一种自由锻造液压机及其控制方法技术

本发明专利技术属于液压传动与控制相关技术领域，其公开了一种自由锻造液压机及其控制方法，该自由锻造液压机包括工作液压泵、工作泵及充液泵，所述工作泵及所述充液泵分别连接于所述工作液压泵；所述工作液压缸为缸动式，其用于在同一液压动力源作用下为所述自由锻造液压机能提供两种工作压力和两种工作速度；所述工作泵和所述充液泵相互配合以为不同工装状态下的所述自由锻造液压机提供相应的流量。本发明专利技术既能实现锻造生产过程中的正常锻造速度与锻造压力，又能实现快速精整锻造时的高锻造速度和小锻造压力，即实现锻造液压机的“常锻”与“快锻”功能；同时，自由锻造液压机装机功率小，投资成本少，运行费用低。

A free forging hydraulic press and its control method

The invention belongs to the technical field of hydraulic transmission and control, and discloses a free forging hydraulic press and its control method. The free forging hydraulic press comprises a working hydraulic pump, a working pump and a filling pump, the working pump and the filling pump are respectively connected to the working hydraulic pump, and the working hydraulic cylinder is a cylinder moving type. It is used to provide two working pressures and two working speeds for the free forging hydraulic function under the action of the same hydraulic power source; the working pump and the filling pump cooperate with each other to provide corresponding flow for the free forging hydraulic press under different tooling conditions. The invention can not only realize the normal forging speed and pressure in the forging production process, but also realize the high forging speed and the small forging pressure in the fast finishing forging process, that is, realize the functions of \constant forging\ and \fast forging\ of the forging hydraulic press; at the same time, the free forging hydraulic press has the advantages of low power, low investment cost and low operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种自由锻造液压机及其控制方法
本专利技术属于液压传动与控制相关
，更具体地，涉及一种自由锻造液压机及其控制方法。
技术介绍
自由锻造是金属塑性加工的一种基本工艺，一般在自由锻造液压机、自由锻电液锤上完成。自由锻造液压机依靠液压机的压力成形，冲击振动小，对环境影响小；自由锻电液锤依靠锻锤锤头的动能冲击成形，冲击振动大，对环境影响大。随着人们环保意识的增强，国内自由锻电液锤的使用受到越来越多的限制，投入与锻锤成本相近的资金进行隔振改造，或者直接淘汰是许多自由锻造厂家面临的选择。然而，目前自由锻造液压机的设备成本高，运行费用也比自由锻电液锤高，如我国企业广泛使用的自由锻电液锤有3吨、5吨等，与之相应的自由锻造液压机为5MN(500吨)、8MN(800吨)等，5吨自由锻电液锤装机功率为300多千瓦，而8MN自由锻造液压机装机功率则为800多千瓦。用现有的自由锻造液压机替换自由锻电液锤，投资成本与运行费用高，影响企业的经济效益及设备的更新换代。相应地，本领域存在着发展一种成本较低的自由锻造液压机的技术需求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种自由锻造液压机及其控制方法，其基于现有自由锻造液压机的工作特点，研究及设计了一种成本较低的自由锻造液压机及其控制方法。所述自由锻造液压机通过控制所述控制阀组中的各个阀的开启及关闭来调整所述自由锻造液压机的锻造压力及速度，并应用工作泵与充液泵组合的方式，降低了锻造液压机的装机功率，简化了结构，有效地降低了设备的投资与运行成本，提高了效率。此外，所述第一油孔或者所述第二油孔通压力油，所述第二油孔或者所述第一油孔与油箱相连通，由此所述工作液压缸在同一液压源的作用下输出两种不同的作用力及工作速度，以适应不同的工作状态的需求，进而提高工作效率，减小能源浪费。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种自由锻造液压机，所述自由锻造液压机包括机架，所述自由锻造液压机还包括工作液压缸，所述工作液压缸包括缸体、固定连接于所述机架的液压缸柱塞及活动地连接于所述缸体及所述液压缸柱塞的中间活塞，所述缸体形成有工作腔，所述工作腔垂直于自身长度方向的横截面为圆形；所述中间活塞包括环状的大活塞组件、活塞杆及环状的小活塞组件，所述大活塞组件及所述小活塞组件分别套设在所述活塞杆相背的两端；所述活塞杆开设有与所述工作腔相连通的通油孔；所述液压缸柱塞位于所述工作腔内的一端开设有与所述工作腔相连通的盲孔，所述液压缸柱塞还开设有第二油孔及与所述通油孔相连通的第一油孔，所述第二油孔贯穿所述液压缸柱塞；所述大活塞组件位于所述工作腔内，其外径与所述工作腔的直径相一致；所述盲孔为圆孔，所述小活塞组件位于所述盲孔内，其外径与所述盲孔的直径相一致。进一步地，所述自由锻造液压机还包括提升缸，所述提升缸的缸底固定在所述机架上，其活塞杆连接于所述缸体，使得所述提升缸的活塞杆与所述缸体之间形成联动。进一步地，所述提升缸的数量为多个，多个所述提升缸绕所述工作腔的中心轴均匀排布。进一步地，所述自由锻造液压机还包括控制阀组、充液泵及工作泵，所述控制阀的各个阀分别连接于所述工作液压缸、所述充液泵、所述提升缸及所述工作泵，通过控制所述控制阀组中的各个阀的开启及关闭来调整所述自由锻造液压机的锻造压力及速度。进一步地，所述控制阀组包括第一电液比例阀、第一电液控制阀、第二电液控制阀、第三电液控制阀、第二电液比例阀、第四电液控制阀、第三电液比例阀及第五电液控制阀；所述第一电液比例阀连接所述第一油孔及油箱；所述第一电液控制阀连接所述第一油孔及所述充液泵的出口，同时，所述第一电液控制阀的一个接口连接于所述油箱；所述第二电液控制阀连接所述第一油孔及所述工作泵的出口；所述第三电液控制阀连接所述第二油孔及所述工作泵的出口；所述第二电液比例阀连接所述工作泵的出口及所述第二油孔；所述第四电液控制阀连接所述提升缸及所述工作泵的出口；所述第三电液比例阀连接所述油箱及所述提升缸；所述第五电液比例阀连接所述油箱及所述工作泵的出口。进一步地，所述工作液压缸包括两个工作状态，两个工作状态通过所述第一油孔及所述第二油孔来进行转换；所述第一油孔通压力油时，所述工作液压缸的作用面积为所述工作腔横截面的面积。进一步地，所述液压缸柱塞为圆柱体；所述第二油孔通压力油时，所述工作液压缸的作用面积为所述液压缸柱塞的横截面的面积与所述盲孔的横截面的面积之差。进一步地，所述活塞杆为圆筒状，其包括临近所述缸体的第一连接段、临近所述液压缸柱塞的第二连接段及连接所述第一连接段及所述第二连接段的中间段；所述大活塞组件及所述小活塞组件分别套设在所述第一连接段及所述第二连接段上。进一步地，所述第一连接段的外径及所述第二连接段的外径均小于所述中间段的外径，以形成两个轴肩，两个所述轴肩分别用于对所述大活塞组件及所述小活塞组件进行定位。按照本专利技术的另一个方面，提供了一种如上所述的自由锻造液压机的控制方法，所述控制方法主要包括以下步骤：(1)判断所述自由锻造液压机的工作状态；(2)根据得到的所述工作状态来控制所述自由锻造液压机的运行，所述自由锻造液压机的工作状态为正常锻造时，控制所述第一油孔进压力油、所述第二油孔回油；所述自由锻造液压机的工作状态为快锻精整时，控制所述第一油孔回油、所述第二油孔进压力油。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的自由锻造液压机及其控制方法主要具有以下有益效果：1.通过控制所述控制阀组中的各个阀的开启及关闭来调整所述自由锻造液压机的锻造压力及速度，并应用工作泵与充液泵组合的方式，降低了锻造液压机的装机功率，简化了结构，有效地降低了设备的投资与运行成本，提高了效率。2.所述第一油孔或者所述第二油孔通压力油，所述第二油孔或者所述第一油孔与油箱相连通，由此所述工作液压缸在同一液压源的作用下输出两种不同的作用力及工作速度，以适应不同的工作状态的需求，进而提高工作效率，减小能源浪费。3.通过所述液压缸柱塞上开设所述第一油孔及所述第二油孔、以及与所述中间活塞的配合即可实现不同作用力及速度的输出，结构紧凑，且无需多个工作缸，降低了设备成本，提高了实用性。4.所述工作液压缸包括两个工作状态，两个工作状态通过所述第一油孔及所述第二油孔来进行转换，两种作用力及工作速度之间的转换简单，易于操作，便于使用。5.所述提升缸的缸底固定在所述机架上，其活塞杆连接于所述缸体，使得所述提升缸的活塞杆与所述缸体之间形成联动，扩宽了锻造压力的可调节范围，灵活性较高，提高了效率及可靠性。附图说明图1是本专利技术提供的自由锻造液压机的示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-液压缸柱塞，2-机架，3-中间活塞，4-缸体，5-提升缸，6-液压机锤头，7-压机下模，8-充液泵，9-电动机，10-工作泵，11-压力传感器，12-第一电液比例阀，13-第一电液控制阀，14-第二电液控制阀，15-第三电液控制阀，16-第二电液比例阀，17-第四电液控制阀，18-第三电液比例阀，19-第五电液控制阀，20-单向阀，a-第一油孔，b-第二油孔。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自由锻造液压机，所述自由锻造液压机包括机架(2)，其特征在于：所述自由锻造液压机还包括工作液压缸，所述工作液压缸包括缸体(4)、固定连接于所述机架(2)的液压缸柱塞(1)及活动地连接于所述缸体(4)及所述液压缸柱塞(1)的中间活塞(3)，所述缸体(4)形成有工作腔，所述工作腔垂直于自身长度方向的横截面为圆形；所述中间活塞(3)包括环状的大活塞组件、活塞杆及环状的小活塞组件，所述大活塞组件及所述小活塞组件分别套设在所述活塞杆相背的两端；所述活塞杆开设有与所述工作腔相连通的通油孔；所述液压缸柱塞(1)位于所述工作腔内的一端开设有与所述工作腔相连通的盲孔，所述液压缸柱塞(1)还开设有第二油孔(b)及与所述通油孔相连通的第一油孔(a)，所述第二油孔(b)贯穿所述液压缸柱塞(1)；所述大活塞组件位于所述工作腔内，其外径与所述工作腔的直径相一致；所述盲孔为圆孔，所述小活塞组件位于所述盲孔内，其外径与所述盲孔的直径相一致。

【技术特征摘要】
1.一种自由锻造液压机，所述自由锻造液压机包括机架(2)，其特征在于：所述自由锻造液压机还包括工作液压缸，所述工作液压缸包括缸体(4)、固定连接于所述机架(2)的液压缸柱塞(1)及活动地连接于所述缸体(4)及所述液压缸柱塞(1)的中间活塞(3)，所述缸体(4)形成有工作腔，所述工作腔垂直于自身长度方向的横截面为圆形；所述中间活塞(3)包括环状的大活塞组件、活塞杆及环状的小活塞组件，所述大活塞组件及所述小活塞组件分别套设在所述活塞杆相背的两端；所述活塞杆开设有与所述工作腔相连通的通油孔；所述液压缸柱塞(1)位于所述工作腔内的一端开设有与所述工作腔相连通的盲孔，所述液压缸柱塞(1)还开设有第二油孔(b)及与所述通油孔相连通的第一油孔(a)，所述第二油孔(b)贯穿所述液压缸柱塞(1)；所述大活塞组件位于所述工作腔内，其外径与所述工作腔的直径相一致；所述盲孔为圆孔，所述小活塞组件位于所述盲孔内，其外径与所述盲孔的直径相一致。2.如权利要求1所述的自由锻造液压机，其特征在于：所述自由锻造液压机还包括提升缸(5)，所述提升缸(5)的缸底固定在所述机架(2)上，其活塞杆连接于所述缸体(4)，使得所述提升缸(5)的活塞杆与所述缸体(4)之间形成联动。3.如权利要求2所述的自由锻造液压机，其特征在于：所述提升缸(5)的数量为多个，多个所述提升缸(5)绕所述工作腔的中心轴均匀排布。4.如权利要求2所述的自由锻造液压机，其特征在于：所述自由锻造液压机还包括控制阀组、充液泵(8)及工作泵(10)，所述控制阀的各个阀分别连接于所述工作液压缸、所述充液泵(8)、所述提升缸(5)及所述工作泵(10)，通过控制所述控制阀组中的各个阀的开启及关闭来调整所述自由锻造液压机的锻造压力及速度。5.如权利要求4所述的自由锻造液压机，其特征在于：所述控制阀组包括第一电液比例阀(12)、第一电液控制阀(13)、第二电液控制阀(14)、第三电液控制阀(15)、第二电液比例阀(16)、第四电液控制阀(17)、第三电液比例阀(18)及第五电液控制阀(19)；所述第一电液比例阀(12)连接所述第一油孔(a)及油箱；所述第一电液控制阀(13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏金，张国强，颜笑鹏，伍乘星，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42