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一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统

阅读：1088发布：2020-07-31

IPRDB可以提供一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，主要包括液压泵、溢流阀、单向阀、三通流量控制阀、第一二通球阀、可调液阻、第二二通球阀、第三二通球阀、支撑阀、主液压缸和回程缸。在液压机超低速工进阶段，该电液控制系统始终有一路液压油经液压泵、单向阀、可调液阻和第二二通球阀进入回程缸，使得支撑阀在超低速工进阶段仍然能够维持一定的开口，避免因流量太小而出现时断时开的不稳定现象，保证液压机超低速运行的平稳性。主液压缸的进油路上配有三通流量控制阀，使得本发明能够在超低速工进阶段有效控制主液压缸的进油流量，从而保证液压机能够按照预先设定的位移-速度曲线或者位移-压制力曲线运行。，下面是一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，其特征在于：包括液压泵（1）、溢流阀（2）、单向阀（3）、三通流量控制阀、第一二通球阀（5）、可调液阻（6）、第二二通球阀（7）、第三二通球阀（8）、支撑阀（9）、主液压缸（10）和回程缸（12），液压泵（1）的出油口分别与溢流阀（2）的P口、单向阀（3）的进油口连通，溢流阀（2）的T口与液压机的油箱连通，单向阀（3）的出油口分别与三通流量控制阀的P口、可调液阻（6）的A口连通，三通流量控制阀的T口与所述油箱连通，三通流量控制阀的A口与第一二通球阀（5）的P口连通，第一二通球阀（5）的A口与主液压缸（10）连通，可调液阻（6）的B口与第二二通球阀（7）的P口连通，第二二通球阀（7）的A口与回程缸（12）连通，回程缸（12）与第三二通球阀（8）的A口连通，第三二通球阀（8）的P口与支撑阀（9）的P口连通，支撑阀（9）的T口与所述油箱连通。

2.根据权利要求1所述的一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，其特征在于：还包括第一压力传感器（13）、第二压力传感器（14）和位移传感器（15），所述第一压力传感器（13）与主液压缸（10）连通，第二压力传感器（14）与回程缸（12）连通，所述位移传感器（15）安装于主液压缸（10）上。

3.根据权利要求1或2所述的一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统能够用于：采集主液压缸（10）和回程缸（12）内的压力信号，采集主液压缸（10）的位移信号，控制第一二通球阀（5）、第二二通球阀（7）和第三二通球阀（8）的电磁铁通断，以及控制三通流量控制阀的开口大小。

4.根据权利要求3所述的一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，其特征在于：所述控制系统为PLC控制系统（17）。

5.根据权利要求4所述的一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，其特征在于：所述PLC控制系统（17）包括AI模块、DO模块和AO模块，所述AI模块分别与第一压力传感器（13）、第二压力传感器（14）、位移传感器（15）电连接，所述DO模块分别与第一二通球阀（5）、第二二通球阀（7）、第三二通球阀（8）电连接，所述AO模块与三通流量控制阀电连接。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，其特征在于：还包括人机界面（16），所述人机界面（16）与控制系统通过现场总线连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，其特征在于：所述三通流量控制阀为伺服比例阀（4）、比例阀或伺服阀。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，其特征在于：所述可调液阻（6）为手动节流阀、手动调速阀、比例节流阀或比例调速阀。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，其特征在于：所述支撑阀（9）为手动溢流阀或比例溢流阀。

说明书全文

一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统，特别是等温锻造液压机的超低速运行电液控制系统。

背景技术

[0002] 液压机，特别是等温锻造液压机，由于其特定的工况，通常需要超低速运行。由于在超低速工进阶段（可达0.001mm/s），回程缸的排液流量非常小，不足以使支撑阀维持一定的开口，从而导致支撑阀处于时断时开的不稳定状态，进而使得该工况下的主液压缸和滑块运行速度不平稳，破坏工件内部的晶粒流动规律，影响工件的成型质量。如何使得液压机在超低速工进阶段仍然能够稳定运行，是液压机电液控制系统设计，特别是等温锻造液压机电液控制系统设计中必须考虑的一个关键性因数。

发明内容

[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种能够有效实现液压机超低速稳定运行的电液控制系统。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：本发明液压机超低速稳定运行的电液控制系统包括液压泵、溢流阀、单向阀、三通流量控制阀、第一二通球阀、可调液阻、第二二通球阀、第三二通球阀、支撑阀、主液压缸和回程缸，液压泵的出油口分别与溢流阀的P口、单向阀的进油口连通，溢流阀的T口与液压机的油箱连通，单向阀的出油口分别与三通流量控制阀的P口、可调液阻的A口连通，三通流量控制阀的T口与所述油箱连通，三通流量控制阀的A口与第一二通球阀的P口连通，第一二通球阀的A口与主液压缸连通，可调液阻的B口与第二二通球阀的P口连通，第二二通球阀的A口与回程缸连通，回程缸与第三二通球阀的A口连通，第三二通球阀的P口与支撑阀的P口连通，支撑阀的T口与所述油箱连通。

[0005] 进一步地，本发明还包括第一压力传感器、第二压力传感器和位移传感器，所述第一压力传感器与主液压缸连通，第二压力传感器与回程缸连通，所述位移传感器安装于主液压缸上。

[0006] 进一步地，本发明还包括控制系统，所述控制系统能够用于：采集主液压缸和回程缸内的压力信号，采集主液压缸的位移信号，控制第一二通球阀、第二二通球阀和第三二通球阀的电磁铁通断，以及控制三通流量控制阀的开口大小。

[0007] 进一步地，本发明所述控制系统为PLC控制系统。

[0008] 进一步地，本发明所述PLC控制系统包括AI模块、DO模块和AO模块，所述AI模块分别与第一压力传感器、第二压力传感器、位移传感器电连接，所述DO模块分别与第一二通球阀、第二二通球阀、第三二通球阀电连接，所述AO模块与三通流量控制阀电连接。

[0009] 进一步地，本发明还包括人机界面，所述人机界面与控制系统通过现场总线连接。

[0010] 进一步地，本发明所述三通流量控制阀为伺服比例阀、比例阀或伺服阀。

[0011] 进一步地，本发明所述可调液阻为手动节流阀、手动调速阀、比例节流阀或比例调速阀。

[0012] 进一步地，本发明所述支撑阀为手动溢流阀或比例溢流阀。

[0013] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1.在液压机超低速工进阶段，始终有一路液压油经液压泵、单向阀、可调液阻和第二二通球阀进入回程缸，使得支撑阀在超低速工进阶段仍然能够维持一定的开口，避免因流量太小而出现时断时开的不稳定现象，保证液压机超低速运行的平稳性。

[0014] 2.主液压缸的进油路上配有三通流量控制阀，使得本发明能够在超低速工进阶段有效控制主液压缸的进油流量，进而控制主液压缸的运行速度，使得液压机按照预先设定的位移-速度曲线运行。

[0015] 3.主液压缸的进油路上配有三通流量控制阀，使得本发明在超低速工进阶段不仅能够实现速度控制，还能根据需要切换到压制力控制，使得液压机按照预先设定的位移-压制力曲线运行。

附图说明

[0016] 图1为本发明电液控制系统的一种实施方式的液压原理图。

[0017] 图2为本发明电液控制系统的一种实施方式的原理图。

[0018] 图3为图2所示的电液控制系统在超低速工进阶段的速度控制原理图。

[0019] 图4为图2所示的电液控制系统在超低速工进阶段的压制力控制原理图。

[0020] 图中：1.液压泵，2.溢流阀，3.单向阀，4.伺服比例阀，5.第一二通球阀，6.可调液阻，7.第二二通球阀，8.第三二通球阀，9.回程缸支撑阀，10.主液压缸，11.滑块，12.回程缸，13.第一压力传感器，14.第二压力传感器，15.位移传感器，16.人机界面，17.PLC控制系统。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。

[0022] 在本发明中，三通流量控制阀可以是伺服比例阀4、比例阀、伺服阀等中的一种。以下以三通流量控制阀为伺服比例阀4为例，来具体说明本发明电液控制系统的结构。

[0023] 参见图1，作为本发明电液控制系统的一种实施方式，本发明主要包括液压泵1、溢流阀2、单向阀3、伺服比例阀4、第一二通球阀5、可调液阻6、第二二通球阀7、第三二通球阀8、支撑阀9、主液压缸10和回程缸12。其中，液压泵1的出油口分别与溢流阀2的P口以及单向阀3的进油口连通，溢流阀2的T口连通液压机的油箱，单向阀3的出油口分别与伺服比例阀4的P口以及可调液阻6的A口连通，伺服比例阀4的B口堵死，伺服比例阀4的T口连通液压机的油箱，伺服比例阀4的A口与第一二通球阀5的P口连通，第一二通球阀5的A口与主液压缸10连通，可调液阻6的B口与第二二通球阀7的P口连通，第二二通球阀7的A口与回程缸12连通，回程缸12与第三二通球阀8的A口连通，第三二通球阀
8的P口与支撑阀9的P口连通，支撑阀9的T口连通液压机的油箱。在本发明中，可调液阻6可以是手动节流阀、手动调速阀、比例节流阀、比例调速阀等；支撑阀9可以是手动溢流阀、比例溢流阀等。

[0024] 参见图2，作为本发明的一种实施方式，电液控制系统还包括第一压力传感器13、第二压力传感器14和位移传感器15。其中，第一压力传感器13与主液压缸10连通，第二压力传感器14与回程缸12连通，位移传感器15安装于主液压缸10上。进一步地，本发明电液控制系统还包括控制系统，所述控制系统能够用于：采集主液压缸10和回程缸12内的压力信号，采集主液压缸10的位移信号，控制第一二通球阀5、第二二通球阀7和第三二通球阀8的电磁铁通断，以及控制伺服比例阀4的开口大小。具体地，所述控制系统可以是PLC控制系统17，进一步地，PLC控制系统17含有AI模块、DO模块和AO模块。使用时，可将PLC控制系统17的AI模块分别与第一压力传感器13、第二压力传感器14、位移传感器15电连接，PLC控制系统17的DO模块分别与第一二通球阀5、第二二通球阀7、第三二通球阀8电连接，PLC控制系统17的AO模块与伺服比例阀4电连接。作为本发明的优选实施方式，可将PLC控制系统17与人机界面16通过现场总线连接。

[0025] 参见图2，将本发明电液控制系统应用到液压机时，可将主液压缸10和回程缸12分别与液压机的滑块11固定连接在一起。

[0026] 工作时，本发明的主液压缸10内的压力可由安装在管路上的第一压力传感器13所测得，主液压缸10的位移可由安装在主液压缸10上的位移传感器15所测得，回程缸12内的压力可由安装在管路上的第二压力传感器14所测得，人机界面16主要负责输入和显示液压机的一些基本参数，它与PLC控制系统17之间通过现场总线进行通讯，PLC控制系统17主要负责液压机的动作控制、数据采集等工作。PLC控制系统17通过AI模块采集来自第一压力传感器13、第二压力传感器14的主液压缸10和回程缸12内的压力信号以及来自位移传感器15的主液压缸10的位移信号，PLC控制系统17通过DO模块控制第一二通球阀5、第二二通球阀7和第三二通球阀8的电磁铁通断，PLC控制系统17通过AO模块控制伺服比例阀4的开口大小。

[0027] 参见图1、图2，本发明电液控制系统的工作原理如下：在超低速工进阶段，PLC控制系统17通过DO模块控制第一二通球阀5、第二二通球阀
7和第三二通球阀8的电磁铁得电：液压油经液压泵1、单向阀3、伺服比例阀4、第一二通球阀5进入主液压缸10，驱动主液压缸10往下运行；回程缸12内的液压油经第三二通球阀
8、支撑阀9排回液压机的油箱；PLC控制系统17通过控制伺服比例阀4的开口大小来控制进入主液压缸10的流量，从而控制主液压缸10的运行速度。此外，在超低速工进阶段，还有一路液压油经液压泵1、单向阀3、可调液阻6和第二二通球阀7进入回程缸12。因此，在超低速工进条件下，回程缸12内仍然有一路连续的液压油经第三二通球阀8、支撑阀9排回液压机的油箱，使得支撑阀9在超低速工进条件下仍然能够维持一定的开口，避免因流量太小而出现时断时开的不稳定现象，保证液压机超低速运行的平稳性。

[0028] 参见图3，图2所示的电液控制系统在超低速工进阶段的速度控制原理如下：PLC控制系统17通过AI模块实时采集来自位移传感器15的主液压缸10的位移信号，并相应地计算出主液压缸10的当前速度信号，根据主液压缸10的当前位移信号和预先设定的位移-速度曲线查表得到当前的速度指令，将所得速度指令与主液压缸10的当前速度信号进行比较，得到主液压缸10的当前速度偏差，PLC控制系统17的速度控制器接收该速度偏差，并根据一定的控制算法（例如PID控制算法）计算出开口指令，根据该开口指令控制伺服比例阀4的开口大小，将经过伺服比例阀4的液压油的流量作为总的驱动流量去驱动主液压缸10，使得液压机按照预先设定的位移-速度曲线运行。

[0029] 参见图4，图2所示的电液控制系统在超低速工进阶段的压制力控制原理如下：PLC控制系统17通过AI模块实时采集分别来自第一压力传感器13、第二压力传感器
14的主液压缸10和回程缸12内的压力信号以及来自位移传感器15的主液压缸10的位移信号，并相应地计算出液压机的当前压制力，根据主液压缸10的当前位移信号和预先设定的位移-压制力曲线查表得到当前的压制力指令，将所得压制力指令与液压机的当前压制力比较，得到液压机的当前压制力偏差，PLC控制系统17的压制力控制器接收该压制力偏差，并根据一定的控制算法（例如PID控制算法）计算出开口指令，根据该开口指令控制伺服比例阀4的开口大小，将经过伺服比例阀4的液压油的流量作为总的驱动流量去驱动主液压缸10，使得液压机按照预先设定的位移-压制力曲线运行。

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