一种局部加载液压机的液压系统

摘要

一种局部加载液压机的液压系统，包括动力输出系统、第一加载系统及第二加载系统，动力输出系统和第三电磁换向阀的P口连接，第三电磁换向阀的A口和第一加载系统的第一电磁换向阀的P口连接；第三电磁换向阀的B口和第二加载系统连接的第二电磁换向阀11的P口连接；本发明可在一火加热中实现多道次、多局部加载步成形，在成形过程中连续变换加载区，并同时实现加载区主液压系统和未加载区液压系统功能变换，从而拓展成形设备能力，实现大于液压系统装机功率的成形能力。

权利要求

1.一种局部加载液压机的液压系统，包括动力输出系统、第一加载系统及第二加载系统，其特征在于：动力输出系统和第三电磁换向阀(9)的P口连接，第三电磁换向阀(9)的A口和第一加载系统的第一电磁换向阀(10)的P口连接；第三电磁换向阀(9)的B口和第二加载系统连接的第二电磁换向阀(11)的P口连接；

所述的动力输出系统包括高压液压泵(1)，高压液压泵(1)出油端分别与插装阀(2)的进油口、压力控制插装阀(3)的进油口连接，高压液压泵(1)的回油端和油箱(24)连通，插装阀(2)控制腔与插装阀(2)出油口连接后，并和第三电磁换向阀(9)的P口连接，压力控制插装阀(3)出油口连通油箱(24)，同时与调压阀(4)一端连接，并和第四电磁换向阀(5)的T口连接；压力控制插装阀(3)控制腔与调压阀(4)另一端连接，并接入第四电磁换向阀(5)的P口，第四电磁换向阀(5)的B口与第五比例溢流阀(6)串联；第四电磁换向阀(5)的中位P口与T口连通；第三电磁换向阀(9)的T口和溢流阀(7)、低压液压泵(8)的出油端连接，溢流阀(7)、低压液压泵(8)的回油端和油箱(24)连通；第三电磁换向阀(9)的中位P口与A口、B口连通；

所述的第一加载系统包括第一电磁换向阀(10)，第一电磁换向阀(10)的中位T口与A口、B口连通，第一电磁换向阀(10)的T口和油箱(24)连通，第一电磁换向阀(10)的A口和第一比例溢流阀(12)、第一单向阀(13)的一端连接，第一比例溢流阀(12)、第一单向阀(13)的另一端和第一液压缸(20)下腔连接；第一电磁换向阀(10)B口和第二单向阀(14)、第二比例溢流阀(15)的一端连接，第二单向阀(14)、第二比例溢流阀(15)的另一端和第一液压缸(20)上腔连接，第一液压缸(20)上腔入口连接有第一压力传感器(21)；

所述的第二加载系统包括第二电磁换向阀(11)，第二电磁换向阀(11)的中位T口与A口、B口连通，第二电磁换向阀(11)的T口和油箱(24)连通，第二电磁换向阀(11)的A口和第三比例溢流阀(16)、第三单向阀(17)的一端连接，第三比例溢流阀(16)、第三单向阀(17)的另一端和第二液压缸(23)下腔连接，第二电磁换向阀(11)的B口和第四比例溢流阀(19)、第四单向阀(18)的一端连接，第四比例溢流阀(19)、第四单向阀(18)的另一端和第二液压缸(23)上腔连接，第二液压缸(23)上腔入口处连接有第二压力传感器(22)。

2.根据权利要求1所述的一种局部加载液压机的液压系统，其特征在于：所述的第一加载系统和第一上模(25)对应，第二加载系统和第二上模(26)对应，第一上模(25)、第二上模(26)组成组合式上模，下模(28)为一个整体。

说明书

一种局部加载液压机的液压系统

技术领域

[0001] 本发明属于液压机液压系统技术领域，具体涉及一种局部加载液压机的液压系统。

背景技术

[0002] 局部加载成形可有效减少成形载荷、拓展构件成形尺寸范围、提高设备成形能力，是大型构件塑性成形的有效途径。然而成形过程中局部区域施加载荷、变换加载区，设备需对加载区需施加大的成形载荷，而对未加载区施加较小的约束载荷。目前双动液压机一般由主、辅两个液压系统，辅助液压系统提供的载荷较低，仅能向未加载区提供约束载荷，难以满足加载变形区的成形载荷，无法在变换加载区后提供相应的成形载荷。

[0003] 当液压机具有两个以上主液压系统的液压机，每个液压系统都可以对加载区提供较大的成形载荷，但是在变换加载区后，未加载区液压系统依旧提供加载区同样大小的成形载荷，超出约束载荷的部分造成浪费，而且设备成形能力和整体加载成形相当，无法实现局部加载成形大型构件的优越性。

[0004] 目前大型复杂构件局部加载成形通过调整模具结构、增加相应辅助装置在普通液压机上实现，每一局部加载步都需要调整更换模具，等温或热锻成形中需要多次冷却、加热，成形周期长、效率低，锻件多火加热影响组织性能。因此多采用一道次、两个局部加载步成形，极大地限制了局部加载成形在成形制造难变形材料大型复杂构件中的应用。

发明内容

[0005] 为了克服上述现有技术缺点，本发明的目的在于提供一种局部加载液压机的液压系统，可在一火加热中实现多道次、多局部加载步成形，在成形过程中连续变换加载区，并同时实现加载区主液压系统和未加载区液压系统功能变换，从而拓展成形设备能力，实现大于液压系统装机功率的成形能力。

[0006] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

[0007] 一种局部加载液压机的液压系统，包括动力输出系统、第一加载系统及第二加载系统，动力输出系统和第三电磁换向阀9的P口连接，第三电磁换向阀9的A口和第一加载系统的第一电磁换向阀10的P口连接；第三电磁换向阀9的B口和第二加载系统连接的第二电磁换向阀11的P口连接；

[0008] 所述的动力输出系统包括高压液压泵1，高压液压泵1出油端分别与插装阀2的进油口、压力控制插装阀3的进油口连接，插装阀2控制腔与插装阀2出油口连接后与第三电磁换向阀9的P口连接，压力控制插装阀3出油口连通油箱24，同时与调压阀4一端连接，并和第四电磁换向阀5的T口连接；压力控制插装阀3控制腔与调压阀4另一端连接，并接入第四电磁换向阀5的P口，第四电磁换向阀5的B口与第五比例溢流阀6串联；第四电磁换向阀5的中位P口与T口连通；第三电磁换向阀9的T口和溢流阀7、低压液压泵8的出油端连接；第三电磁换向阀9的中位P口与A口、B口连通；

[0009] 所述的第一加载系统包括第一电磁换向阀10，第一电磁换向阀10的中位T口与A口、B口连通，第一电磁换向阀10的T口和油箱24连通，第一电磁换向阀10的A口和第一比例溢流阀12、第一单向阀13的一端连接，第一比例溢流阀12、第一单向阀13的另一端和第一液压缸20下腔连接；第一电磁换向阀10的B口和第二单向阀14、第二比例溢流阀15的一端连接，第二单向阀14、第二比例溢流阀15的另一端和第一液压缸20上腔连接，第一液压缸20上腔入口连接有第一压力传感器21；

[0010] 所述的第二加载系统包括第二电磁换向阀11，第二电磁换向阀11的中位T口与A口、B口连通，第二电磁换向阀11的T口和油箱24连通，第二电磁换向阀11的A口和第三比例溢流阀16、第三单向阀17的一端连接，第三比例溢流阀16、第三单向阀17的另一端和第二液压缸23下腔连接，第二电磁换向阀11的B口和第四比例溢流阀19、第四单向阀18的一端连接，第四比例溢流阀19、第四单向阀18的另一端和第二液压缸23上腔连接，第二液压缸23上腔入口出连接有第二压力传感器22。

[0011] 所述的第一加载系统和第一上模25对应，第二加载系统和第二上模26对应，第一上模25、第二上模26组成组合式上模，下模28为一个整体。

[0012] 本发明的有益效果为：

[0013] 本发明采用多道次、多局部加载步成形的方法，连续变换加载区，对加载变形区施加较大的成形载荷，而对未加载区施加较小的约束载荷。该液压系统可以直接对不同液压缸不同工作阶段的压力进行调控，以保证不同液压缸达到不同加载区所需的压力，并且在液压缸保持约束压力时可以防止液压缸内压力的突变，可在成形过程中，实现一火加热内多次变换局部加载区域，得到大于相同装机功率下整体加载成形的成形能力。

附图说明

[0014] 图1为本发明实施例的液压系统示意图。

[0015] 图2为本发明实施例未加载区的上模约束间隙示意图。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图对本发明做详细描述。

[0017] 参照图1，一种局部加载液压机的液压系统，包括动力输出系统、第一加载系统及第二加载系统，动力输出系统和第三电磁换向阀9的P口连接，第三电磁换向阀9的A口和第一加载系统的第一电磁换向阀10的P口连接；第三电磁换向阀9的B口和第二加载系统连接的第二电磁换向阀11的P口连接；

[0018] 所述的动力输出系统包括高压液压泵1，高压液压泵1出油端分别与插装阀2的进油口、压力控制插装阀3的进油口连接，插装阀2控制腔与插装阀2出油口连接后，与第三电磁换向阀9的P口连接，压力控制插装阀3出油口连通油箱24，同时与调压阀4一端连接，并和第四电磁换向阀5的T口连接；压力控制插装阀3控制腔与调压阀4另一端连接，并接入第四电磁换向阀5的P口，第四电磁换向阀5的B口与第五比例溢流阀6串联；第四电磁换向阀5的中位P口与T口连通；第三电磁换向阀9的T口和溢流阀7、低压液压泵8的出油端连接；第三电磁换向阀9的中位P口与A口、B口连通；

[0019] 高压液压泵1与低压液压泵8为系统提供动力，其中高压液压泵1为工件提供高压的变形载荷，低压液压泵8为工件提供低压的约束载荷；插装阀2防止液压油从系统流回高压液压泵1，压力控制插装阀3与调压阀4组合，通过设定调压阀4压力限制系统最高压力，压力控制插装阀3与第四电磁换向阀5跟第五比例溢流阀6组合，通过调整第五比例溢流阀6压力调整系统工作压力；第三电磁换向阀9控制高压液压泵1液压油的流向，第三电磁换向阀9接入中位时向两液压缸同时供油；接入左位时只向第一液压缸20供油；接入右位时只向第二液压缸23供油。

[0020] 所述的第一加载系统包括第一电磁换向阀10，第一电磁换向阀10的中位T口与A口、B口连通，第一电磁换向阀10的T口和油箱24连通，第一电磁换向阀10的A口和第一比例溢流阀12、第一单向阀13的一端连接，第一比例溢流阀12、第一单向阀13的另一端和第一液压缸20下腔连接；第一电磁换向阀10的B口和第二单向阀14、第二比例溢流阀15的一端连接，第二单向阀14、第二比例溢流阀15的另一端和第一液压缸20上腔连接，第一液压缸20上腔入口连接有第一压力传感器21；

[0021] 第一液压缸20工作时压制工件对应的局部受载区域，在液压机工作中，第一液压缸20连接的活动横梁上安装工件成形所需第一上模25，第一电磁换向阀10控制第一液压缸20的进油与回油，接入中位时第一液压缸20上下腔都停止进油，接入左位时第一液压缸20下腔进油上腔回油，接入右位时第一液压缸20上腔进油下腔回油，第一单向阀13控制第一液压缸20下腔的单向进油，第二单向阀14控制第一液压缸20上腔的单向进油，第一比例溢流阀12调定第一液压缸20下腔回油压力，第二比例溢流阀15调定第一液压缸20上腔回油压力，第一压力传感器21测量第一液压缸20上腔的压力。

[0022] 所述的第二加载系统包括第二电磁换向阀11，第二电磁换向阀11的中位T口与A口、B口连通，第二电磁换向阀11的T口和油箱24连通，第二电磁换向阀11的A口和第三比例溢流阀16、第三单向阀17的一端连接，第三比例溢流阀16、第三单向阀17的另一端和第二液压缸23下腔连接，第二电磁换向阀11的B口和第四比例溢流阀19、第四单向阀18的一端连接，第四比例溢流阀19、第四单向阀18的另一端和第二液压缸23上腔连接，第二液压缸23上腔入口出连接有第二压力传感器22；

[0023] 第二液压缸23工作时压制工件对应的局部受载区域，在液压机工作中，第二液压缸23连接的活动横梁上安装工件成形所需第二上模26，第二电磁换向阀11控制第二液压缸23的进油与回油，接入中位时第二液压缸23上下腔都停止进油，接入左位时第二液压缸23下腔进油上腔回油，接入右位时第二液压缸23上腔进油下腔回油，第三单向阀17控制第二液压缸23下腔的单向进油，第四单向阀18控制第二液压缸23上腔的单向进油，第三比例溢流阀16调定第二液压缸23下腔回油压力；第四比例溢流阀19调定第二液压缸23上腔回油压力，第二压力传感器22测量第二液压缸23上腔的压力。

[0024] 本发明工作原理为：

[0025] 本发明采用多道次、多局部加载步成形的方法，该液压系统可以直接对不同液压缸不同工作阶段的压力进行调控，以保证不同液压缸达到不同加载区所需的压力。在一火加热中连续变换加载区，对加载区施加较大的成形载荷，而对未加载区施加较小的约束载荷。

[0026] 在本实施例中，依照工件局部加载变形量要求设置加载道次数n，每一加载道次设置两个局部加载步，根据成形特征，第一液压缸20作为第一加载步，第二液压缸23作为最后一道加载步。

[0027] 在本实施例中，动力输出系统提供最大10000kN的载荷，其中高压液压泵1可提供最大8000kN的载荷，同时低压液压泵8可提供最大2000kN的载荷。

[0028] (1)快速下行：

[0029] 当高压液压泵1启动后，电磁铁1YA、6YA、8YA通电，第一电磁换向阀10与第二电磁换向阀11右位接入系统，两液压缸上腔进油，下腔液压油流回油箱；第一比例溢流阀12、第二比例溢流阀15、第三比例溢流阀16与第四比例溢流阀19压力调低，两液压缸上腔可快速进油，下腔可迅速回油；第四电磁换向阀5下位接入系统，压力控制插装阀3控制腔与第五比例溢流阀6相连，压力控制插装阀3被打开且控制腔压力由第五比例溢流阀6调定压力决定，快速下行阶段第五比例溢流阀6压力调低，高压液压泵1泵出的液压油为低压，两液压缸活塞杆可以同时快速下行。

[0030] (2)慢速下行：

[0031] 当两液压缸活塞杆下行至一定高度，第五比例溢流阀6、第一比例溢流阀12与第三比例溢流阀16压力升高，第五比例溢流阀6压力调高至系统工作压力，高压液压泵1泵输出的液压油压力升高，两液压缸下腔压力升高，活塞杆下降速度减慢，慢速接近工件，到一定高度停止下降。在本实施例中，当两活塞杆带动的两上模下表面距工件表面高度为c时电磁铁1YA断电，第四电磁换向阀5接入中位，压力控制插装阀3控制腔直接连接油箱24，高压液压泵1液压油经压力控制插装阀3直接流回油箱24卸荷，液压油停止进入系统，两液压缸停止进出液压油，两活塞杆停止下降。

[0032] (3)第一局部加载步：

[0033] 实施本加载道次中的第一加载步，电磁铁1YA、3YA通电，第三电磁换向阀9接入左位，高压液压泵1仅向第一液压缸20供油，而低压液压泵8仅向第二液压缸23供油。

[0034] 第一液压缸20压力逐渐升高并且缓缓下行；第二液压缸23保持不动，对应上模和工件表面形成约束间隙c；第三比例溢流阀16与第四比例溢流阀19压力升高，第二液压缸23上腔持续进油，下腔停止进出液压油。

[0035] 参照图2，所述的液压系统的约束间隙c，下模28保持整体，而上模由第一上模25与第二上模26两模块组成，第一上模25是第一加载系统对应上模，第二上模26是第二加载系统对应上模。图中所示的是所述液压系统第一局部加载步过程示意，第一局部加载步中第一上模25正在对受载工件27施加成形载荷，而第二上模26对受载工件27仅施加约束载荷，第二上模26与受载工件27之间的距离c即为约束间隙c。

[0036] 第二液压缸23上腔保持约束压力最高可至2000kN，根据实际需求可通过调整第四比例溢流阀19压力改变第二液压缸23上腔的约束压力，在本实施例中为2000kN。当第二压力传感器22检测到第二液压缸23上腔压力至约束压力，电磁铁8YA断电，第二电磁换向阀11接入中位，第二液压缸23停止进出液压油，第二液压缸23保持约束压力。

[0037] 第一液压缸20活塞杆持续下行，第一比例溢流阀12压力逐渐降低，第二比例溢流阀15压力逐渐升高，液压油继续进入第一液压缸20上腔，第一液压缸20压力逐渐升高，在本实施例中，第一液压缸20保持成形压力最高可至8000kN，根据实际需求可通过调整第二比例溢流阀15压力改变第一液压缸20的成形压力，在本实施例中为8000kN。当第一液压缸20达到该道次压下量后电磁铁1YA、6YA断电，第一电磁换向阀10接入中位，第一液压缸20停止进出液压油，高压液压泵1液压油经压力控制插装阀3直接流回油箱24卸荷，液压油停止进入系统，第一比例溢流阀12压力升高，第一液压缸20保压。

[0038] 若第二液压缸23保持约束压力过程中，当第二压力传感器22检测到第二液压缸23上腔压力下降，则电磁铁8YA通电，低压液压泵8通过第三电磁换向阀9、第二电磁换向阀11及第四单向阀18向第二液压缸23上腔补油，当压力重新达到约束压力后电磁铁8YA断电。

[0039] (4)第一局部加载步完成：

[0040] 第一液压缸20达到该道次压下量一段时间之后电磁铁4YA、5YA通电，第三电磁换向阀9接入右位，第一电磁换向阀10接入左位，低压液压泵8仅向第一液压缸20下腔供油，第二比例溢流阀15压力调低，上腔液压油经第一电磁换向阀10直接流回油箱，活塞杆向上抬升，带动活动横梁向上抬升，使第一上模25与工件之间产生距离为c的约束间隙后，第二比例溢流阀15压力升高，活塞杆保持位置不动。

[0041] (5)第二局部加载步：

[0042] 实施本加载道次中的第二加载步，电磁铁1YA、4YA、6YA、8YA通电，第三电磁换向阀9接入右位，高压液压泵1仅向第二液压缸23供油，而低压液压泵8仅向第一液压缸20供油。

[0043] 第二液压缸23压力逐渐升高并且缓缓下行；第一比例溢流阀12压力升高，第一液压缸20上腔持续回油，下腔停止进出液压油，当第一液压缸20上腔保持约束压力最高可至2000kN，根据实际需求可通过调整第二比例溢流阀15压力改变第一液压缸20上腔的约束压力，在本实施例中为2000kN。当第一压力传感器21检测到第一液压缸20上腔压力至约束压力，电磁铁6YA断电，第一电磁换向阀10接入中位，第一液压缸20停止进出液压油，第一液压缸20保持约束压力。

[0044] 第一液压缸20活塞杆持续下行，第三比例溢流阀16压力逐渐降低，第四比例溢流阀19逐渐升高，液压油继续进入第二液压缸23上腔，第二液压缸23压力逐渐升高，第二液压缸23保持成形压力最高可至8000kN，根据实际需求可通过调整第四比例溢流阀19压力改变第二液压缸23的成形压力，在本实施例中为8000kN。当第二液压缸23达到该道次压下量后电磁铁1YA、8YA断电，第二电磁换向阀11接入中位，第二液压缸23停止进出液压油，高压液压泵1液压油经压力控制插装阀3直接流回油箱24卸荷，液压油停止进入系统，第三比例溢流阀16压力升高，第二液压缸23保压。

[0045] 若第一液压缸20保持约束压力过程中，当第一压力传感器21检测到第一液压缸20上腔压力下降，则电磁铁6YA通电，低压液压泵8通过第三电磁换向阀9、第一电磁换向阀10及第二单向阀14向第一液压缸20上腔补油，当压力重新达到约束压力后电磁铁6YA断电。

[0046] (6)第二局部加载步完成：

[0047] 第二液压缸23达到该道次压下量一段时间之后电磁铁3YA、7YA通电，第三电磁换向阀9接入左位，低压液压泵8仅向第二液压缸23供油，第二电磁换向阀11接入左位，第四比例溢流阀19压力调低，第二液压缸23下腔进油，上腔液压油经第二电磁换向阀11直接流回油箱，活塞杆向上抬升，带动活动横梁向上抬升，使第二上模26与受载工件27之间产生距离为c的约束间隙后，第四比例溢流阀19压力升高，活塞杆保持位置不动，此时第二液压缸23带动的第二上模26与第一液压缸20带动的第一上模25处于同一水平高度。

[0048] (7)加载道次变换：

[0049] 若加载道次已达n次则直接进行步骤(8)。

[0050] 若加载道次不达n次则重复步骤(3)至(6)直至加载道次为n次。

[0051] (8)保压精整：

[0052] 若加载道次完成之后不需要保压精整则直接进行步骤(9)。

[0053] 若加载道次完成之后需要保压精整，则进行保压精整过程后进行步骤(9)。

[0054] 在本实施例中，依据加工要求，受载工件27需要保压。电磁铁1YA、6YA、8YA通电，电磁铁3YA、7YA断电，高压液压泵1同时向两液压缸上腔供油，两液压缸活塞缸同步下降，当活塞杆碰到受载工件27时，液压油继续进入两液压缸上腔，当两液压缸活塞杆下降距离d后，第二比例溢流阀15与第四比例溢流阀19压力逐渐升高，保压压力最高可至8000kN，根据实际需求可通过调整第二比例溢流阀15及第四比例溢流阀19压力改变保压压力，在本实施例中为8000kN。当两液压缸上腔达到保压压力，第一比例溢流阀12及第三比例溢流阀16压力升高，电磁铁1YA、6YA断电，两液压缸停止进出液压油，高压液压泵1液压油经压力控制插装阀3直接流回油箱24卸荷，液压油停止进入系统，两液压缸保压。

[0055] (9)快速返回：

[0056] 在本实施例中，当快速回程时，电磁铁2YA、5YA、7YA通电，电磁铁3YA断电，第四电磁换向阀5接入上位，压力控制插装阀3关闭，高压液压泵1的液压油全部进入系统，第三电磁换向阀9接入中位，高压液压泵1同时向两液压缸供油，液压油经高压液压泵1、插装阀2、第三电磁换向阀9、第一电磁换向阀10及第二电磁换向阀11进入第一液压缸20与第二液压缸23下腔；第一比例溢流阀12、第二比例溢流阀15、第三比例溢流阀16与第四比例溢流阀19压力调低，两液压缸下腔可快速进油，上腔可迅速回油；第一液压缸20与第二液压缸23上腔液压油经过第一电磁换向阀10及第二电磁换向阀11流回油箱24，两液压缸活塞杆快速返回。