快速进给无极调压的压装设备和方法

1.本发明属于液压设备领域，尤其是一种快速进给无极调压的压装设备和方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.压装设备广泛应用于冲压设备等需要较大推力的场合中，气液增压缸作为压装设备中的一种，其工作过程一般为预压、增压和回程，通过气缸驱动油缸快速前进靠近被压工件，再通过气体活塞与液压杆的大面积比，将气压转换为高压液压油，使油缸产生大的压力。
4.然而，现有的气液增压缸增压比小、调压不方便。具体的，由于结构所限，增压比较小且固定，因此如需无极调整压力，需使用比例气阀，成本高，也不适宜用于频繁更换工件需调整压力的场合。同等规格的气液增压缸难以达到液压缸的推力；提升气液增压缸的推力只能选用更高规格气液增压缸，或提高供气的压力等级(工厂安全用气稳定压力一般在5-6kg)。


技术实现要素：

5.鉴于以上内容，有必要提供一种快速进给无极调压的压装设备和方法，旨在方便快速进给无极调压的压装设备调整输出压力。
6.为此，本发明首先提供了一种快速进给无极调压的压装设备，包括：
7.气缸，包括第一活塞和第一活塞腔，所述第一活塞位于所述第一活塞腔内，将所述第一活塞腔分隔为第一腔体和第二腔体；
8.油缸，包括第二活塞和第二活塞腔，所述第二活塞位于所述第二活塞腔内，将所述第二活塞腔分隔为第三腔体和第四腔体；
9.动力源，包括第一切换阀、气源和油压源，所述气源连接所述第一腔体，所述第一切换阀分别连接所述第二腔体、第三腔体和油压源，用于连通所述第二腔体和第三腔体，或者连通所述油压源和所述第三腔体。
10.优选地，所述第四腔体连接所述气源，用于接收从所述气源泵入的气体。
11.优选地，所述第一切换阀为电磁切换阀或者液控切换阀。
12.优选地，所述油压源包括油泵和调压阀，所述油泵的输入端连接所述油箱，输出端连接所述第一切换阀；所述调压阀连接于所述油泵的输入端和输出端之间。
13.优选地，还包括第二切换阀，所述气源通过所述第二切换阀连接所述气缸的第一腔体和所述油缸的第四腔体。
14.优选地，所述气缸和所述油缸并行设置。
15.此外，本发明还提供了一种快速进给无极调压的压装方法，包括以下步骤：
16.气源向气缸的第一腔体泵体气体，推动所述气缸的第一活塞移动，将气缸的第二
腔体内的油液经第一切换阀泵入油缸的第三腔体内；
17.所述第三腔体内的油液推动所述油缸的第二活塞移动，直至所述第二活塞移动至预设位置；
18.所述第一切换阀连通所述第三腔体和油压源，并且断开所述第三腔体和所述第二腔体，使得所述油压源向所述第三腔体泵入油液，推动所述第二活塞移动。
19.优选地，所述第一活塞在所述气源的驱动下以第一速度移动，所述第二活塞在所述油压源的驱动下以第二速度移动，其中，所述第二速度小于所述第一速度。
20.优选地，在所述第二活塞移动至预设位置后，还包括：
21.所述第一切换阀连通所述气缸的第二腔体和所述油缸的第三腔体；
22.所述气源向所述油缸的第四腔体泵入气体，驱动所述第二活塞复位，使得所述油缸的第三腔体内的油液进入所述气缸的第二腔体，推动所述第一活塞复位。
23.优选地，所述油压源通过电机带动油泵输出油液。
24.相较于现有技术，上述的快速进给无极调压的压装设备和方法至少具有如下有益效果：
25.1)当第一切换阀连通气缸的第二腔体和油缸的第三腔体时，气源可以通过气缸驱动油缸的第二活塞快速移动至预设位置，然后，可以通过第一切换阀连通油腔的第三腔体和油压源，通过油压源输出大推力的输出。由于油压源独立于气缸和油缸的结构，避免因增压比固定而难以调整输出压力的情况，而且，对于同等规格增压设备，其输出力更大，而且根据时间、增压行程调整匹配的压力。
26.2)上述的快速进给无极调压的压装设备仅需要一个气缸实现油缸的快速行程，对比现有的气液增压缸采用四个或者更多的气体容腔，整体结构更为简单，从而成本也更低。
附图说明
27.为了更清楚地说明具体实施方式，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是快速进给无极调压的压装设备的气缸和油缸的结构示意图。
29.图2是快速进给无极调压的压装设备的工作原理图。
30.图3是快速进给无极调压的压装设备在加压状态下的结构示意图。
31.图4是快速进给无极调压的压装设备在回收状态下的结构示意图。
32.主要元件符号说明
[0033][0034][0035]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本公开。
具体实施方式
[0036]
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本公开进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，所描述的实施方式仅仅是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。
[0037]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。
[0038]
在各实施例中，为了便于描述而非限制本公开，本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
[0039]
图1是快速进给无极调压的压装设备的气缸10和油缸20的结构示意图。如图1所示，快速进给无极调压的压装设备包括气缸10、油缸20和动力源(图1中未示出)，动力源用于通过气缸10推动油缸20快速伸出或者缩回至预设位置，然后动力源通过向油缸20泵出高压油液驱动油缸20完成大推力的行程。本实施方式中，所述气缸10和所述油缸20并行设置，从而可以节省快速进给无极调压的压装设备的空间，降低快速进给无极调压的压装设备的体积。
[0040]
图2是快速进给无极调压的压装设备的工作原理图，图3是快速进给无极调压的压装设备在加压状态下的结构示意图。如图2和图3所示，气缸10包括缸体、第一活塞12。气缸10的缸体具有沿长度方向延伸的第一活塞腔，所述第一活塞12位于所述第一活塞腔内，将所述第一活塞腔分隔为第一腔体14和第二腔体13。这样，当第一腔体14或者第二腔体13内冲入流体，例如气体或者油液时，可以推动第一活塞12沿第一活塞腔的轴向方向来回移动。
[0041]
油缸20的结构与气缸10类似，包括缸体、第二活塞21和活塞杆22，油缸20的缸体具有沿长度方向延伸的第二活塞腔，所述第二活塞21位于所述第二活塞腔内，将所述第二活塞腔分隔为第三腔体23和第四腔体24。活塞杆22连接于第二活塞21，并且一端从缸体伸出。这样，当第三腔体23或者第四腔体24内泵入流体，例如气体或者油液时，可以推动第二活塞21沿第二活塞腔的轴向方向来回移动。
[0042]
动力源包括气源50、油压源30、第一切换阀40和第二切换阀51。所述气源50通过第二切换阀51连接所述气缸10和油缸20。本实施方式中，气源50可以是空气压缩机，也可以是存储有压缩空气的气罐，用于向外输出具有预设压力的气体以驱动气缸10的第一活塞12和油缸20的第二活塞21移动。第二切换阀51可以是电磁阀，也可以是其他液控阀体，用于调整气源50输出气体的流通路径，图2示出的第二切换阀51为2位四通阀，但在其他实施方式中，第二切换阀51也可以是3位四通阀，较2位四通阀多一个中间过渡位。具体的，气源50的输出端连接于第二切换阀51的输入端，第二切换阀51的输出端连接气缸10的第一腔体14的第一气孔11和油缸20的第四腔体24的第二气孔25。在第二切换阀51位于第一状态位时，气源50泵出的气体可以经第二切换阀51流入第一腔体14，并且第四腔体24的气体经第二切换阀51回流至气源50；在第二切换阀51位于第二状态位时，气源50泵出的气体可以经第二切换阀51流入第四腔体24，并且第一腔体14的气体经第二切换阀51回流至气源50。
[0043]
所述油压源30包括油泵31和调压阀32。所述油泵31的输入端连接所述油箱33，输出端连接所述第一切换阀40，所述调压阀32连接于所述油泵31的输入端和输出端之间。本实施方式中，油泵31通过电机带动油泵31输出油液，用于向外泵出高压油液，油液的压力值可以根据需要设置，从而可以灵活调整油缸20的输出压力。为了简化设备的体积，本实施方式中，油泵31可以设置于第二腔体13内，或者至少输入端设置于第二腔体13内，可以将第二腔体13内的油液泵出至，形成高压油液驱动油缸20的活塞杆22。
[0044]
所述第一切换阀40为电磁切换阀或者液控切换阀(例如可以是液控单向阀等)，在第一状态位时，连通所述第二腔体13和第三腔体23；在第二状态位时，连通所述油压源30和所述第三腔体23。具体的，油泵31的输出端连接于第一切换阀40，并且油箱33分别连接第一切换阀40和气缸10的第二腔体13。同时，油缸20的第三腔体23连接于第一切换阀40。
[0045]
图4是快速进给无极调压的压装设备在回收状态下的结构示意图，以下结合图2、图3和图4，详细描述基于上述快速进给无极调压的压装设备实现的快速进给无极调压的压
装方法。
[0046]
如图2所示，在需要下压时(即油缸20的活塞杆22伸出动作过程)，第二切换阀51切换至第一状态位，气源50泵出的气体经第二切换阀51进入气缸10的第一腔体14，同时，第一切换阀40切换至第一状态位，连通第二腔体13和第三腔体23。
[0047]
气源50进入第一腔体14内，推动所述气缸10的第一活塞12移动，将气缸10的第二腔体13内的油液经第一切换阀40泵入油缸20的第三腔体23内。
[0048]
所述第三腔体23内的油液推动所述油缸20的第二活塞21移动，直至所述第二活塞21移动至预设位置(例如可以是快接触工件的位置)。在此过程中，气源50经气缸10推动油缸20的第二活塞21移动的速度为第一速度，该第一速度可以较快，实现油缸20的第二活塞21快速移动。
[0049]
如图2和图3所示，在第二活塞21快速移动至预设位置后，所述第一切换阀40切换至第二状态，即，连通所述第三腔体23和油压源30，并且断开所述第三腔体23和所述第二腔体13。此时，油压源30与油缸20的第三腔体23连通，所述油压源30向所述第三腔体23泵入油液，推动所述第二活塞21移动。在此过程中，第二活塞21的移动速度为第二速度。由于油压源30泵出的油液的压强比较大，本步骤中，第二活塞21可以以较大的压力挤压工件，而且可以根据需要实时调整油缸20的输出功率，实现油缸20的大推力输出。
[0050]
回程时，如图4所示，第二切换阀51切换至第二状态位。第一切换阀40切换至第一状态位，即，气缸10的第二腔体13与油缸20的第三腔体23连通。
[0051]
然后，所述第一切换阀40连通所述气缸10的第二腔体13和所述油缸20的第三腔体23。
[0052]
最后，所述气源50通过第二切换阀51向所述油缸20的第四腔体24泵入气体，驱动所述第二活塞21反向而复位，此时，所述油缸20的第三腔体23内的油液经第一切换阀40进入所述气缸10的第二腔体13，推动所述第一活塞12复位。这样，可以实现仅依靠气源50实现油缸20和气缸10的快速返回复位。在返程过程中，多余的油液可以通过第一切换阀40排入油箱33内，但由于第二腔体13和第三腔体23为密闭的空间，油液不会完全排入油箱33内，而会充满第二腔体13和第三腔体23内。
[0053]
上述的快速进给无极调压的压装设备和方法当第一切换阀40连通气缸10的第二腔体13和油缸20的第三腔体23时，气源50可以通过气缸10驱动油缸20的第二活塞21快速移动至预设位置，然后，可以通过第一切换阀40连通油腔的第三腔体23和油压源30，通过油压源30输出大推力的输出。由于油压源30独立于气缸10和油缸20的结构，避免因增压比固定而难以调整输出压力的情况，而且，对于同等规格增压设备，其输出力更大，而且根据时间、增压行程调整匹配的压力。
[0054]
此外，上述的快速进给无极调压的压装设备仅需要一个气缸10实现油缸20的快速行程，对比现有的气液增压缸采用四个或者更多的气体容腔，整体结构更为简单，从而成本也更低。
[0055]
在本公开所提供的几个具体实施方式中，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在
权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本公开内。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
[0056]
以上实施方式仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本公开的技术方案的精神和范围。