專利名稱：一種無油泵交流伺服電機(jī)直驅(qū)式力控制增壓型液壓機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鍛壓設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無油泵交流伺服電機(jī)直驅(qū)式力控制增壓型液壓機(jī)。
背景技術(shù)：
液壓機(jī)是利用液壓傳動技術(shù)進(jìn)行壓力加工的設(shè)備，是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一。傳統(tǒng)液壓機(jī)一般包括油泵及液壓缸傳動系統(tǒng)，其主要缺點是速度低，快降及回程速度只有100-200mm/s。近些年來世界各主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在努力提高液壓機(jī)的速度，以便提高生產(chǎn)率。提高液壓機(jī)的工作速度即縮短液壓機(jī)的一個工作循環(huán)時間，減少液壓機(jī)工作循環(huán)時間的關(guān)鍵是縮短其快速上行和下行的時間。因此，提高快速上行和下行的速度，是解決傳統(tǒng)液壓機(jī)效率低下的關(guān)鍵。因此，出現(xiàn)了快速鍛造液壓機(jī)，即采用交流伺服電機(jī)的液壓伺服壓力機(jī)，例如美國的WIDEMANN和W.A.WHITNEY公司，西德的TRUMPF和NIX00RFDARAD0RN公司，日本的AIDA和NISSHINB0公司，以及瑞士的RASKIN公司所制造的液壓伺服壓力機(jī)、轉(zhuǎn)塔沖床或多工位機(jī)械壓力機(jī)，現(xiàn)有的液壓伺服壓力機(jī)的速度和柔性控制主要體現(xiàn)在T軸、工作臺、自動送料、氣路等機(jī)床輔助部分的控制上，很少對顯著影響壓力機(jī)工作功能和加工產(chǎn)品質(zhì)量的傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行直接而精確控制的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供了一種無油泵交流伺服電機(jī)直驅(qū)式力控制增壓型液壓機(jī)，通過液壓機(jī)傳動機(jī)構(gòu)及其液壓系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計，使液壓機(jī)滑塊的位置、速度可調(diào)，并達(dá)到極高的空程速度，快降及回程速度可達(dá)700mm/s，能滿足多種工藝的需要，實現(xiàn)滑塊可停在上死點以及液壓加工柔性可調(diào)，減少模具的重復(fù)制造和浪費，節(jié)約成本，提聞廣品質(zhì)量。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種無油泵交流伺服電機(jī)直驅(qū)式力控制增壓型液壓機(jī)，包括交流伺服電動機(jī)I及與其轉(zhuǎn)軸2連接的小帶輪3，小帶輪3通過齒形帶4連接一個大帶輪5，大帶輪5和絲杠螺母7通過雙鍵定位，再通過兩個大圓螺母6聯(lián)結(jié)為一體，大帶輪5下端通過支撐套9支撐在軸承10上，使大帶輪5作為慣性輪，絲杠螺母7與一個與其同軸的滾珠絲杠8以螺紋、滾珠配合，大帶輪5通過與其聯(lián)接的絲杠螺母7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動滾珠絲杠8 ;滾珠絲杠8的中部固定有橫向連桿14,橫向連桿14通過連接螺母15與滾珠絲杠8中部聯(lián)結(jié)為一體的,橫向連桿14的兩端對稱連接有拉桿12，拉桿12通過拉桿襯套11、軸端蓋板13連接在橫向連桿14的端軸上，拉桿12下端穿過機(jī)架16用兩個止脫螺母20與主缸體23的法蘭連接，橫向連桿14、拉桿12、止脫螺母20組成主缸體軸向傳動組件，柱塞22是通過卡環(huán)18與機(jī)架16聯(lián)結(jié)為一體的，滾珠絲杠8下端通過密封環(huán)17與柱塞22內(nèi)腔配合；主缸體23通過密封蓋板19、缸內(nèi)襯套21與柱塞22徑向密封連接，滾珠絲杠8下端相當(dāng)于活塞，推動柱塞22內(nèi)腔油液，進(jìn)而推動與柱塞22徑向密封配合的主缸體23下行，液壓機(jī)滑塊即主缸體23下行時的液壓勢能是通過交流伺服電動機(jī)直驅(qū)活塞獲得；小活塞26下端與主缸體23聯(lián)結(jié)為一體，滾珠絲杠8下端、柱塞22內(nèi)腔、小活塞26構(gòu)成副缸，滾珠絲杠8下端面積為a，小活塞26的面積為b ;柱塞22下部的縮頸與主缸體23組成主缸，副缸的C部、小活塞26內(nèi)腔及主缸內(nèi)充滿液壓油30，主缸和副缸在同一中心線上垂直放置，主缸的壓力接受面積c大于副缸的壓力接受面積b，副缸中活塞的壓力接受面積b大于副缸中滾珠絲杠8的壓力接受面積a，使得液壓機(jī)的滑塊即主缸體23的下端能夠快速下行；當(dāng)液壓機(jī)低速壓制時，順序閥25開啟，主缸與副缸連通，副缸中的液壓油流入主缸中，系統(tǒng)增壓比變?yōu)閏/a，主缸內(nèi)產(chǎn)生增加到足夠大的液壓力，從而實現(xiàn)低速增力壓制；在主缸體23的左右兩側(cè)對稱布置了第一大充液閥28、第二大充液閥32，第一大充液閥28、第二大充液閥32均為液控單向閥，第一大充液閥28的兩個端口分別通過液壓管路28a、28b與油缸27、主缸相連，第一大充液閥28的高壓油口通過第一二位二通閥29與副缸相連；第二大充液閥32的兩個端口分別通過液壓管路32a、32b與油缸27、主缸相連，第二大充液閥32的高壓油口通過第二二位二通閥33與副缸相連，在滑塊即主缸體23的下端低速壓制時給二位二通閥29、33通電，使得液壓管路28c和32c斷開，以防止大充液閥反向開啟導(dǎo)致的主缸漏油，在滑塊快速下行和回程時二位二通閥29、33均是斷電狀態(tài)，在主缸體23快速下行時，第一大充液閥28和第二大充液閥32開啟，同時對主缸充液壓油，在液壓機(jī)工作結(jié)束后，主缸體23開始上行時，副缸內(nèi)壓力升高達(dá)到大充液閥28、32的高壓油口開啟壓力，大充液閥反向開啟，主缸向油缸27排液；在主缸體23的前后兩側(cè)分別放置了小充液閥24和順序閥25，小充液閥24為單向閥，其兩個端口分別通過液壓管路24a、24b與油缸27、副缸相連，工作行程結(jié)束即回程起始時，滾珠絲杠8、橫向連桿14、拉桿12組成的整體上行，小沖液閥24開啟對副缸充液，拉桿12走完之前工作狀態(tài)時與主缸體法蘭分離的距離后，止脫螺母20將主缸體23與拉桿12鏈接，然后主缸體23在拉桿12的帶動下開始高速同步上行，此時小充液閥24關(guān)閉；順序閥25的兩個端口分別通過液壓管路25a、25b與副缸、主缸相連接，當(dāng)主缸體23下行接觸到工作臺31上的負(fù)載時，滾珠絲杠8繼續(xù)下行，當(dāng)副缸內(nèi)壓力升高達(dá)到順序閥25預(yù)設(shè)開啟壓力，副缸中的液壓油流入主缸中，實現(xiàn)低速增力壓制，在液壓機(jī)工作結(jié)束后，主缸體23開始上行時，順序閥25開啟，使副缸中液壓油排入主缸。一種無油泵交流伺服電機(jī)直驅(qū)式力控制增壓型液壓機(jī)的工作流程為:液壓機(jī)的初始狀態(tài)，滑塊即主缸體23的下端位于上死點的位置；液壓機(jī)滑塊快速下行狀態(tài)，交流伺服電機(jī)I正轉(zhuǎn)，使?jié)L珠絲杠8下行，滾珠絲杠8帶動橫向連桿14、拉桿12以及主缸體23下行，拉桿12和主缸體23的法蘭分尚，大充液閥28、32給主缸充液壓油；液壓機(jī)工作行程開始的狀態(tài)即滑塊低速壓制狀態(tài)，滑塊即主缸體23的下端接觸到工作臺31上的負(fù)載，滾珠絲杠8繼續(xù)下行，拉桿12和主缸體23法蘭分離距離增大，副缸通過順序閥25給主缸充液壓油；液壓機(jī)工作行程結(jié)束狀態(tài)即滑塊回程起始狀態(tài)，液壓機(jī)工作行程結(jié)束時拉桿12和主缸體23法蘭分離距離達(dá)到最大，交流伺服電動機(jī)I開始反轉(zhuǎn)，滾珠絲杠8、橫向連桿14、拉桿12組成的整體上行，小沖液閥24開啟對副缸充液,拉桿12走完之前的與主缸體法蘭分尚的距尚后，止脫螺母20將主缸體23與拉桿12鏈接，此時主缸體23在拉桿12的帶動下以高速同步上行，此時小充液閥24關(guān)閉，大充液閥28、32反向開啟，主缸向油缸27排液，同時順序閥25開啟，使副缸中液壓油排入主缸，液壓機(jī)滑塊回程也是靠交流伺服電機(jī)直接驅(qū)動滾珠絲杠實現(xiàn)，并且滑塊是在拉桿的帶動下上行至上死點的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用滾珠絲杠的傳動機(jī)構(gòu)取代傳統(tǒng)壓力機(jī)的單曲柄肘桿或螺桿傳動機(jī)構(gòu)；交流伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動方式代替了傳統(tǒng)壓力機(jī)的交流異步恒速電動機(jī)的驅(qū)動方式；把螺旋壓力機(jī)的飛輪傳動理論應(yīng)用到傳統(tǒng)液壓機(jī)中，即大帶輪通過支撐套支撐在軸承上成為慣性輪，實現(xiàn)滾珠絲杠高速下行運動，最大限度地利用慣性力，節(jié)能降耗；液壓機(jī)滑塊快速下行和回程均是靠交流伺服電機(jī)直接驅(qū)動滾珠絲杠完成；使用主副復(fù)合增壓缸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直接沖壓，實現(xiàn)低速增力壓制，同時降低了沖壓驅(qū)動力；液壓閥、油箱、管路連接緊湊，主缸體與滑塊一體，大小充液閥浸入油箱中，快速下行和上行時，迅速反應(yīng)充液和排液；采用雙拉桿結(jié)構(gòu)與主缸體活動連接代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓機(jī)的回程缸，一方面可緩沖滑塊與工件的硬接觸實現(xiàn)柔性鍛壓，另一方面可實現(xiàn)滑塊回程高速運動。因此本發(fā)明液壓機(jī)的傳動效率大大提高，滑塊定位精度高，快降及回程速度可達(dá)700mm/s，滿足低速鍛沖、高速空程的技術(shù)要求，實現(xiàn)了壓力機(jī)的工作特性柔性可調(diào)、節(jié)能降耗。


圖1為本發(fā)明液壓機(jī)結(jié)構(gòu)主視圖。圖2為本發(fā)明液壓機(jī)結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖3為圖2中A部分局部放大剖面圖。圖4為圖2中B部分局部放大剖面圖。圖5為本發(fā)明液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)原理圖。圖6為圖5中C部分局部放大圖。圖7為液壓增壓缸原理圖。圖8為本發(fā)明液壓機(jī)滑塊的工作流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1至5所示，一種無油泵交流伺服電機(jī)直驅(qū)式力控制增壓型液壓機(jī)，包括交流伺服電動機(jī)I及其轉(zhuǎn)軸2上連接的小帶輪3，小帶輪3通過齒形帶4連接一個大帶輪5，大帶輪5和絲杠螺母7通過雙鍵定位，再通過兩個大圓螺母6聯(lián)結(jié)為一體，大帶輪5下端通過支撐套9支撐在軸承10上，使大帶輪5作為慣性輪，絲杠螺母7與一個與其同軸的滾珠絲杠8以螺紋、滾珠配合，這樣大帶輪5通過與其聯(lián)接的絲杠螺母7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動滾珠絲杠8 ;滾珠絲杠8的中部固定有橫向連桿14,橫向連桿14通過連接螺母15與滾珠絲杠8中部聯(lián)結(jié)為一體的，橫向連桿14的兩端對稱連接有拉桿12，拉桿12通過拉桿襯套11 (銅套)、軸端蓋板13連接在橫向連桿14的端軸上，拉桿12下端穿過機(jī)架16用兩個止脫螺母20與主缸體23的法蘭連接，橫向連桿14、拉桿12、止脫螺母20組成主缸體軸向傳動組件。柱塞22是通過卡環(huán)18與機(jī)架16聯(lián)結(jié)為一體的，滾珠絲杠8下端通過密封環(huán)17與柱塞22內(nèi)腔配合；主缸體23通過密封蓋板19、缸內(nèi)襯套21 (銅套)與柱塞22徑向密封連接。滾珠絲杠8下端相當(dāng)于活塞，推動柱塞22內(nèi)腔油液，進(jìn)而推動與柱塞22徑向密封配合的主缸體23下行。可知，液壓機(jī)滑塊即主缸體23下行時的液壓勢能不是靠傳統(tǒng)的液壓泵產(chǎn)生，而是通過交流伺服電動機(jī)直驅(qū)活塞獲得。小活塞26下端與主缸體23聯(lián)結(jié)為一體，滾珠絲杠8下端、柱塞22內(nèi)腔、小活塞26構(gòu)成副缸，參照圖6所示，滾珠絲杠8下端面積為a，小活塞26的面積為b ;柱塞22下部的縮頸與主缸體23組成主缸。副缸的C部、小活塞26內(nèi)腔及主缸內(nèi)充滿液壓油30。參照圖7所示，主缸和副缸在同一中心線上垂直放置，主缸的壓力接受面積c大于副缸的壓力接受面積b，副缸中活塞的壓力接受面積b大于副缸中滾珠絲杠8的壓力接受面積a，使得液壓機(jī)的滑塊即主缸體23的下端能夠快速下行；當(dāng)液壓機(jī)低速壓制時，順序閥25開啟，主缸與副缸連通，副缸中的液壓油流入主缸中，系統(tǒng)增壓比變?yōu)閏/a，主缸內(nèi)產(chǎn)生增加到足夠大的液壓力，從而實現(xiàn)低速增力壓制。在主缸體23的左右兩側(cè)對稱布置了第一大充液閥28、第二大充液閥32，第一大充液閥28、第二大充液閥32均為液控單向閥。第一大充液閥28的兩個端口分別通過液壓管路28a、28b與油缸27、主缸相連，第一大充液閥28的高壓油口通過第一二位二通閥29與副缸相連；第二大充液閥32的兩個端口分別通過液壓管路32a、32b與油缸27、主缸相連，第二大充液閥32的高壓油口通過第二二位二通閥33與副缸相連，在滑塊即主缸體23的下端低速壓制時給二位二通閥29、33通電，使得液壓管路28c和32c斷開，以防止大充液閥反向開啟導(dǎo)致的主缸漏油，在滑塊快速下行和回程時二位二通閥29、33均是斷電狀態(tài)。在主缸體23快速下行時，第一大充液閥28和第二大充液閥32開啟，同時對主缸充液壓油。在液壓機(jī)工作結(jié)束后，主缸體23開始上行時，副缸內(nèi)壓力升高達(dá)到大充液閥28、32的高壓油口開啟壓力，大充液閥反向開啟，主缸向油缸27排液。在主缸體23的前后兩側(cè)分別放置了小充液閥24和順序閥25。小充液閥24為單向閥，其兩個端口分別通過液壓管路24a、24b與油缸27、副缸相連，工作行程結(jié)束即回程起始時，滾珠絲杠8、橫向連桿14、拉桿12組成的整體上行，小沖液閥24開啟對副缸充液，拉桿12走完之前工作狀態(tài)時與主缸體法蘭分離的距離后，止脫螺母20將主缸體23與拉桿12鏈接，然后主缸體23在拉桿12的帶動下開始高速同步上行，此時小充液閥24關(guān)閉。順序閥25的兩個端口分別通過液壓管路25a、25b與副缸、主缸相連接，當(dāng)主缸體23下行接觸到工作臺31上的負(fù)載時，滾珠絲杠8繼續(xù)下行，當(dāng)副缸內(nèi)壓力升高達(dá)到順序閥25預(yù)設(shè)開啟壓力，副缸中的液壓油流入主缸中，實現(xiàn)低速增力壓制。在液壓機(jī)工作結(jié)束后，主缸體23開始上行時，順序閥25開啟，使副缸中液壓油排入主缸。采用本發(fā)明液壓機(jī)的工作流程如圖8所示，圖8-1為液壓機(jī)的初始狀態(tài)，滑塊即主缸體23的下端位于上死點的位置；液壓機(jī)滑塊快速下行狀態(tài)，交流伺服電機(jī)I正轉(zhuǎn)，使?jié)L珠絲杠8下行，滾珠絲杠8帶動橫向連桿14、拉桿12以及主缸體23下行，拉桿12和主缸體23的法蘭分離，此時大充液閥28、32給主缸充液壓油，如圖8-2所示為主缸體23快速下行200mm時的狀態(tài)，拉桿12和主缸體23的法蘭已分離，分離距離為d mm ;液壓機(jī)工作行程開始的狀態(tài)即滑塊低速壓制狀態(tài)，滑塊即主缸體23的下端接觸到工作臺31上的負(fù)載，滾珠絲杠8繼續(xù)下行，拉桿12和主缸體23法蘭分離距離增大，副缸通過順序閥25給主缸充液壓油，如圖8-3所示為液壓機(jī)工作行程開始的狀態(tài)即低速壓制狀態(tài)，拉桿12和主缸體23法蘭分離距離為e mm ;液壓機(jī)工作行程結(jié)束狀態(tài)即滑塊回程起始狀態(tài)，此時拉桿12和主缸體23法蘭分離距離達(dá)到最大，如圖8-4所示為液壓機(jī)工作行程結(jié)束狀態(tài)，此時拉桿12和主缸體23法蘭分離距離達(dá)到最大f mm,此時交流伺服電動機(jī)I反轉(zhuǎn),滾珠絲杠8、橫向連桿14、拉桿12組成的整體上行，小沖液閥24開啟對副缸充液,拉桿12走完之前的與主缸體法蘭分離的距離f mm后，止脫螺母20將主缸體23與拉桿12鏈接，此時主缸體23在拉桿12的帶動下以高速同步上行，此時小充液閥24關(guān)閉，大充液閥28、32反向開啟，主缸向油缸27排液，同時順序閥25開啟，使副缸中液壓油排入主缸?？芍?，液壓機(jī)滑塊回程也是靠交流伺服電機(jī)直接驅(qū)動滾珠絲杠實現(xiàn)，并且滑塊是在拉桿的帶動下上行至上死點的。本發(fā)明的工作原理為:在液壓機(jī)的滑塊即主缸體23的下端位于上死點位置時，使交流伺服電動機(jī)I正轉(zhuǎn)帶動小帶輪3旋轉(zhuǎn)，小帶輪3通過齒形帶4帶動大帶輪5同步旋轉(zhuǎn)，大帶輪5同時帶動絲杠螺母7旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使?jié)L珠絲杠8下行，同時帶動橫向連桿14、連接螺母15、拉桿12組成的整體下行。滾珠絲杠8的下端相當(dāng)于活塞，推動柱塞22內(nèi)腔油液、小柱塞和主缸體23下行，此時大充液閥28、32開啟，同時對主缸充液，主缸體23快速下行，拉桿12和主缸體23的法蘭分離。當(dāng)主缸體23下行接觸到負(fù)載時，滾珠絲杠繼續(xù)下行，副缸內(nèi)壓力將升高達(dá)到順序閥25預(yù)設(shè)開啟壓力，副缸中的液壓油流入主缸中，由于增壓作用，主缸內(nèi)即可產(chǎn)生足夠大的液壓力，實現(xiàn)低速增力壓制；拉桿12與主缸體23在空程向下和壓制過程中始終分離。液壓機(jī)壓制工作結(jié)束滑塊回程時交流伺服電動機(jī)I反轉(zhuǎn)，滾珠絲杠8、橫向連桿14、拉桿12組成的整體上行，小沖液閥24開啟對副缸充液，拉桿12走完之前與主缸體法蘭分離的距離后，止脫螺母20將主缸體23與拉桿12鏈接，此時主缸體23在拉桿12的帶動下以高速同步上行，此時小充液閥24關(guān)閉，大充液閥反向開啟，主缸向油缸27排液，同時，副缸內(nèi)的壓力持續(xù)增大，然后達(dá)到順序閥25開啟壓力，副缸中液壓油排入主缸。最終液壓機(jī)滑塊在拉桿的帶動下到達(dá)上死點。附圖中:1、交流伺服電機(jī)；2、伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸；3、小帶輪；4、齒形帶；5、大帶輪；6、大圓螺母；7、絲杠螺母；8、滾珠絲杠；9、支撐套；10、軸承；11、拉桿襯套；12、拉桿；13、軸端蓋板；14、橫向連桿；15、連接螺母；16、機(jī)架；17、密封環(huán)；18、卡環(huán)；19、密封蓋板；20、止脫螺母；21、缸內(nèi)襯套；22、柱塞；23、主缸體；24、小充液閥；25、順序閥；26、小活塞；27、油缸；
28、32、大充液閥；29、33、二位二通閥；30、液壓油；31、工作臺。
權(quán)利要求
1.一種無油泵交流伺服電機(jī)直驅(qū)式力控制增壓型液壓機(jī)，包括交流伺服電動機(jī)(I)及其轉(zhuǎn)軸(2)上連接的小帶輪(3)，其特征在于:小帶輪(3)通過齒形帶(4)連接一個大帶輪(5)，大帶輪(5)和絲杠螺母(7)通過雙鍵定位，再通過兩個大圓螺母(6)聯(lián)結(jié)為一體，大帶輪(5)下端通過支撐套(9)支撐在軸承(10)上，使大帶輪(5)作為慣性輪，絲杠螺母(7)與一個與其同軸的滾珠絲杠(8)以螺紋、滾珠配合，這樣大帶輪(5)通過與其聯(lián)接的絲杠螺母(7)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動滾珠絲杠(8);滾珠絲杠(8)的中部固定有橫向連桿(14)，橫向連桿(14)通過連接螺母(15)與滾珠絲杠(8)中部聯(lián)結(jié)為一體的，橫向連桿(14)的兩端對稱連接有拉桿(12 ),拉桿(12)通過拉桿襯套(11)、軸端蓋板(13)連接在橫向連桿(14)的端軸上,拉桿 (12)下端穿過機(jī)架(16)用兩個止脫螺母(20)與主缸體(23)的法蘭連接，橫向連桿(14)、拉桿(12)、止脫螺母(20)組成主缸體軸向傳動組件，柱塞(22)是通過卡環(huán)(18)與機(jī)架(16)聯(lián)結(jié)為一體的，滾珠絲杠(8)下端通過密封環(huán)(17)與柱塞(22)內(nèi)腔配合；主缸體(23)通過密封蓋板(19 )、缸內(nèi)襯套(21)與柱塞(22 )徑向密封連接，滾珠絲杠(8 )下端相當(dāng)于活塞，推動柱塞(22)內(nèi)腔油液，進(jìn)而推動與柱塞(22)徑向密封配合的主缸體(23)下行，液壓機(jī)滑塊即主缸體(23)下行時的液壓勢能是通過交流伺服電動機(jī)直驅(qū)活塞獲得； 小活塞(26)下端與主缸體(23)聯(lián)結(jié)為一體，滾珠絲杠(8)下端、柱塞(22)內(nèi)腔、小活塞(26)構(gòu)成副缸，滾珠絲杠(8)下端面積為a，小活塞(26)的面積為b ;柱塞(22)下部的縮頸與主缸體(23)組成主缸，副缸的C部、小活塞(26)內(nèi)腔及主缸內(nèi)充滿液壓油(30)，主缸和副缸在同一中心線上垂直放置，主缸的壓力接受面積c大于副缸的壓力接受面積b，副缸中活塞的壓力接受面積b大于副缸中滾珠絲杠(8)的壓力接受面積a，使得液壓機(jī)的滑塊即主缸體(23)的下端能夠快速下行；當(dāng)液壓機(jī)低速壓制時，順序閥(25)開啟，主缸與副缸連通，副缸中的液壓油流入主缸中，系統(tǒng)增壓比變?yōu)閏/a，主缸內(nèi)產(chǎn)生增加到足夠大的液壓力，從而實現(xiàn)低速增力壓制； 在主缸體(23)的左右兩側(cè)對稱布置了第一大充液閥(28)、第二大充液閥(32),第一大充液閥(28)、第二大充液閥(32)均為液控單向閥，第一大充液閥(28)的兩個端口分別通過液壓管路28a、28b與油缸(27)、主缸相連，第一大充液閥(28)的高壓油口通過第一二位二通閥(29)與副缸相連；第二大充液閥(32)的兩個端口分別通過液壓管路32a、32b與油缸(27)、主缸相連，第二大充液閥(32)的高壓油口通過第二二位二通閥(33)與副缸相連，在滑塊即主缸體(23)的下端低速壓制時給二位二通閥(29)、(33)通電，使得液壓管路28c和32c斷開，以防止大充液閥反向開啟導(dǎo)致的主缸漏油，在滑塊快速下行和回程時二位二通閥(29)、(33)均是斷電狀態(tài)，在主缸體(23)快速下行時，第一大充液閥(28)和第二大充液閥(32 )開啟，同時對主缸充液壓油，在液壓機(jī)工作結(jié)束后，主缸體(23 )開始上行時，副缸內(nèi)壓力升高達(dá)到大充液閥(28)、(32)的高壓油口開啟壓力，大充液閥反向開啟，主缸向油缸(27)排液； 在主缸體(23)的前后兩側(cè)分別放置了小充液閥(24)和順序閥(25),小充液閥(24)為單向閥，其兩個端口分別通過液壓管路24a、24b與油缸(27)、副缸相連，工作行程結(jié)束即回程起始時，滾珠絲杠(8 )、橫向連桿(14 )、拉桿(12 )組成的整體上行，小沖液閥(24 )開啟對副缸充液，拉桿(12)走完之前工作狀態(tài)時與主缸體法蘭分離的距離后，止脫螺母(20)將主缸體(23 )與拉桿(12 )鏈接，然后主缸體(23 )在拉桿(12 )的帶動下開始高速同步上行，此時小充液閥(24)關(guān)閉；順序閥(25)的兩個端口分別通過液壓管路25a、25b與副缸、主缸相連接，當(dāng)主缸體(23)下行接觸到工作臺(31)上的負(fù)載時，滾珠絲杠(8)繼續(xù)下行，當(dāng)副缸內(nèi)壓力升高達(dá)到順序閥(25)預(yù)設(shè)開啟壓力，副缸中的液壓油流入主缸中，實現(xiàn)低速增力壓制，在液壓機(jī)工作結(jié)束后，主缸體(23)開始上行時，順序閥(25)開啟，使副缸中液壓油排入主缸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無油泵交流伺服電機(jī)直驅(qū)式力控制增壓型液壓機(jī)，其特征在于，工作流程為:液壓機(jī)的初始狀態(tài)，滑塊即主缸體(23)的下端位于上死點的位置；液壓機(jī)滑塊快速下行狀態(tài)，交流伺服電機(jī)(I)正轉(zhuǎn)，使?jié)L珠絲杠(8 )下行，滾珠絲杠(8 )帶動橫向連桿(14)、拉桿(12)以及主缸體(23)下行，拉桿(12)和主缸體(23)的法蘭分離，大充液閥(28)、(32)給主缸充液壓油；液壓機(jī)工作行程開始的狀態(tài)即滑塊低速壓制狀態(tài)，滑塊即主缸體(23 )的下端接觸到工作臺(31)上的負(fù)載時，滾珠絲杠(8 )繼續(xù)下行，拉桿(12 )和主缸體(23)法蘭分離距離增大，副缸通過順序閥(25)給主缸充液壓油；液壓機(jī)工作行程結(jié)束狀態(tài)即滑塊回程起始狀態(tài)，液壓機(jī)工作行程結(jié)束時拉桿(12)和主缸體(23)法蘭分離距離達(dá)到最大，交流伺服電動機(jī)(I)反轉(zhuǎn)，滾珠絲杠(8)、橫向連桿(14)、拉桿(12)組成的整體上行，小沖液閥(24)開啟對副缸充液，拉桿(12)走完之前的與主缸體法蘭分離的距離后，止脫螺母(20)將主缸體(23)與拉桿(12)鏈接，此時主缸體(23)在拉桿(12)的帶動下以高速同步上行，此時小充液閥(24)關(guān)閉，大充液閥(28)、(32)反向開啟，主缸向油缸(27)排液，同時順序閥(25)開啟，使副缸中液壓油排入主缸，液壓機(jī)滑塊回程也是靠交流伺服電機(jī)直接驅(qū)動滾珠絲杠實現(xiàn)， 并且滑塊是在拉桿的帶動下上行至上死點的。
全文摘要
一種無油泵交流伺服電機(jī)直驅(qū)式力控制增壓型液壓機(jī)，采用滾珠絲杠的傳動機(jī)構(gòu)，交流伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動方式，把螺旋壓力機(jī)的飛輪傳動理論應(yīng)用到液壓機(jī)中，實現(xiàn)滾珠絲杠高速下行運動，液壓機(jī)滑塊快速下行和回程均是靠交流伺服電機(jī)直接驅(qū)動滾珠絲杠完成，使用主副復(fù)合增壓缸實現(xiàn)低速增力壓制，同時降低了沖壓驅(qū)動力，液壓閥、油箱、管路連接緊湊，主缸體與滑塊一體，大小充液閥浸入油箱中，快速下行和上行時，迅速反應(yīng)充液和排液，采用雙拉桿結(jié)構(gòu)與主缸體活動連接，實現(xiàn)柔性鍛壓及滑塊回程高速運動，本發(fā)明液壓機(jī)的傳動效率大大提高，滑塊定位精度高，快降及回程速度可達(dá)700mm/s，實現(xiàn)了壓力機(jī)的工作特性柔性可調(diào)、節(jié)能降耗。
文檔編號B21J9/14GK103143662SQ20131007340
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者范淑琴, 趙升噸, 張琦, 李旭, 陳超 申請人:西安交通大學(xué)