液壓緩沖系統(tǒng)以及包括該液壓緩沖系統(tǒng)的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓緩沖系統(tǒng)以及一種包括該液壓緩沖系統(tǒng)的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓緩沖系統(tǒng)目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，特別是與沖壓單元配合使用，可以發(fā)揮液壓系統(tǒng)的特點。
[0003]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的與沖壓單元I配合使用的液壓緩沖系統(tǒng)2的液壓示意圖，該液壓緩沖系統(tǒng)2包括:液壓缸3、比例閥4、蓄能器5、主泵單元6、過濾和冷卻單元7、油箱8以及運動和力控制器9。
[0004]該液壓緩沖系統(tǒng)2的工作過程如下:
[0005]I)在初始狀態(tài)，液壓缸3的活塞桿10借助于主泵單元6被提升到期望高度；
[0006]2)狀態(tài)1:在沖壓單元I的沖壓(或其他類型的加工)過程中，沖壓單元I使上模具(沖頭)11向下運動，以沖壓位于活塞桿10的頂端處的下模具12上的待加工的工件。同時，液壓缸3的活塞桿10會被動地向下移動，活塞桿10下方的腔室內(nèi)的液壓油被活塞桿10擠壓通過比例閥4流向油箱8，從而控制上模具11與下模具12之間的壓力。沖壓力可通過運動和力控制器9控制比例閥4來控制。
[0007]3)狀態(tài)2:主泵單元6和蓄能器5將活塞桿10提升到初始狀態(tài)時的位置，以便為下一次的沖壓過程做好準(zhǔn)備。
[0008]主泵單元6在上述三個狀態(tài)下均充注蓄能器5。過濾和冷卻單元7在整個工作過程中始終工作，以保持液壓油的清潔和溫度。
[0009]在狀態(tài)I下，能量以活塞桿10運動的方式由沖壓單元I輸入液壓緩沖系統(tǒng)2中，且部分轉(zhuǎn)換為通過比例閥4的熱量。該熱量最終由油箱表面以及過濾和冷卻單元7中的冷卻器消散。該部分能量在整個能量消耗中占了顯著比例。
[0010]在狀態(tài)I下產(chǎn)生的熱量需要由冷卻器消散，否則會影響液壓油的特性并最終會使液壓緩沖系統(tǒng)2產(chǎn)生故障。然而，該冷卻過程需要消耗大的能量驅(qū)動液壓油循環(huán)通過過濾和冷卻單元7。
[0011]在狀態(tài)2下，主泵單元6在蓄能器5儲存的能量下共同將活塞桿10提升到初始狀態(tài)時的高度，從而轉(zhuǎn)換為重力勢能的形式，該重力勢能將在下一周期的狀態(tài)I時失去。
[0012]可以看出，液壓緩沖系統(tǒng)2中的能量消耗主要集中在冷卻、過濾和重力勢能的恢復(fù)方面。例如，一種典型的液壓緩沖系統(tǒng)在狀態(tài)I下具有大約200kW的輸入功率。在狀態(tài)
I下，幾乎所有輸入功率被轉(zhuǎn)化為液壓油的熱量。在狀態(tài)2下，需要大約40kW的功率將活塞桿10提升到期望高度。因此，主泵單元6的能量消耗僅是沖壓單元I施加的能量的大約20%o
[0013]由此可見，在沖壓加工過程中，輸入能量沒有得到有效的回收和再利用，能效較低。
[0014]如上所述，液壓緩沖系統(tǒng)2的過濾和冷卻單元7配備有泵，泵使液壓油從油箱8循環(huán)通過過濾和冷卻單元7并返回油箱8，經(jīng)過過濾和冷卻單元7后，液壓油溫度下降，雜質(zhì)被濾除，最終使從油箱8向其他液壓部件供給的液壓油的溫度合適并保持清潔。
[0015]然而，目前的過濾和冷卻單元需要配備單獨的泵來實現(xiàn)液壓油的循環(huán)流動，這需要額外的能量消耗，從而進(jìn)一步降低了整個液壓緩沖系統(tǒng)的能效。
[0016]因此，迫切需要改進(jìn)目前的液壓緩沖系統(tǒng)，以使整個液壓緩沖系統(tǒng)工作更為高效和節(jié)能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的是提供一種具有高的能量利用效率的液壓緩沖系統(tǒng)以及一種相應(yīng)的設(shè)備。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種液壓緩沖系統(tǒng)，包括:油箱；液壓缸，其適于接收外來作用力；主泵單元，其與所述液壓缸液壓耦合且適于從所述油箱抽吸液壓油；輔助泵單元，其與所述液壓缸液壓耦合且適于從所述油箱抽吸液壓油，用于在液壓緩沖系統(tǒng)起動時使所述液壓缸處于準(zhǔn)備好接收外來作用力的初始位置；蓄能器，其液壓連接在所述液壓缸與所述主泵單元之間以及所述液壓缸與所述輔助泵單元之間，以用于蓄存經(jīng)所述主泵單元和所述輔助泵單元加壓的液壓油；和液壓馬達(dá)，其與所述主泵單元傳動連接，且與所述液壓缸液壓耦合，當(dāng)所述液壓缸內(nèi)的液壓油在外來作用力下被擠壓流過所述液壓馬達(dá)時，所述液壓馬達(dá)被驅(qū)動并帶動所述主泵單元轉(zhuǎn)動，以充注所述蓄能器。
[0019]優(yōu)選地，所述液壓緩沖系統(tǒng)還包括:和過濾和冷卻單元，其包括泵單元，且適于通過所述泵單元從所述油箱抽吸液壓油，以過濾和冷卻液壓油；和/或比例閥，其液壓連接在所述液壓缸與所述液壓馬達(dá)之間，以便控制液壓油從所述液壓缸流向所述液壓馬達(dá)的流量；和控制器，其與所述液壓缸、所述比例閥以及所述液壓馬達(dá)連接，以便控制液壓緩沖系統(tǒng)的工作特性。
[0020]優(yōu)選地，所述比例閥還液壓連接在所述液壓缸與所述蓄能器之間，且在所述蓄能器與所述比例閥之間設(shè)有單向閥，以便僅允許液壓油從所述蓄能器經(jīng)由所述比例閥向所述液壓缸方向流動；和/或在所述主泵單元與所述蓄能器之間設(shè)有單向閥，以便僅允許液壓油從所述主泵單元向所述蓄能器方向流動；和/或在所述輔助泵單元與所述蓄能器之間設(shè)有單向閥，以便僅允許液壓油從所述輔助泵單元向所述蓄能器方向流動。
[0021]優(yōu)選地，所述液壓緩沖系統(tǒng)還包括:能量緩存器，其與所述液壓馬達(dá)傳動連接，以用于儲存所述液壓缸內(nèi)的液壓油在外來作用力下被擠壓流過所述液壓馬達(dá)時所釋放的能量。
[0022]優(yōu)選地，所述過濾和冷卻單元的泵單元與所述液壓馬達(dá)或所述主泵單元傳動連接。
[0023]優(yōu)選地，所述液壓缸包括:缸體、適于在所述缸體內(nèi)密封地滑動的活塞以及與所述活塞連接的活塞桿，所述活塞桿適于接收外來作用力；和/或所述液壓馬達(dá)與所述主泵單元同軸連接而能夠一起轉(zhuǎn)動；和/或所述能量緩存器與所述液壓馬達(dá)同軸連接而能夠一起轉(zhuǎn)動；和/或所述過濾和冷卻單元的泵單元與所述液壓馬達(dá)或所述主泵單元同軸連接而能夠一起轉(zhuǎn)動。
[0024]優(yōu)選地，在所述缸體中限定出位于活塞的第一側(cè)的第一密閉腔室和位于活塞的相反的第二側(cè)的第二密閉腔室，其中，當(dāng)所述活塞桿受到外來作用力而使所述活塞移動時，所述第一腔室的容積增大，所述第二腔室的容積減小，以將液壓油從第二腔室擠出；和設(shè)有液壓連接到第一腔室的第一液壓管路和液壓連接到第二腔室的第二液壓管路，所述第一液壓管路和第二液壓管路均與所述蓄能器液壓連接；和所述活塞的第一側(cè)的受力面積小于第二側(cè)的受力面積，當(dāng)向第一腔室和第二腔室供給相同壓力的液壓油時，所述第二腔室的容積增大，所述第一腔室的容積減小，從而使所述活塞桿從所述缸體向外移動。
[0025]優(yōu)選地，所述能量緩存器是飛輪；和/或所述液壓馬達(dá)是變量式液壓馬達(dá)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了一種在工作時產(chǎn)生需要吸收的能量的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備配備有如上所述的液壓緩沖系統(tǒng)，所述液壓緩沖系統(tǒng)用于吸收所述能量。
[0027]優(yōu)選地，所述設(shè)備是壓機(jī)，所述壓機(jī)包括沖壓單元，所述沖壓單元具有安裝在所述液壓缸上的下模具以及與所述下模具配合使用的上模具，所述上模具適于向下運動，以沖壓位于所述下模具上的待加工的工件。
[0028]本發(fā)明通過液壓馬達(dá)利用沖壓單元輸入的能量來驅(qū)動液壓緩沖系統(tǒng)的主泵單元以及過濾和冷卻單元，從而能夠循環(huán)利用能量，提高了能量利用效率，降低了熱量的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0029]下面，通過參看附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，可以更好地理解本發(fā)明的原理、特點和優(yōu)點。附圖包括:
[0030]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的與沖壓單元配合使用的液壓緩沖系統(tǒng)的示意圖。
[0031]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的與沖壓