一种高压保压节能液压站的制作方法

本实用新型属于液压动力加工技术领域，具体是一种高压保压节能液压站。

背景技术：

液压系统在工业中应用广泛，例如冲压，刚类工件的磨削及一般加工业、农业、矿业、深海勘探、运输、海洋技术，天然气和石油勘探等行业；液压站又称液压泵站，是独立的液压装置。它按逐级要求供油，是依靠电机带动油泵转动，泵从油箱中吸油、供油，将机械能转化为液压站的压力，液压油通过集成块(阀组)实现了方向、压力、流量的调节最后经外接管路流至液压机械的油缸或油压马达中，从而控制执行机构方向的变换、力量的大小及速度的快慢，推动各种液压机械做功。

在CNC机床加工领域，使用机械手和夹具对产品进行固定和传动是现有技术中常见的，现代工业制造讲求操作简单、迅速快捷的产生模式，因此，对于夹具的传动要求就相应地提高，现有的机械手或者夹具的动力来源和控制系统各式各样，由于液压系统具有操作简单、迅速快捷等特点，近年来被广泛使用；但是现有的液压系统难以满足工业制作的需求，因为在加工过程中，经常需要保持夹具对产品夹持一段时间，在此过程中，需要保持系统的压力值恒定，现有的液压系统大都是通过溢流阀来保持系统内恒压的，但是通过溢流阀保压会造成一定的能量损失，导致能源的浪费。

申请号为201420674317.9的专利公开了液压式夹具控制系统及使用该系统的装置，包括四组或以上的夹具控制组，夹具控制组分别包括互动式出油管控制液压夹具油缸或其旋转夹具油缸；和一回油管道，出油管道与安全保压装置连接后连接液压夹具油缸或其旋转夹具油缸，回油管道与回油过滤器连接后连接油箱；每一夹具控制组包括依次连接的电磁换向阀、电磁止回阀和控制组；控制组包括压力继电器、储能器和压力表开关；其中两组的夹具控制组分别连接一减压阀。该系统可以对夹具油缸进行超长保压，但是缺点是保压响应速率较慢。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种高压保压节能液压站,以改善电机寿命短、持续高温、执行机构动力不足等技术问题，同时节能效率达到90％左右。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种高压保压节能液压站，包括第一液压站、第二液压站、控制柜以及与所述第一液压站连通的第一阀组、与所述第二液压站连通的第二阀组；所述控制柜分别与所述第一液压站、第二液压站、第一阀组、第二阀组电连接；所述第一液压站/第二液压站包括油箱、油泵、压力表、管式单向阀；所述油箱的出油口与油泵的进油口通过出油管连通，所述油泵的出油口与第一阀组/第二阀组的P口通过出油管连通，所述第一阀组/第二阀组的T口与油箱的回油口通过回油管连通；所述油箱与油泵连通的出油管上设有吸油过滤器；所述油泵通过电机驱动；

所述第一阀组包括转台刹车阀组和备用阀组，所述转台刹车阀组包括从上往下依次叠加的第一电磁换向阀、第一叠加式减压阀和第一叠加式单向阀；所述第一阀组的P口与第一叠加式单向阀连通；所述第一电磁换向阀的A、B口与转台油缸连通，所述第一阀组的T 口与第一电磁换向阀连通；

所述第二阀组包括阀组基座和位于阀组基座上的若干阀体，所述阀体包括从上往下依次叠加的第二电磁换向阀、第二叠加式减压阀、第二叠加式单向阀、叠加式节流阀和液压锁；所述液压锁的A、B口连接有执行元件，所述液压锁的A口还连接有储能器；所述第二叠加式减压阀与第二电磁换向阀之间设有压力传感器。

具体地，所述第二叠加式单向阀、第二叠加式减压阀、第二电磁换向阀、叠加式节流阀和液压锁依次连通，所述第二叠加式单向阀的入口与阀组基座的P口连通，所述阀组基座的T口与第二电磁换向阀连通。

具体地，所述控制柜包括PLC控制器和机床侧控制器，所述PLC控制器与第二液压站和第二阀组电连接；所述机床侧控制器与第一液压站和第一阀组电连接。所述PLC控制器用于根据指令自动控制执行元件的动作；所述机床侧控制器用于根据指令自动控制转台机械部件的动作。

具体地，所述液压锁为双液控单向阀，在停止供油时可以起到很好的保压效果，防止液压油倒流。

具体地，所述储能器为氮气式储能器，当阀体内的液压油压力值高于储能器内部氮气的压力值时，液压油通过压缩储能器内部氮气，将液压油中过剩的液压能量转化为氮气内能存储起来；当储能器内部气体压力大于阀体内液压油的压力时，储能器将氮气内储存的能量释放出来，为阀体补压。

具体地，所述油箱上设有空滤器，用于防止空气中的颗粒物进入油箱。

具体地，所述油箱上还设有风冷器，所述风冷器为散热风扇，用于对所述油箱和油泵进行冷却降温。

具体地，所述油箱外侧设有液位计，用于实时检测油箱内的油量。

本实用新型的工作原理为：夹紧过程，通过电机驱动油泵从油箱中泵出液压油，液压油通过第二阀组基座的P口流入阀体，依次流经第二叠加式单向阀、第二叠加式减压阀，第二电磁换向阀、叠加式节流阀、液压锁、储能器和执行元件，对执行元件的油缸进行注油打压，同时对储能器进行充能；通过压力传感器实时检测阀体内的压力值，当压力传感器达到设定压力值后，通过PLC控制器控制电机停止运转；保压过程，通过储能器释放能量来保持油缸内的压力恒定，一旦第二阀组内的压力值低于设定的压力值后，PLC控制器将再次控制电机开始运转对第二阀组进行补压，直至液压锁正向导通，电机运转5s后停止；放松过程，通过PLC控制器控制第二电磁换向阀换向，并控制电机驱动油泵开始工作，液压油此时从第二阀组基座的P口流入阀体，并从B口流入执行元件，再流经A口，最后经过阀组从阀组基座的T口回流至油箱；第一液压站及第一阀组的工作原理与上述原理类似。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型通过PLC控制器和机床侧控制器对液压站和阀组进行控制，提高了装置在使用过程中的稳定性，大大地降低了液压站的故障率，保证了执行元件可靠的动力来源；(2)本实用新型通过在阀组中设置储能器对执行元件的油缸进行保压，降低了电机的运转时间，提高了电机的使用效率，节省了能源；同时，由于电机是低频次的对阀组进行打压，有效地降低了阀组密封击破、阀体内泄的风险；且由于电机短时间的运行，极大地降低了油温，充分保证了液压站的持续、稳定运行。

附图说明

图1为本实施例一种高压保压节能液压站的原理图；

图2为本实施例中PLC控制器内的电气零部件标注图；

图3为本实施例PLC控制器供电电源线路图；

图4为本实施例PLC控制器输出信号线路图；

图5为本实施例PLC控制器输入信号线路图；

图6为本实施例中电机外部接线图；

图7中(a)至(h)为本实施例中控制柜的控制梯形图；

图中：1、第一液压站；2、第二液压站；3、第一阀组；4、第二阀组；5、油箱；6、油泵；7、压力表；8、管式单向阀；9、吸油过滤器；10、电机；11、第一电磁换向阀；12、第一叠加式减压阀；13、第一叠加式单向阀；14、第二电磁换向阀；15、第二叠加式减压阀；16、第二叠加式单向阀；17、叠加式节流阀；18、液压锁；19、储能器；20、压力传感器；21、执行元件；22、空滤器；23、风冷器；24、液位计。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2所示，本实施例提供了一种高压保压节能液压站，包括第一液压站1、第二液压站2、控制柜以及与所述第一液压站1连通的第一阀组3、与所述第二液压站2连通的第二阀组4；所述控制柜分别与所述第一液压站1、第二液压站2、第一阀组3、第二阀组4电连接；所述第一液压站1/第二液压站2包括油箱5、油泵6、压力表7、管式单向阀8；所述油箱5的出油口与油泵6的进油口通过出油管连通，所述油泵6的出油口与第一阀组3/第二阀组4的P口通过出油管连通，所述第一阀组3/第二阀组4的T口与油箱5 的回油口通过回油管连通；所述油箱5与油泵6连通的出油管上设有吸油过滤器9；所述油泵6通过电机10驱动；

所述第一阀组3包括转台刹车阀组和备用阀组，所述转台刹车阀组包括从上往下依次叠加的第一电磁换向阀11、第一叠加式减压阀12和第一叠加式单向阀13；所述第一阀组 3的P口与第一叠加式单向阀13连通；所述第一电磁换向阀11的A、B口与转台油缸连通，所述第一阀组3的T口与第一电磁换向阀11连通；

所述第二阀组4包括阀组基座和位于阀组基座上的5个阀体，所述阀体包括从上往下依次叠加的第二电磁换向阀14、第二叠加式减压阀15、第二叠加式单向阀16、叠加式节流阀17和液压锁18；所述液压锁18的A、B口连接有执行元件21，所述液压锁18的A 口还连接有储能器19；所述第二叠加式减压阀15与第二电磁换向阀14之间设有压力传感器20；所述第二叠加式单向阀16、第二叠加式减压阀15、第二电磁换向阀14、叠加式节流阀17和液压锁18依次连通，所述第二叠加式单向阀16的入口与阀组基座的P口连通，所述阀组基座的T口与第二电磁换向阀14连通。

具体地，所述控制柜包括PLC控制器和机床侧控制器，所述PLC控制器与第二液压站 2和第二阀组4电连接；所述机床侧控制器与第一液压站1和第一阀组3电连接。所述PLC 控制器用于根据指令自动控制执行元件21的动作；所述机床侧控制器用于根据指令自动控制转台机械部件的动作。

进一步地，所述控制柜包括PLC控制器1只、继电器21只、空开3只以及接触器2 只，所述PLC控制器通过采集5路油路的液压油压力值信号和CNC的5路夹具夹紧/放松信号，进行逻辑运算，最终输出5路夹具夹紧信号或电机10的启、停信号。

进一步地，所述PLC控制器有两个接触器(KM1，KM2)，分别控制夹具电机10及泵 (供夹具松、紧)和四轴电机及泵(供四轴松、紧)，该两个接触器串接在原有机床接触器之后，且接触器KM2的辅助触点和原有接触器的辅助触点并联在一起；因此，夹具电机 10及泵由PLC控制器控制，四轴电机及泵由机床侧控制。

具体地，所述液压锁18为双液控单向阀，在停止供油时可以起到很好的保压效果，防止液压油倒流。

具体地，所述储能器19为氮气式储能器，当阀体内的液压油压力值高于储能器19内部氮气的压力值时，液压油通过压缩储能器19内部氮气，将液压油中过剩的液压能量转化为氮气内能存储起来；当储能器19内部气体压力大于阀体内液压油的压力时，储能器 19将氮气内储存的能量释放出来，为阀体补压。

具体地，所述油箱5上还设有风冷器23，所述风冷器23为散热风扇，用于对所述油箱5和油泵6进行冷却降温，所述散热风扇的电源线串接在接触器KM2下端，四轴液压站散热器的电源线串接在接触器KM1下端，达到和电机10同步工作的目的。

具体地，本实施例的执行元件21为夹具，所述夹具的动作流程如下：

夹紧过程：PLC控制器接收到夹紧控制指令，控制电机10启动，第二电磁换向阀14 得电到高位(延迟5s)，第二电磁换向阀14失电回中位(延迟5s)，电机10停止；

放松过程：PLC控制器接收到放松控制指令，控制电机10启动，第二电磁换向阀14 得电到低位(延迟10s)，电机10停止；

补压过程：单路压力降为低压状态时，电机10启动，对应该路的第二电磁换向阀14 得电到高位(延迟5s)，第二电磁换向阀14失电回中位(延迟5s)，电机10停止。

具体地，如图3至6所示，本实施例的PLC控制柜接线说明如下：

(1)液压站侧控制柜取五路液压阀压力传感器20信号，且对应液压站接线盒线号为：

阀组1：114--接通本系统控制柜内的KA16,对应信号X1

阀组2：117--接通本系统控制柜内的KA17,对应信号X2

阀组3：122--接通本系统控制柜内的KA18,对应信号X3

阀组4：125--接通本系统控制柜内的KA19,对应信号X4

阀组5：130--接通本系统控制柜内的KA20,对应信号X5

(2)液压站侧控制柜由机床端取五路电磁换向阀信号，对应于液压站接线盒内的线号为：

阀组1夹紧：Yv101+--接通本系统控制柜内的KA11,对应信号X11

阀组2夹紧：Yv103+--接通本系统控制柜内的KA12,对应信号X12

阀组3夹紧：Yv105+--接通本系统控制柜内的KA13,对应信号X13

阀组4夹紧：Yv107+--接通本系统控制柜内的KA14,对应信号X14

阀组5夹紧：Yv109+--接通本系统控制柜内的KA15,对应信号X15

控制此继电器的信号是来自机床侧控制电磁换向阀夹紧的输入信号，所以在机床执行夹具夹紧的动作中，所对应的继电器将会闭合；

阀组1松开：Yv102+--接通本系统控制柜内的KA6,对应信号X0

阀组2松开：Yv104+--接通本系统控制柜内的KA7,对应信号X6

阀组3松开：Yv106+--接通本系统控制柜内的KA8,对应信号X7

阀组4松开：Yv108+--接通本系统控制柜内的KA9,对应信号X10

阀组5松开：Yv110+--接通本系统控制柜内的KA10,对应信号X16

控制此继电器的信号来自于机床侧控制电磁换向阀放松的输入信号，所以在机床执行夹具放松的动作中，所对应的继电器将会闭合。

(3)液压站侧控制柜通过PLC输出点控制继电器来接通/断开电磁阀夹紧输出：

阀组1夹紧：Yv101+串接P2，KA1得电后P2-P1接通，再由P1输出到阀组1

阀组2夹紧：Yv103+串接P4，KA2得电后P4-P3接通，再由P3输出到阀组2

阀组3夹紧：Yv105+串接P6，KA3得电后P6-P5接通，再由P5输出到阀组3

阀组4夹紧：Yv107+串接P8，KA4得电后P8-P7接通，再由P7输出到阀组4

阀组5夹紧：Yv109+串接P10，KA5得电后P10-P9接通，再由P9输出到阀组5

PLC输出点控制线圈，P1、3、5、7、9接24V信号。

(4)液压站侧控制柜通过PLC输出点Y0接通/关闭继电器来控制液压站电机10的启动/停止：

PLC控制器控制继电器KA0，通过Y0使KA0得电后P16-P15接通，接触器线圈得电；电机10的启停分别由低压和高压信号控制。

本实施例中控制柜的控制梯形图如图7中(a)至(h)所示。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。