钢管校直机数控电液比例系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型的钢管校直机数控电液比例系统，包括上油箱下方的油缸和数控系统，上油箱与油缸之间设有充液阀，所述油缸的无杆腔通过第一压力传感器与数控系统连接，油缸的有杆腔通过拉线式编码器与数控系统连接；数控系统的输出端分别连接电液比例换向单元和比例压力调节单元,本实用新型的数控电液比例系统采用比例压力阀对系统在不同工况下的压力进行精确调定，压力设定及显示在数控面板上进行操作；采用电液比例换向阀对工作油缸的方向及速度进行精确调控，从而实现主缸的快下、快慢速平稳切换、压制、卸压、返程、微动；可对执行元件速度、位置、压力进行精确控制、随时监测、随时调节；速度、压力切换时动作平稳，冲击小。
【专利说明】钢管校直机数控电液比例系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数控系统，具体涉及一种钢管校直机数控电液比例系统。
【背景技术】
[0002]目前，输气管道的需求量日益增长，输气管道的质量要求也更加严格。数控钢管校直机是输送油、气直缝钢管生产线必备的专用设备，其主要用于对直线度欠佳的长圆管进行校直，以改善长圆管直线度，使之达到有关标准或使用要求。
[0003]数控钢管校直机是一种数控电液比例大型设备，机械设备由固定工作台、移动横梁及主油缸、上下校直模具、输送辊道、旋转辊道等部分组成，机械设备的各部分由相应的液压系统和电气系统完成相应的控制。
[0004]现有的数控钢管校直机在校直钢管时定位不精确，速度的控制精度不高，校直不同规格钢管时压力控制精度也不高，导致机床在工作时动作不平稳，速度、压力过渡时冲击较大，位置重复精度不高。
实用新型内容
[0005]本实用新型针对现有技术中存在的问题，提供一种钢管校直机数控电液比例系统。
[0006]本实用新型的钢管校直机数控电液比例系统，包括上油箱及其下方与其连通的油缸，上油箱与油缸之间设有充液阀，该油缸的无杆腔通过第一压力传感器与数控系统连接，油缸的有杆腔通过拉线式编码器与数控系统连接；数控系统的输出端分别连接电液比例换向单元和比例压力调节单元。
[0007]所述数控系统连接有外部数据输入系统。
[0008]所述电液比例换向单元包括与第一油泵电机连接的电液比例换向阀及其放大板，油缸的无杆腔和有杆腔分别与电液比例换向阀连接。
[0009]在所述第一油泵电机与电液比例换向阀的连接油路上设有比例压力调节单元，其是由第一压力插件、比例压力阀及其放大板、第一压力盖板组成的控制回路；第一压力插件与下油箱连接，电液比例换向阀与下油箱连接。
[0010]所述有杆腔与电液比例换向阀之间的油路上设有快慢速切换单元，其包括串联的方向单元和节流单元，与节流单元并联的压力单元；所述方向单元为由方向插件、二位三通电磁阀、第一控制盖板组成的控制回路；节流单元为由节流插件、第二控制盖板、第一二位四通电磁阀组成的控制回路；压力单元为由第二压力插件、第二压力盖板组成的控制回路；方向插件的输入端与有杆腔连接，方向插件的输出端分别与节流插件和第二压力插件连接。
[0011]所述方向插件上设有第一直动式溢流阀。
[0012]所述电液比例换向单元连接有控制油路保压单元，该控制油路保压单元包括依次连接的第二油泵电机、第二直动式溢流阀、蓄能器和第二压力传感器。[0013]所述第二直动式溢流阀与充液阀连接。
[0014]所述第二直动式溢流阀与充液阀之间的油路上设有第二二位四通电磁阀。
[0015]所述第二油泵电机与第二直动式溢流阀之间的油路上设有单向阀，第二油泵电机与单向阀的油路上设有电磁溢流阀。
[0016]本实用新型相对现有技术具有以下优点:
[0017]1、本实用新型的数控电液比例系统采用比例压力阀对系统在不同工况下的压力进行精确调定，压力设定及显示在数控面板上进行操作；采用电液比例换向阀对工作油缸的方向及速度进行精确调控，从而实现主缸的快下、快慢速平稳切换、压制、卸压、返程、微动；可对执行元件速度、位置、压力进行精确控制、随时监测、随时调节；速度、压力切换时动作平稳，冲击小。
[0018]2、本实用新型的数控电液比例系统主要控制油路采用单独控制，无冲击卸荷，使系统中的液压元件能够平稳工作，大大提高了系统的可靠性和稳定性。
[0019]3、本实用新型的数控电液比例系统响应速度快、通油能力大、液流阻力小、系统发热小、噪声小、泄漏少。
[0020]4、本实用新型的数控电液比例系统结构简单、灵敏度高、性能可靠运行平稳。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型的工作原理图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本实用新型的钢管校直机数控电液比例系统做进一步的详细说明。
[0024]如图1所示的钢管校直机数控电液比例系统，油缸I的无杆腔11通过第一压力传感器3与数控系统2连接，油缸I的有杆腔12通过拉线式编码器4与数控系统2连接；数控系统2的输出端分别连接电液比例换向单元5和比例压力调节单元6 ;数控系统2连接有外部数据输入系统14。
[0025]如图2所示的钢管校直机数控电液比例系统，包括上油箱9及其下方与其连通的油缸1，上油箱9与油缸I之间设有充液阀10 ；电液比例换向单元5包括与第一油泵电机52连接的电液比例换向阀51及其放大板，油缸I的无杆腔11和有杆腔12分别与电液比例换向阀51连接；第一油泵电机52和第二油泵电机81分别与下油箱19连接。
[0026]在第一油泵电机52与电液比例换向阀51的连接油路上设有比例压力调节单元6，其是由第一压力插件61、比例压力阀62及其放大板、第一压力盖板63组成的控制回路；有杆腔12与电液比例换向阀51之间的油路上设有快慢速切换单元7，其包括串联的方向单元71和节流单元72，与节流单元72并联的压力单元73 ;方向单元71为由方向插件711、二位三通电磁阀712、第一控制盖板713组成的控制回路；第一压力插件61与下油箱19连接，电液比例换向阀51与下油箱19连接；节流单元72为由节流插件721、第二控制盖板722、第一二位四通电磁阀723组成的控制回路；压力单元73为由第二压力插件731、第二压力盖板732组成的控制回路；方向插件711的输入端与有杆腔12连接，方向插件711的输出端分别与节流插件721和第二压力插件731连接；方向插件711上设有第一直动式溢流阀714。
[0027]电液比例换向单元5连接有控制油路保压单元8,该控制油路保压单元8包括依次连接的第二油泵电机81、第二直动式溢流阀84、蓄能器82和第二压力传感器83 ;第二直动式溢流阀84与充液阀10连接；第二直动式溢流阀84与充液阀10之间的油路上设有第二二位四通电磁阀13 ;第二油泵电机81与第二直动式溢流阀84之间的油路上设有单向阀85，第二油泵电机81与单向阀85的油路上设有电磁溢流阀86。
[0028]第一油泵电机52由电机、油泵组成，为系统在不同工况时提供了动力；第二油泵电机81由电机、油泵组成，为控制油路提供动力；比例压力调节单元6，与数控系统结合能实现在不同要求下实现不同的压力，并且能实时监测压力进行调整；控制油路保压单元8，为控制油路提供稳定的压力，从而使电液比例换向阀51、充液阀10性能保持在最佳工作状态；电液比例换向阀51，通过对电液比例换向阀51的输入信号控制，可实现对执行元件速度、位置精确控制，调节由于压力、速度突变引起的冲击，使机床定位准确，动作平稳，位置重复精度高；快慢速切换单元7，实现下行快速慢速的切换；充液阀7，快速下行提供大流量的液压油。
[0029]具体工作过程如下:
[0030]1.快下
[0031 ] 油缸I快下时有杆腔12液压油经过方向插件711、节流插件721、电液比例换向阀51流回下油箱19，由于油缸无杆腔11油流不存在阻力，油缸I完全靠自重快速下行。油缸无杆腔11由于形成真空，充液阀10自吸打开，大量液压油通过充液阀10进入无杆腔11。与以往普通阀相比，普通阀组成的系统在快下时阀心全部开启，快下速度不能调节，影响系统的稳定性，而数控电液比例系统可以调节电液比例换向阀51的输入信号改变快下速度，以满足机床的要求，而速度是通过拉线式编码器4来检测，检测到的数据反馈给数控系统2与设定的值进行比较，通过调节电液比例换向阀51输入信号精确的达到设定值。
[0032]2.快慢速切换后进入工进
[0033]油缸I快下撞到快慢速切换限位17，节流插件721关闭，油缸有杆腔12液压油经过方向插件711、第二压力插件731、电液比例换向阀51流回下油箱19。第一油泵电机52提供的压力油经电液比例换向阀51进入油缸无杆腔11，此时充液阀10复位关闭，液压油推动油缸I下行，进入工进状态。
[0034]快慢速切时，给入电液比例换向阀51输入信号线性减小，阀芯开口逐渐变小，以使快慢速切换动作平稳、液压冲击小。
[0035]3.保压
[0036]模具15挨上工件后，进行压制，油缸无杆腔11压力上升，压力达到第一压力传感器3的设定值时，比例压力阀62、电液比例换向阀51断电，系统开始保压。在保压过程中，如果无杆腔11压力由于内泄压力降低，第一压力传感器3把信号反馈给数控系统2，数控系统2经过处理给比例压力阀62、电液比例换向阀51信号，第一油泵电机52继续给油缸无杆腔11供油，使压力保持在第一压力传感器3所设定的压力。
[0037]4.卸压
[0038]本系统是通过电液比例换向阀51卸掉无杆腔11压力，给电液比例换向阀51给入一定信号，电液比例换向阀51处于右位,这时油缸无杆腔通过电液比例换向阀51与下油箱19相通，使无杆腔11压力逐步得到释放，避免返程时由于压力突然释放造成液压冲击。
[0039]5.返程
[0040]校直机有两种返程方式:一为压力返程；二为位置返程。压力返程:压上钢管当无杆腔11压力达到第一压力传感器3的设定压力时开始保压，保压完成后，第一压力传感器3发出信号执行返程动作。位置返程:通过拉线式编码器4检测行程位置，当达到设定的行程，执行返程动作，通过拉线式编码器4与电液比例换向阀51相配合，每次位置误差不超过
0.05mmo
[0041]卸压完成后，第一油泵电机52提供的压力油通过电液比例换向阀51、节流插件721、方向插件711进入油缸有杆腔12。由于蓄能器82提供一定的压力油通过第二二位四通电磁阀13进入充液阀10的控制口，充液阀10打开，这样无杆腔11液压油大部分通过充液阀10流回上油箱9，只有一小部分通过电液比例换向阀51流回下油箱19，油缸I开始返程。
[0042]6.蓄能器补液及作用
[0043]蓄能器补液:蓄能器82的压力是通过第二压力传感器83检测，当压力低于第二压力传感器83设定下限SMpa时，第二油泵电机81提供高压油对蓄能器82进行补液，当补液使蓄能器82压力达到第二压力传感器83设定上限14Mpa，第二油泵电机81卸荷，补液完成，使蓄能器82保持一定的压力。
[0044]蓄能器作用:为电液比例换向阀51的控制口提供恒定压力，使电液比例换向阀51工作时性能保持最佳状态；为打开常闭充液阀10提供动力。
[0045]本发明提供的上述数控钢管校直机电液比例系统，能实现系统无冲击卸荷，可对执行元件速度、位置、压力精确控制，响应速度快、重复定位精度、结构紧凑、性能可靠运行平稳。
【权利要求】
1.钢管校直机数控电液比例系统，包括上油箱(9)及其下方与其连通的油缸(1)，上油箱(9)与油缸(I)之间设有充液阀(10)，其特征在于:该油缸(I)的无杆腔(11)通过第一压力传感器(3)与数控系统(2)连接，油缸(I)的有杆腔(12)通过拉线式编码器(4)与数控系统(2)连接；数控系统(2)的输出端分别连接电液比例换向单元(5)和比例压力调节单元(6)。
2.如权利要求1所述的钢管校直机数控电液比例系统，其特征在于:所述数控系统(2)连接有外部数据输入系统(14)。
3.如权利要求1或2所述的钢管校直机数控电液比例系统，其特征在于:所述电液比例换向单元(5)包括与第一油泵电机(52)连接的电液比例换向阀(51)及其放大板，油缸(I)的无杆腔(11)和有杆腔(12 )分别与电液比例换向阀(51)连接。
4.如权利要求3所述的钢管校直机数控电液比例系统，其特征在于:在所述第一油泵电机(52)与电液比例换向阀(51)的连接油路上设有比例压力调节单元(6)，其是由第一压力插件(61)、比例压力阀(62)及其放大板、第一压力盖板(63)组成的控制回路；第一压力插件(61)与下油箱(19)连接，电液比例换向阀(51)与下油箱(19)连接。
5.如权利要求4所述的钢管校直机数控电液比例系统，其特征在于:所述有杆腔(12)与电液比例换向阀(51)之间的油路上设有快慢速切换单元(7 )，其包括串联的方向单元(71)和节流单元(72)，与节流单元(72)并联的压力单元(73);所述方向单元(71)为由方向插件(711)、二位三通电磁阀(712 )、第一控制盖板(713)组成的控制回路；节流单元(72 )为由节流插件(721)、第二控制盖板(722)、第一二位四通电磁阀(723)组成的控制回路；压力单元(73)为由第二压力插件(731)、第二压力盖板(732)组成的控制回路；方向插件(711)的输入端与有杆腔(12)连接，方向插件(711)的输出端分别与节流插件(721)和第二压力插件(731)连接。
6.如权利要求5所述的钢管校直机数控电液比例系统，其特征在于:所述方向插件(711)上设有第一直动式溢流阀(714)。
7.如权利要求5或6所述的钢管校直机数控电液比例系统，其特征在于:所述电液比例换向单元(5)连接有控制油路保压单元(8)，该控制油路保压单元(8)包括依次连接的第二油泵电机(81)、第二直动式溢流阀(84)、蓄能器(82)和第二压力传感器(83)。
8.如权利要求7所述的钢管校直机数控电液比例系统，其特征在于:所述第二直动式溢流阀(84)与充液阀(10 )连接。
9.如权利要求8所述的钢管校直机数控电液比例系统，其特征在于:所述第二直动式溢流阀(84)与充液阀(10)之间的油路上设有第二二位四通电磁阀(13)。
10.如权利要求9所述的钢管校直机数控电液比例系统，其特征在于:所述第二油泵电机(81)与第二直动式溢流阀(84)之间的油路上设有单向阀(85)，第二油泵电机(81)与单向阀(85)的油路上设有电磁溢流阀(86)。
【文档编号】F15B21/02GK203685776SQ201320795158
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】杨辅国, 刘民祥, 李延科, 张怀德, 王飞义 申请人:天水锻压机床(集团)有限公司