一种进给速度可控的重载锻压设备液压系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种进给速度可控的重载锻压设备液压系统及控制方法，包括滑块、位移传感器、双作用快进缸、快进液压油路、单作用工进缸、工进液压油路、人机界面和工控机，快进液压油路和工进液压油路均包括油源、单向插装阀组、方向控制插装阀组、伺服比例阀、压力插装阀组、油压传感器和蓄能器，工进液压油路还包括充液阀组，工控机分别与人机界面、单向插装阀组、压力插装阀组、油压传感器、方向控制插装阀组、伺服比例阀、充液阀组和位移传感器连接。本发明专利技术提高了生产效率，对流量需求相对较小，能满足各种尺寸大、形状尺寸复杂的锻件的加工要求，节能增效，保证了锻压设备运动的高精度。

Hydraulic system and control method for heavy load forging equipment controlled by feeding speed

The hydraulic system of heavy forging equipment, the invention relates to a controlled feed speed and control method, which comprises a slider, displacement sensor, double acting hydraulic oil cylinder, fast forward, fast forward single feeding cylinder, feeding hydraulic circuit, man-machine interface and IPC, fast hydraulic circuit and work into the hydraulic oil source, including one-way the cartridge valve group, direction control cartridge valve group, servo proportional valve and pressure valve group, oil pressure sensor and accumulator, feeding hydraulic circuit also includes filling valve group, IPC and man-machine interface, one-way cartridge valve group, the pressure of the cartridge valve group, oil pressure sensor, direction control the cartridge valve group, servo proportional valve, liquid filling valve and displacement sensor connection. The invention improves the production efficiency, has relatively small demand for flow, meets the processing requirements of forgings of various sizes, big shapes and complex sizes, saves energy and improves efficiency, and ensures the high precision of the movement of the forging and pressing equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种进给速度可控的重载锻压设备液压系统及控制方法
本专利技术属于锻造领域，具体涉及一种进给速度可控的重载锻压设备液压系统及控制方法。技术背景利用冲击力或压力使金属在砧铁间或锻模中变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，这类工艺方法称为锻造。锻压机是用于锻压成型的专用设备，其中锻造液压机具有快锻、普锻、慢降、保压等多种功能，能在任意位置输出全部功率和保持所需压力，可满足有色与黑色金属的多种锻造工艺需求，是一种高性能的压力锻造设备。我国锻造行业拥有800-18500T等不同吨位的锻造液压机近3000台，在锻造能力上具有国际先进水平，但是在锻造频次上和国际水平差距较大，特别是重载锻压设备在快锻频次上存在着很大差距，国内锻造液压机的快锻频次一般为45次/min，国外锻造液压机的快锻频次一般为90次/min，而且国内锻造液压机在快锻工况下，设备振动很大，实用性很差。因而，针对重载锻压设备存在的问题，设计一种进给速度可控的液压系统和控制方法是具有积极意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种进给速度可控的重载锻压设备液压系统及控制方法，提高了生产效率，对流量需求相对较小，能满足各种尺寸大、形状尺寸复杂的锻件的加工要求，节能增效，保证了锻压设备运动的高精度。本专利技术所采用的技术方案是：一种进给速度可控的重载锻压设备液压系统，包括滑块、设在滑块上的位移传感器、活塞杆与滑块连接的且对称布置在滑块上的双作用快进缸、快进液压油路、活塞杆与滑块连接的且位于滑块中部的单作用工进缸、工进液压油路、人机界面和工控机；快进液压油路和工进液压油路均包括依次连接的油源、单向插装阀组、方向控制插装阀组和伺服比例阀，快进液压油路和工进液压油路的油源与单向插装阀组之间均外接有压力插装阀组、单向插装阀组与方向控制插装阀组之间均外接有蓄能器，快进液压油路的伺服比例阀分别与双作用快进缸的有杆腔和无杆腔连接，工进液压油路的伺服比例阀与单作用工进缸的工作腔连接，工进液压油路还包括充液阀组，充液阀组一端接入单作用工进缸工作腔、另一端接入单向插装阀组与方向控制插装阀组之间，蓄能器、单作用工进缸工作腔和双作用快进缸无杆腔附近均外接有油压传感器；工控机分别与人机界面、单向插装阀组、压力插装阀组、油压传感器、方向控制插装阀组、伺服比例阀、充液阀组和位移传感器连接。进一步地，充液阀组包括充液阀和二位四通电磁换向阀，在快速合模阶段，充液阀单向导通，滑块快速下行，单作用工进缸工作腔通过充液阀大量补油，在快速开模阶段，充液阀双向导通，滑块快速上行，单作用工进缸工作腔通过充液阀回油，在工进阶段，充液阀不工作。进一步地，方向控制插装阀组包括方向控制功能插件、方向控制功能盖板和二位三通电磁换向阀。进一步地，压力控制插装阀组包括压力控制功能插件、电磁溢流功能盖板和二位四通电磁换向阀。进一步地，单向插装阀组包括方向控制功能插件和带遥控口控制盖板。进一步地，快进液压油路和工进液压油路的单向插装阀组与方向控制插装阀组之间均外接有安全阀。进一步地，油源包括油箱、与油箱连接的液压泵、为液压泵提供动力的电机以及设在液压泵出口端的过滤器和冷却元件。进一步地，重载锻压设备为150T-2500T锻造设备，滑块的合模和开模速度在50-300mm/s内可调、工进速度在5-80mm/s内可调。进一步地，蓄能器为气囊式蓄能器。一种基于上述进给速度可控的重载锻压设备液压系统的控制方法，第一次对某厚度工件进行锻造时，对工件进行第一次标定，得到模具和工件接触时刻位移并以此时的双作用快进缸位移为基点，在后续的锻压过程中，到达基点之前，工控机控制工进液压油路的伺服比例阀关闭、快进液压油路的伺服比例阀开启，双作用快进缸带动滑块快速合模，接近或到达位移基点时，工控机控制工进液压油路的伺服比例阀开启、快进液压油路的伺服比例阀关闭，单作用工进缸带动滑块工进，最后工控机控制工进液压油路的伺服比例阀关闭、快进液压油路的伺服比例阀开启，双作用快进缸带动滑块快速开模；在快速合模、工进和快速开模过程中，位移传感器实时反馈滑块速度，当滑块速度低于预定速度时，工控机控制伺服比例阀的阀口通流面积增大，当滑块速度高于预定速度时，工控机控制伺服比例阀的阀口通流面积减小。本专利技术的有益效果是：本专利技术将双作用快进缸、单作用工进缸和滑块组合，综合了双作用快进缸运动速度快和单作用工进缸工作载荷大的特点，满足加工需求的同时提高了生产效率，对流量需求相对较小；单向插装阀组、压力控制插装阀组和方向控制插装阀组均采用插装阀组结构，具有通流能力大、动作灵灵敏、密封性好、抗污性好等优点，能满足各种尺寸大、形状尺寸复杂的锻件的加工要求；蓄能器采用油压传感器进行压力监控，经工控机反馈给压力控制插装阀组，使得蓄能器在液压系统中起到能量传递的作用，达到了节能增效的目的；伺服比例阀和位移传感器对滑块的位置和速度实现精准控制，形成闭环控制，保证了锻压设备运动的高精度。附图说明图1是本专利技术实施例的液压原理图。图2是本专利技术实施例的逻辑控制图。图中：1-油源；2-单向插装阀组；3-压力插装阀组；4-安全阀；5-油压传感器；6-蓄能器；7-方向控制插装阀组；8-伺服比例阀；9-滑块；10-双作用快进缸；11-充液阀组；12-单作用工进缸；13-位移传感器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，一种进给速度可控的重载锻压设备液压系统，包括滑块9、设在滑块9上的位移传感器13、活塞杆与滑块9连接的且对称布置在滑块9上的双作用快进缸10(双作用快进缸10缸径小、工作行程长，对称布置在滑块9的四个顶角上)、快进液压油路、活塞杆与滑块9连接的且位于滑块9中部的单作用工进缸12(单作用工进缸12缸径大、有效工作行程短)、工进液压油路、人机界面和工控机；快进液压油路和工进液压油路均包括依次连接的油源1、单向插装阀组2、方向控制插装阀组7和伺服比例阀8，快进液压油路和工进液压油路的油源1与单向插装阀组2之间均外接有压力插装阀组3、单向插装阀组2与方向控制插装阀组7之间均外接有蓄能器6，快进液压油路的伺服比例阀8分别与双作用快进缸10的有杆腔和无杆腔连接，工进液压油路的伺服比例阀8与单作用工进缸12的工作腔连接，工进液压油路还包括充液阀组11，充液阀组11一端接入单作用工进缸12工作腔、另一端接入单向插装阀组2与方向控制插装阀组7之间，蓄能器6、单作用工进缸12工作腔和双作用快进缸10无杆腔附近均外接有油压传感器5，快进液压油路和工进液压油路中的油源1、单向插装阀组2、压力插装阀组3、安全阀4、蓄能器6、方向控制插装阀组7、伺服比例阀8的具体型号由工作负载确定；工控机分别与人机界面、单向插装阀组2、压力插装阀组3、油压传感器5、方向控制插装阀组7、伺服比例阀8、充液阀组11和位移传感器13连接。在本实施例中，充液阀组11包括充液阀和二位四通电磁换向阀，充液阀组11的电信号接口与工控机数字量输入输出模块连接，在快速合模阶段，充液阀单向导通，滑块9快速下行，单作用工进缸12工作腔通过充液阀大量补油，在快速开模阶段，充液阀双向导通，滑块9快速上行，单作用工进缸12工作腔通过充液阀回油，在工进阶段，充液阀不工作。方向控制插装阀组7包括方向控制功能插件、方向控制功能盖板和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进给速度可控的重载锻压设备液压系统，其特征在于：包括滑块、设在滑块上的位移传感器、活塞杆与滑块连接的且对称布置在滑块上的双作用快进缸、快进液压油路、活塞杆与滑块连接的且位于滑块中部的单作用工进缸、工进液压油路、人机界面和工控机；快进液压油路和工进液压油路均包括依次连接的油源、单向插装阀组、方向控制插装阀组和伺服比例阀，快进液压油路和工进液压油路的油源与单向插装阀组之间均外接有压力插装阀组、单向插装阀组与方向控制插装阀组之间均外接有蓄能器，快进液压油路的伺服比例阀分别与双作用快进缸的有杆腔和无杆腔连接，工进液压油路的伺服比例阀与单作用工进缸的工作腔连接，工进液压油路还包括充液阀组，充液阀组一端接入单作用工进缸工作腔、另一端接入单向插装阀组与方向控制插装阀组之间，蓄能器、单作用工进缸工作腔和双作用快进缸无杆腔附近均外接有油压传感器；工控机分别与人机界面、单向插装阀组、压力插装阀组、油压传感器、方向控制插装阀组、伺服比例阀、充液阀组和位移传感器连接。

【技术特征摘要】
1.一种进给速度可控的重载锻压设备液压系统，其特征在于：包括滑块、设在滑块上的位移传感器、活塞杆与滑块连接的且对称布置在滑块上的双作用快进缸、快进液压油路、活塞杆与滑块连接的且位于滑块中部的单作用工进缸、工进液压油路、人机界面和工控机；快进液压油路和工进液压油路均包括依次连接的油源、单向插装阀组、方向控制插装阀组和伺服比例阀，快进液压油路和工进液压油路的油源与单向插装阀组之间均外接有压力插装阀组、单向插装阀组与方向控制插装阀组之间均外接有蓄能器，快进液压油路的伺服比例阀分别与双作用快进缸的有杆腔和无杆腔连接，工进液压油路的伺服比例阀与单作用工进缸的工作腔连接，工进液压油路还包括充液阀组，充液阀组一端接入单作用工进缸工作腔、另一端接入单向插装阀组与方向控制插装阀组之间，蓄能器、单作用工进缸工作腔和双作用快进缸无杆腔附近均外接有油压传感器；工控机分别与人机界面、单向插装阀组、压力插装阀组、油压传感器、方向控制插装阀组、伺服比例阀、充液阀组和位移传感器连接。2.如权利要求1所述的进给速度可控的重载锻压设备液压系统，其特征在于：充液阀组包括充液阀和二位四通电磁换向阀，在快速合模阶段，充液阀单向导通，滑块快速下行，单作用工进缸工作腔通过充液阀大量补油，在快速开模阶段，充液阀双向导通，滑块快速上行，单作用工进缸工作腔通过充液阀回油，在工进阶段，充液阀不工作。3.如权利要求1所述的进给速度可控的重载锻压设备液压系统，其特征在于：方向控制插装阀组包括方向控制功能插件、方向控制功能盖板和二位三通电磁换向阀。4.如权利要求1所述的进给速度可控的重载锻压设备液压系统，其特征在于：压力控制插装阀组包括压力控制功能插件、电磁溢流功能盖板和二位四通电磁换向阀。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：华林，汪小凯，刘艳雄，徐志成，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42