11包括第一接口111和第二接口112；所述第二控制阀12包括第三接口121和第四接口122；所述双向液压泵17包括第一端口171、第二端口172、泄油口173以及驱动端174；所述第一端口171、所述第一单向阀13的出口、所述第一接口111并联后连接于所述第一腔室104；所述第二端口172、所述第二单向阀14的出口、所述第二接口112并联后连接于所述第二腔室105；所述第一单向阀13的入口和所述第二单向阀14的入口并联后连接于所述蓄能器18；所述第三接口121连接于第一端口171和所述第一单向阀13的出口之间，所述泄油口17和所述第四接口122并联后连接于所述蓄能器18；所述驱动端174连接于所述驱动电机15的输出端，所述驱动电机15连接于所述驱动器16，所述驱动器16、第一控制阀11、第二控制阀12分别通信连接于所述控制器19。在具体一实施例中，所述双向液压泵17为双向定量泵17，既可以做为泵，也可以作为马达使用。所述活塞杆103连接于负载，并事先通过接近开关或电气行程开关设定好所述活塞杆103的行程，且将该行程开关通信连接于所述控制器19。本专利技术通过所述控制器19输入信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动电机直驱泵控差动缸的液压节能系统，其特征在于：包括液压缸、第一控制阀、第二控制阀、第一单向阀、第二单向阀、驱动电机、驱动器、双向液压泵、蓄能器以及控制器；所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端固定连接于所述活塞，所述活塞气密性可滑动的连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述第一控制阀包括第一接口和第二接口；所述第二控制阀包括第三接口和第四接口；所述双向液压泵包括第一端口、第二端口、泄油口以及驱动端；所述第一端口、所述第一单向阀的出口、所述第一接口并联后连接于所述第一腔室；所述第二端口、所述第二单向阀的出口、所述第二接口并联后连接于所述第二腔室；所述第一单向阀的入口和所述第二单向阀的入口并联后连接于所述蓄能器；所述第三接口连接于第一端口和所述第一单向阀的出口之间，所述泄油口和所述第四接口并联后连接于所述蓄能器；所述驱动端连接于所述驱动电机的输出端，所述驱动电机连接于所述驱动器，所述驱动器、第一控制阀、第二控制阀分别通信连接于所述控制器。

【技术特征摘要】
1.一种驱动电机直驱泵控差动缸的液压节能系统，其特征在于：包括液压缸、第一控制阀、第二控制阀、第一单向阀、第二单向阀、驱动电机、驱动器、双向液压泵、蓄能器以及控制器；所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞杆的一端固定连接于所述活塞，所述活塞气密性可滑动的连接于所述缸体内，且所述活塞将所述缸体内部分为第一腔室和第二腔室；所述第一控制阀包括第一接口和第二接口；所述第二控制阀包括第三接口和第四接口；所述双向液压泵包括第一端口、第二端口、泄油口以及驱动端；所述第一端口、所述第一单向阀的出口、所述第一接口并联后连接于所述第一腔室；所述第二端口、所述第二单向阀的出口、所述第二接口并联后连接于所述第二腔室；所述第一单向阀的入口和所述第二单向阀的入口并联后连接于所述蓄能器；所述第三接口连接于第一端口和所述第一单向阀的出口之间，所述泄油口和所述第四接口并联后连接于所述蓄能器；所述驱动端连接于所述驱动电机的输出端，所述驱动电机连接于所述驱动器，所述驱动器、第一控制阀、第二控制阀分别通信连接于所述控制器。2.根据权利要求1所述的一种驱动电机直驱泵控差动缸的液压节能系统，其特征在于：所述第一控制阀为二位二通电磁阀或者二位二通插装阀。3.根据权利要求1所述的一种驱动电机直驱泵控差动缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树忠，练国富，唐一文，晏岱，陈丙三，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建,35