一种大、中型锻造油压机的油泵蓄势器动力传输系统

摘要

一种大、中型锻造油压机的《油泵蓄势器动力传输系统》，包括锻造油压机，锻造油压机与高压油泵及高压油蓄势器同时连接，达到通过高压油泵和高压油蓄势器共同驱动之目的；或锻造油压机通过两位三通电液转换阀与高压油泵及高压油蓄势器同时连接，组成《双重动力传输系统》，即《油泵蓄势器动力传输系统》和《油泵直接动力传输系统》并存且可随时切换，达到既能通过高压油泵和高压油蓄势器共同进行驱动，又能实现高压油泵直接单独驱动之目的。本发明具有初次建设投资低、装机容量小、能源消耗低、泵站占地面积小、运行成本低等诸多优点。本发明既可引领大、中型锻造油压机动力传输系统采用《油泵蓄势器动力传输系统》的设计方向，又可用于将现在运行的众多采用《油泵直接动力传输系统》的锻造油压机改造为《油泵蓄势器动力传输系统》，以便取得多方面经济效益。

权利要求

1.一种大、中型锻造油压机的油泵蓄势器动力传输系统，包括锻造油压机(1)，其特征在于：锻造油压机(1)与高压油泵(2)及高压油蓄势器(3)同时连接；

压下工作行程无建压过程，压力决定于蓄势器压力；压下工作速度快，它取决于锻件的阻抗力，能达到100mm/s以上。

2.一种大、中型锻造油压机的双重动力传输系统，其特征在于：包括锻造油压机(1)，锻造油压机(1)通过两位三通电液转换阀(4)与高压油泵(2)及高压油蓄势器(3)同时连接，其中两位三通电液转换阀(4)的切换决定高压油蓄势器(3)是否与锻造油压机(1)及高压油泵(2)连接；

当切换至高压油蓄势器(3)与锻造油压机(1)及高压油泵(2)不连接时，为油泵直接动力传输系统；压机的吨位可提高到油压机本体设计允许的最高值，具体吨位取决于高压油泵的压力设定值；压下工作速度恒定，取决于投入高压油泵的总流量；

当切换至高压油蓄势器(3)与锻造油压机(1)及高压油泵(2)连接时，则为油泵蓄势器动力传输系统，二者组成双重动力传输系统，即油泵蓄势器动力传输系统和油泵直接动力传输系统并存且可随时切换。

说明书

一种大、中型锻造油压机的油泵蓄势器动力传输系统

技术领域

[0001] 本发明属于锻压机械技术领域，具体涉及一种大、中型锻造油压机的油泵蓄势器动力传输系统。

背景技术

[0002] 上世纪四、五十年代，大、中型锻造液压机绝大多数采用《水泵蓄势器动力传输系统》，故称锻造水压机，延续使用至今。大、中型锻造水压机的动力传输系统只能是《水泵蓄势器动力传输系统》，该类锻造水压机由水压机、高压水泵、高压水蓄势器等三大部分主要组成。因高压水泵需减速器实现主轴低速(200r/min上下)，重量、体积、占地面积均很大。若只用高压水泵(无高压水蓄势器)来进行锻造水压机的动力传输，则为实现相同的压机压下工作速度，所需足够台数的高压水泵占地面积太大。上世纪六、七十年代，中国曾研制成功了高速(无减速器)轻型高压水泵，效率高、体积小、占地面积小，使只在10MN上下的小型锻造水压机实现了水泵直接动力传输。但由于此泵维修量大等原因，限制了其推广，因此便放弃了在大、中型锻造水压机中采用《水泵直接动力传输系统》的努力。锻造水压机的《水泵蓄势器动力传输系统》被大量使用至今，其存在的主要缺点如下：首次建设投资大；
泵站占地面积较大；装机容量较大；因高压水泵的总效率低，空转运行时间长，故浪费能源多；自动控制锻件尺寸精度和与锻造操作机联动的难度较大；但传输介质价格低，不担心传输介质燃烧等问题是它的优点。

[0003] 20世纪下半叶以来，随着油压技术及其元件的飞速发展，锻造液压机采用无高压油蓄势器的《油泵直接动力传输系统》越来越多，但由于以往多种客观条件限制，各国均未见在压下工作行程时采用《油泵蓄势器动力传输系统》。单一《油泵直接动力传输系统》的缺点和存在的技术问题如下：每次压下工作行程及回程均需从充液压力(0.4～0.8MPa)开始建压过程，升压至需要的压力(最高达31.5MPa或更高些，由阻抗力决定)，延长了每次循环时间，浪费电能，其转换成热能后加快了系统的温升；压下工作行程速度较慢，它取决于高压油泵的总流量，一般只能达到80mm/s上下，要想提高此速度就得增加高压油泵的数量；大流量的高压油泵台数多，大型电动机空载运行，消耗电能大，浪费能源；装机容量太大；泵站占地面积大；移动工作台的油缸还需另外的小流量直接动力传输系统，不但增加了控制难度，更大的问题是压机动梁压下偏载时产生侧向力，使移动工作台移位，给切割(剁料)、错移及扭转等工序的作业增加难度；众多高压油泵维修保养工作量大；运行成本高；停电时需要有切实可行的防火措施，以防万一，但难度很大。

[0004] 近年来随着高压罐品种增加、工艺成熟及价格降低；高压油位检测、显示及自动控制技术的可靠性得到解决(可做到油磁钢浮筒在油中永不下沉)；小型系列制氮机和液氮等氮气源容易选用或获取；充氮增压技术成熟易行等四方面的技术发展，为《油泵蓄势器动力传输系统》的推广提供了物质前提条件。

发明内容

[0005] 为克服上述现有九方面技术缺点和所存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种锻造油压机的《油泵蓄势器动力传输系统》，它与《水泵蓄势器动力传输系统》相比具有首次建设投资低、装机容量小、泵站占地面积小、运行成本低等优点；而与《油泵直接动力传输系统》相比则克服了上述八方面的现有技术缺陷和所存在的技术问题。

[0006] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

[0007] 一种大、中型锻造油压机的《油泵蓄势器动力传输系统》，包括锻造油压机(1)，锻造油压机(1)与高压油泵(2)及高压油蓄势器(3)同时连接。

[0008] 另一种大、中型锻造油压机的《双重动力传输系统》，包括锻造油压机(1)，锻造油压机(1)通过两位三通电液转换阀(4)与高压油泵(2)及高压油蓄势器(3)同时连接，组成《双重动力传输系统》，即《油泵蓄势器动力传输系统》和《油泵直接动力传输系统》并存且可随时切换。

[0009] 本发明的有益效果是：

[0010] 油压机的动力传输系统采用《双重动力传输系统》，集《油泵蓄势器动力传输系统》和《油泵直接动力传输系统》并存的优点于一身：

[0011] 1、装机容量小；

[0012] 2、泵站占地面积小；

[0013] 3、运行成本低。

[0014] 当切换到《油泵蓄势器动力传输系统》时：

[0015] 4、压下工作行程无建压过程，压力决定于蓄势器压力，避免了每次升压时延长的循环时间和电能浪费；

[0016] 5、压下工作速度快，它取决于锻件的阻抗力，能达到100mm/s以上；

[0017] 6、高压油泵台数少，压机停止后，先往高压油罐供油，待高压油罐达到最高油位时，电动机才空载运行，消耗电能少，节约能源；

[0018] 7、移动工作台的油缸不需另外增设小流量直接动力传输系统，压机动梁压下偏载产生侧向力时，移动工作台不移位，剁料等作业易操作；

[0019] 8、高压油泵维修保养工作量少；

[0020] 9、电网停电时，因高压油罐存有的高压油做为动力，可尽快将热锻件移出压机，以防火灾；

[0021] 当切换到《油泵直接动力传输系统》时：

[0022] 10、压机的吨位可提高到油压机本体设计允许的最高值，具体吨位取决于高压油泵的压力设定值；

[0023] 11、压下工作速度恒定，取决于投入高压油泵的总流量，便于锻件尺寸自动检测和控制，达到锻件尺寸精度要求。同时，为更准确与锻造操作机联动创造条件。

[0024] 本发明更广泛的积极效果是：

[0025] 1、《油泵蓄势器动力传输系统》将引领大、中型自由锻造液压机动力传输系统的发展方向，它既优于《水泵蓄势器动力传输系统》，又克服了《油泵直接动力传输系统》的缺点，必要时也可组成《双重动力传输系统》，效果更佳。在大、中型自由锻造液压机动力传输系统的设计方案选择和老压机技术改造时，应优先考虑。

[0026] 2、其它工艺用途如模锻、挤压、冲压等大、中型液压机的动力传输系统的设计方案选择，多数也应首先考虑采用《油泵蓄势器动力传输系统》或《双重动力传输系统》，与《油泵直接动力传输系统》及《水泵蓄势器动力传输系统》比较，基本同上述自由锻造液压机中的比较。

[0027] 3、目前众多正在使用中的自由锻造油压机绝大多数采用的是《油泵直接动力传输系统》，因此都存在着前述《油泵直接动力传输系统》的缺点和技术问题。仅从节约能源、降低运行成本出发，也应考虑增加高压油蓄势器，系统较小的只用1个高压油罐；较大的用1～3个高压油罐和多个高压氮气罐。将它们改造成为《油泵蓄势器动力传输系统》或《双重动力传输系统》的可行性和必要性需根据液压机具体情况进行具体分析。

附图说明

[0028] 图1是锻造油压机采用《油泵蓄势器动力传输系统》示意图。

[0029] 图2是锻造油压机采用《双重动力传输系统》示意图。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图对本发明进行详细说明：

[0031] 参照图1，一种大、中型锻造油压机的《油泵蓄势器动力传输系统》，包括锻造油压机(1)，锻造油压机(1)与高压油泵(2)及高压油蓄势器(3)同时连接。

[0032] 本发明的工作原理为：

[0033] 锻造油压机(1)采用高压油泵(2)和高压油蓄势器(3)共同驱动，组成《油泵蓄势器动力传输系统》。

[0034] 以120MN自由锻造液压机的三种设计方案为例，进行高压泵和高压蓄势器的两项比较，说明本发明的优势：

[0035] 系统压力均31.5MPa，常锻次数：6 1/min，最大工作行程275mm，最大工作行程速度100mm/s，回程400mm，回程速度250mm/s。

[0036] 1、120MN自由锻造水压机采用《水泵蓄势器动力传输系统》：

[0037] 高压水泵的数量8台，每台流量1m3/min，电机功率710KW，装机容量5680KVA，占地2
面积224m；

[0038] 高压水蓄势器需4m3高压水罐4台，4m3高压气罐10台，占地面积90m2；

[0039] 两项现价格约980万元，两项占地面积314m2。

[0040] 2、120MN自由锻造油压机采用《油泵直接动力传输系统》：

[0041] 高压油泵的数量68台，每台流量0.35m3/min，电机功率200KW，装机容量2
13600KVA，现价格408万元，占地面积660m；

[0042] 3、120MN自由锻造油压机采用《油泵蓄势器动力传输系统》：

[0043] 高压油泵的数量22台，每台流量0.35m3/min，电机功率200KW，装机容量4400KVA，2
占地面积213m；

[0044] 高压油蓄势器需4m3高压油罐4台，4m3高压气罐4台，占地面积35m2；

[0045] 两项现价格372万元，两项占地面积248m2。

[0046] 综上所述，在同等技术要求下进行高压泵和高压蓄势器的两项比较，第3方案即120MN自由锻造油压机《油泵蓄势器动力传输系统》的价格最低、占地面积最小、装机容量最少。就三种方案的液压机总体而言，该方案的性价比最高。

[0047] 参照附图2，一种大、中型锻造油压机的《双重动力传输系统》，包括锻造油压机(1)，锻造油压机(1)通过两位三通电液转换阀(4)与高压油泵(2)及高压油蓄势器(3)同时连接，组成《双重动力传输系统》，即《油泵蓄势器动力传输系统》和《油泵直接动力传输系统》并存且可随时切换。

[0048] 本发明的工作原理为：

[0049] 锻造油压机(1)通过两位三通电液转换阀(4)与高压油泵(2)及高压油蓄势器(3)同时连接共同驱动，组成《油泵蓄势器动力传输系统》，并可通过两位三通电液转换阀(4)切换成《油泵直接动力传输系统》，由高压油泵(2)单独驱动。

[0050] 以60/80MN自由锻造油压机的动力传输系统为成功实例，说明本发明是切实可行的。

[0051] 60/80MN自由锻造油压机的动力传输系统采用了《双重动力传输系统》，即《油泵蓄势器动力传输系统》和《油泵直接动力传输系统》并存，可由压机司机操作右手柄控制两位三通电液转换阀(4)随意转换。

[0052] 在60MN时采用《油泵蓄势器动力传输系统》的参数：

[0053] 系统压力28MPa，常锻次数5～12 1/min，最大工作行程80mm，最大工作行程速度3
100mm/s，回程150mm，回程速度250mm/s；现场配置：4m高压油罐1台，高压油泵的数量11
3
台，每台流量0.35m/min，电机功率200KW，装机容量2200KVA。

[0054] 在80MN时采用油泵直接动力传输系统的参数：

[0055] 系统压力35.8MPa，只用于镦粗工序，最大工作行程速度由进口高压油泵的数量决定，现暂用两台进口高压油泵，后期根据工艺需要再增加进口高压油泵，最后确定最大工作行程速度。

[0056] 该泵站总体占地面积540m2(24m X 22.5m)，现场只有这样小的固定面积，因此也只有采用《油泵蓄势器动力传输系统》或《双重动力传输系统》才可容纳。事实证明该压机占地面积小，投资小，装机容量最少，运行成本低，在现场多种限制情况下最大程度地满足了用户的需求。