一种剪板机及其液压系统的制作方法

本发明属于液压系统技术领域，更具体地说，涉及一种剪板机及其液压系统。

背景技术

剪板机(英文名称：plateshears；guillotineshear)属于锻压机械中的一种，是用一个刀片相对另一刀片作往复直线运动剪切板材的机器。剪板机借助于运动的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂分离。目前，剪板机产品广泛适用于航空、轻工、冶金、化工、建筑、船舶、汽车、电力、电器、装潢等行业，提供所需的专用机械和成套设备。

剪板机分为机械式剪板机和液压式剪板机，其中液压剪板机采用液压传动，使机器工作时平稳，噪声小，安全可靠，可以进行单次连续剪切，剪板厚度相对于机械传动也较厚，因此，液压剪板机主要用于大规格剪板的快速剪切。其中，液压系统是剪板机的重要动力系统，其结构的不同直接关系到剪板机的剪切结构，液压系统的复杂性、稳定性及其系统温度直接影响到剪板机的操作和工作效率。

经检索，目前关于剪板机液压系统改进的专利已有较多公开。如，中国专利申请号为201721794909.4的申请案公开了一种剪板机液压系统，该申请案的液压系统油泵出油口一路通过油管连接压料油缸的上油腔；油泵出油口另一路通过油管连接方向阀插装阀的进油口，方向阀插装阀出油口通过油管连接左油缸上油腔，左油缸下油腔通过油管连接右油缸上油腔，右油缸下油腔通过油管连接油泵的出油口；右油缸下油腔与油泵出油口之间的油管设有蓄能的蓄能器，方向阀插装阀的控制口通过第二两位四通电磁阀与油箱连接；剪板机液压系统还包括溢流阀插装阀。该申请案通过对剪板机液压系统的改进，提高了钢板剪切后的表面质量，剪切厚钢板时无肉眼可见的凹痕和变形，剪切精度也相应提高。

又如，中国专利申请号为201410415397.0的申请案公开了一种剪板机液压系统，该申请案的剪板机液压系统，包括液压泵组、系统压力控制块、压料缸控制阀块、数个压料缸、主液压缸控制阀块和一对主液压缸，液压泵组的输出端分别与系统压力控制块、压料缸控制阀块输入端、主液压缸控制阀块输入端相连，系统压力控制块输出端通油箱，压料缸控制阀块输出端分别与数个压料缸后腔相连，主液压缸控制阀块输出端与一对主液压缸后腔相连，一对主液压缸活塞杆端头分别与刀架上侧相连。该申请案中在剪切力的不断增大时，数个压料缸均处于保压状态；处于保压状态的压料缸油压不再增高，压料力不再增大，被剪板料表面会不会产生压痕，提高了被剪板料的表面质量。

但现有技术中通过同一套剪板机液压系统来控制剪切缸和压料缸的动作时，通常只能实现单一的刀架剪切回程动作，压料缸和剪切油缸一起回程，机床动作性能相对较差，加工效率低。同时，现有技术中通过液压系统控制剪切缸下行运动时，上刀片在快到达工件时速度仍然较快，对剪板机和刀片产生的冲击作用较大，从而影响剪板机及刀片的使用寿命。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有剪板机液压系统存在的以上不足，提供了一种剪板机及其液压系统。本发明通过对剪板机的液压系统进行优化设计，从而可以有效提高剪板机的加工效率，并有效减轻机床的振动和保护刀片，有利于延长刀片的寿命。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种剪板机的液压系统，包括油箱、剪切缸、压料缸、第一油泵、第二油泵、第一电液换向阀、第二电液换向阀、第一蓄能器和第二蓄能器，其中第一油泵的出油口和第二油泵的出油口分别通过管道与第一电液换向阀的p口、第二电液换向阀的p口、剪切缸的下腔、压料缸的下腔及第一蓄能器和第二蓄能器相连，第一电液换向阀的a口通过第一液控单向阀与剪切缸的上腔相连，其b口直接通过管道与剪切缸的上腔相连；第二电液换向阀的a口通过第二液控单向阀与压料缸的上腔相连，其b口直接通过管道与压料缸的上腔相连；所述第一蓄能器还与压料缸的下腔相连，第二蓄能器与剪切缸的下腔相连。

更进一步的，所述的剪切缸包括第一剪切缸和第二剪切缸，第一剪切缸和第二剪切缸的下腔通过管道相连。

更进一步的，所述的压料缸包括第一压料缸和第二压料缸，第一压料缸和第二压料缸的下腔通过管道相连。

更进一步的，所述第一液控单向阀、第二液控单向阀及第一电液换向阀的t口和第二电液换向阀的t口均与油箱相连。

更进一步的，所述第一油泵的出油口管道及第二油泵的出油口管道上分别设有第一直通单向阀、第二直通单向阀。

更进一步的，所述第一油泵及第二油泵分别与不同的电机驱动相连，且第一油泵采用高压泵，第二油泵采用低压泵。

更进一步的，所述第一蓄能器和第二蓄能器的进油管路上均设有高压球阀和压力计。

更进一步的，所述第一油泵的出油口通过管道与第一电磁溢流阀相连，第二油泵的出油口通过管道与第二电磁溢流阀相连，第一电磁溢流阀、第二电磁溢流阀均为常开型电磁溢流阀，且其遥控口均直通油箱。

更进一步的，所述第一油泵的出油口及第二油泵的出油口均通过管道与压力表开关、耐震压力表及压力继电器相连。

本发明的一种剪板机，包括上述液压系统。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种剪板机的液压系统，摒弃了以往传统剪板机液压系统的弊端，实现了压料缸的单独动作，通过两个油泵电机组的配合，可实现快速压料、快速下行、慢速剪切过程、低压充液过程，根据需要控制两组油缸的动作，并通过电器控制液压阀，从而可实现剪切缸与压料缸的同时或先后顺序回程，增加了机床的动作性能，大大提高了工作效率。

(2)本发明的一种剪板机的液压系统，通过两个高低压两组油泵电机的合理切换，实现剪切缸的快下，慢下，在上刀片快接近板料的时候，转为慢下，有效的减小了机身的震动，由于靠近刀口靠近时速度减慢，因此有效的保护了刀片，延长了刀片的使用寿命。

(3)本发明的一种剪板机的液压系统，通过不同液控单向阀的设置来实现剪切缸与压料缸的分开回油，且通油量大，有利于实现快速回程；本发明直接通过一个低压泵来实现压料缸的回程，由于回程缸径小，一个泵返程可以满足回程缸的快速回程，再由于返程压力小，由低压泵供油可减少油路冲击。另外，由于低压泵的电机功率比高压泵的电机功率小，降底了噪声与能耗。

(4)本发明的一种剪板机的液压系统，传统技术中通常是通过增加一个调压阀来设定充液压力，而本发明直接通过一个低压泵工作即能实现充油，既减少了成本，又降低了能耗。

(5)本发明的一种剪板机，通过对其液压系统进行优化设计，从而一方面可实现剪切缸与压料缸的同时或先后顺序回程，增加了机床的动作性能，大大提高了工作效率，另一方面能够实现剪切缸的快下，慢下，从而有效的减小了机身的震动，有利于保护刀片，延长刀片的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种剪板机的液压系统的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1-1、第一油泵；1-2、第二油泵；2、电机；3-1、第一电磁溢流阀；3-2、第二电磁溢流阀；4-1、第一电液换向阀；4-2、第二电液换向阀；5、压力表开关；6、耐震压力表；7、高压球阀；8-1、第一剪切缸；8-2、第二剪切缸；9-1、第一液控单向阀；9-2、第二液控单向阀；10-1、第一压料缸；10-2、第二压料缸；11、第一蓄能器；12、第二蓄能器；13、压力继电器；14-1、第一直通单向阀；14-2、第二直通单向阀；15、油箱。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，现结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。

实施例1

针对现有剪板机液压系统存在的不足，本实施例通过对液压系统的结构进行优化设计，利用高低压油泵电机组的配合，一方面能够实现剪切缸与压料缸的同时或先后顺序回程，另一方面通过双泵合并供油给剪切缸进行快速下行，再通过yv2失电，进行单泵供油慢速高压下行剪切，从而能够有效保护剪板机因快速剪切而产生的冲击，有利于延长剪切刀片的使用寿命，同时也提高了剪切断面的质量。

具体的，如图1所示，本实施例的一种剪板机的液压系统，包括油箱15、剪切缸、压料缸、第一油泵1-1、第二油泵1-2、第一电液换向阀4-1、第二电液换向阀4-2、第一蓄能器11和第二蓄能器12，其中第一油泵1-1的出油口和第二油泵1-2的出油口分别通过管道与第一电液换向阀4-1的p口、第二电液换向阀4-2的p口、剪切缸的下腔、压料缸的下腔及第一蓄能器11和第二蓄能器12相连，第一电液换向阀4-1的a口通过第一液控单向阀9-1与剪切缸的上腔相连，其b口直接通过管道与剪切缸的上腔相连；第二电液换向阀4-2的a口通过第二液控单向阀9-2与压料缸的上腔相连，其b口直接通过管道与压料缸的上腔相连；所述第一蓄能器11还与压料缸的下腔相连，第二蓄能器12与剪切缸的下腔相连，且第一蓄能器11和第二蓄能器12的进油管路上均设有高压球阀7和压力计。所述第一液控单向阀9-1、第二液控单向阀9-2及第一电液换向阀4-1的t口和第二电液换向阀4-2的t口均与油箱相连。

上述第一油泵1-1的出油口管道及第二油泵1-2的出油口管道上分别设有第一直通单向阀14-1、第二直通单向阀14-2，且第一油泵1-1及第二油泵1-2分别与不同的电机2驱动相连，其中第一油泵1-1采用高压泵，第二油泵1-2采用低压泵。所述第一油泵1-1的出油口通过管道与第一电磁溢流阀3-1相连，第二油泵1-2的出油口通过管道与第二电磁溢流阀3-2相连，第一电磁溢流阀3-1、第二电磁溢流阀3-2均为常开型电磁溢流阀，且其遥控口均直通油箱15。本实施例中第一油泵1-1的出油口及第二油泵1-2的出油口还均通过管道与压力表开关5、耐震压力表6及压力继电器13相连。

本实施例的剪切缸包括第一剪切缸8-1和第二剪切缸8-2，第一剪切缸8-1和第二剪切缸8-2的下腔通过管道相连，其上腔一方面均通过管道直接与第一电液换向阀4-1的b口相连，另一方面分别通过一个第一液控单向阀9-1与第一电液换向阀4-1的a口相连。本实施例的压料缸包括第一压料缸10-1和第二压料缸10-2，第一压料缸10-1和第二压料缸10-2的下腔通过管道相连，其上腔均与第二液控单向阀9-2及第二电液换向阀4-2的b口相连。

启动上述液压系统，本实施例的一种剪板机的液压控制剪板工艺，其剪板工艺包括如下过程：

(1)压料缸下：

启动两个电机油泵组，yv1、yv2、yv6均得电，此时第一电磁溢流阀3-1、第二电磁溢流阀3-2均起普通溢流阀作用，第二电液换向阀4-2的右位接入油路，第一油泵1-1和第二油泵1-2供出的油液经第一直通单向阀14-1、第二直通单向阀14-2、第二电液换向阀4-2进入压料缸的上腔(第一油泵1-1供出的油液经第一直通单向阀14-1和第二电液换向阀4-2进入压料缸的上腔，第二油泵1-2供出的油液经第二直通单向阀14-2和第二电液换向阀4-2进入压料缸的上腔)，推动压料缸活塞快速下行，快速下行过程中压料缸上腔会产生一定的真空，由于大气压的作用通过第二液控单向阀9-2从油箱15补充油液，压料缸下腔的油液直接进入第一蓄能器11中作为回程的弹性势能储存；

(2)剪切缸快下：

压料缸压下后，压力继续升高，当达到压力继电器13的设定压力时，压力继电器13中的微动开关接通电气系统，电气系统动作，yv1、yv2、yv6和yv4均得电，第一电液换向阀4-1右位接入油路，第一油泵1-1和第二油泵1-2供出的油液经第一直通单向阀14-1、第二直通单向阀14-2、第一电液换向阀4-1进入剪切缸的上腔(第一油泵1-1供出的油液经第一直通单向阀14-1和第一电液换向阀4-1进入剪切缸的上腔，第二油泵1-2供出的油液经第二直通单向阀14-2和第一电液换向阀4-1进入剪切缸的上腔)，推动活塞快速下行，快速下行过程中油缸上腔会产生一定的真空，由于大气压的作用通过第一液控单向阀9-1从油箱15补充，剪切缸下腔的油液直接进入第二蓄能器12中作为回程的弹性势能储存；

(3)剪切缸慢下：

快下过程中，到达变速点时，触点sq2给电气系统信号，电气系统动作，yv1、yv6、yv4得电，yv2失电，此时第一电磁溢流阀3-1的遥控口接入油箱15，起卸荷阀作用，第二电磁溢流阀3-2依然起普通溢流阀作用，保证系统压力的稳定，第一油泵1-1供出的油液全部经第一电磁溢流阀3-1返回油箱，第二油泵1-2供出的油液一方面经第二直通单向阀14-2、第二电液换向阀4-2给压料缸持续加压，另一方面经第二直通单向阀14-2、第一电液换向阀4-1进入剪切缸的上腔，推动活塞下行，此时相当于只有第二油泵1-2供油，下行剪切速度变慢；

传统的剪板液压系统工作时，先空程压料，后空程下行，到接触到板料时再对板料进行剪切，剪切速度是靠油泵的排量均速压料与剪切的，剪切速度慢了，会影响工作效率，剪切速度太快，也会影响剪板机刀口的使用寿命。本液压系统通过双泵合并供油给剪切缸进行快速下行，再通过yv2失电进行单泵供油慢速高压下行剪切，从而能够有效保护剪板机因快速剪切而产生的冲击，有利于延长剪切刀片的使用寿命，同时也提高了剪切断面的质量。

(4)泄压保压：

当剪切缸下行至下死点位置时，下死点触点sq3给电气系统信号，此时电气系统动作，电磁阀全部失电，两个电磁溢流阀的遥控口都直通油箱，两个油泵同时卸载，由于两个电液换向阀的中位机能特征，在此过程中剪切缸和压料缸都处于保压状态，泄压保压时间由电气系统控制；

(5)剪切缸回程：

泄压保压时间过后，给予电气系统相应的信号，电气系统动作，yv1、yv2、yv3得电，两个电磁溢流阀均起普通溢流阀作用，第一电液换向阀4-1的左位接入油路，两个油泵供出的油液经第一直通单向阀14-1、第二直通单向阀14-2、第一电液换向阀4-1进入第一液控单向阀9-1控制口，打开第一液控单向阀9-1，同时，第二蓄能器12中先前储存的势能克服刀架重力将油液压入剪切缸下腔中，推动活塞上行，此时第一液控单向阀9-1处于打开状态，上腔的油液经过第一液控单向阀9-1和第一电液换向阀4-1两条油路返回油箱，达到快速回程的目的；

(6)压料缸回程：

在剪切缸回程过程中，压力升高到压力继电器13设定的压力时，压力继电器中的微动开关接通电气系统，电气系统动作，yv1、yv3失电、yv5得电，跟剪切油缸回程动作相比，压料缸回程所需流量小，只需要打开一个液控单向阀即可，因此第二电磁溢流阀3-2的遥控口接入油箱，作卸荷阀用，第二油泵1-2卸载，第二电液换向阀4-2左位接入油路，第一油泵1-1供出的油液经第一直通单向阀14-1、第二直通单向阀14-2、第二电液换向阀4-2进入第二液控单向阀9-2的控制口，打开第二液控单向阀9-2，同时第一蓄能器11中先前储存的势能克服活塞重量压入压料缸下腔中，推动活塞上行，此时第二液控单向阀9-2处于打开状态，压料缸上腔的油液经过第二液控单向阀9-2和第二电液换向阀4-2两条油路返回油箱，达到快速回程的目的；

两组油缸回程时的油液是合并后通过阀组回油箱的，但由于两组油缸同时回程的流量过大，从而导致回程速度快不了，本实施例通过多个液控单向阀来实现压料缸与剪切缸的分开回油，且通油量大，从而能够实现快速回程。本实施例通过一个低压泵来实现压料缸的回程，由于回程缸径小，一个泵返程可以满足回程缸的快速回程，再由于返程压力小，由低压泵供油可减少油路冲击。另外，由于低压泵的电机功率比高压泵的电机功率小，降底了噪声与能耗。

(7)充液：

充液时，按下充液按钮，此时电气系统动作，yv2、yv4、yv6得电，此时第一电磁溢流阀3-1起普通溢流阀作用，由于第二直通单向阀14-2起锁油路作用，第一油泵1-1给系统充液，第二电磁溢流阀3-2的遥控口接入油箱，作卸荷阀用，第二油泵1-2卸载，两个电液换向阀的右位均接入油路，此时打开两个高压球阀7，第一油泵1-1供出的油液分别经两个直通单向阀和两个电液换向阀进入剪切缸的上腔和压料缸的上腔，此时打开两个高压球阀7，第一油泵1-1供出的油液经第一直通单向阀14-1、高压球阀7进入第一蓄能器11、第二蓄能器12和剪切缸、压料缸的下腔，油液通过第一电磁溢流阀3-1返回油箱，此时整个油路行程差动结构，剪切缸迅速下行到底，完成充液。本实施例通过一个低压泵工作来实现充油，既减少了成本，又降低了能耗。