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CN109538550B - 一种节能的快速废钢剪液压回路系统 - Google Patents

一种节能的快速废钢剪液压回路系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种节能的快速废钢剪液压回路系统，包括油泵、油箱、剪切缸以及压料缸，压料缸的无杆腔与剪切缸的有杆腔之间安装有换向阀；换向阀的阀芯在下位时剪切缸有杆腔和压料缸无杆腔之间的连通；换向阀的阀芯在上位时阻断剪切缸有杆腔和压料缸无杆腔之间的连通，封闭压料缸的无杆腔，剪切缸有杆腔与油箱连通；压料缸的有杆腔和油泵、油箱两者之间各安装有二通开关阀；压料缸的有杆腔和剪切缸的无杆腔之间安装有二通开关阀；剪切缸有杆腔和油泵之间安装有二通开关阀；剪切缸的无杆腔和油泵、油箱两者之间各安装有二通开关阀。本专利通过优化液压回路，进而实现压料缸与剪切缸之间的联动。

Description

一种节能的快速废钢剪液压回路系统
技术领域
本发明涉及废料钢剪技术领域，具体涉及钢剪的液压回路系统。
背景技术
现在生产使用的液压废钢剪液压系统工作工况是：压料缸下行压紧→剪切缸下行剪切→剪切缸上行复位→压料缸上行复位，双缸分别逐次动作，只有一个缸的动作结束后，另一个缸才能动作，工况转换之间时间长，剪切频次低，生产效率低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种节能的快速废钢剪液压回路系统，已解决上述压料缸与剪切缸逐次动作效率低的技术问题。
本发明的技术方案是：一种节能的快速废钢剪液压回路系统，包括油泵、油箱、剪切缸以及压料缸，其特征在于，所述压料缸的无杆腔与所述剪切缸的有杆腔之间安装有换向阀；
所述换向阀的阀芯在下位时剪切缸有杆腔和压料缸无杆腔之间的连通；
所述换向阀的阀芯在上位时阻断剪切缸有杆腔和压料缸无杆腔之间的连通，封闭压料缸的无杆腔，剪切缸有杆腔与油箱连通；
所述压料缸的有杆腔和油泵、油箱两者之间各安装有二通开关阀；
所述压料缸的有杆腔和剪切缸的无杆腔之间安装有二通开关阀；
所述剪切缸有杆腔和所述油泵之间安装有二通开关阀；
所述剪切缸的无杆腔和所述油泵、油箱两者之间各安装有二通开关阀。
本专利通过优化液压回路，进而实现压料缸与剪切缸之间的联动。
在压料缸有杆腔和剪切缸无杆腔之间设置一个二通阀，形成两缸或多缸之间的异缸差动回路。
在剪切缸有杆腔与油泵之间设置一个二通阀，实现剪切缸上行回程补油复位功能。
在压料缸的有杆腔和油箱之间设置一个二通阀，把压料缸的有杆腔的液压油泄入油箱。
联动过程如下：
油泵启动，油泵从油箱抽出油，剪切缸的无杆腔和油泵之间的二通开关阀开启，两者导通，油泵排出的液压油进入剪切缸无杆腔。同时，剪切缸无杆腔和压料缸有杆腔之间的二通开关阀开启，两者导通，实现剪切缸和压料缸差动快速下行。剪切缸快速下行，同时压料缸工速下行。
压料缸先到达下限位置压紧废钢料，这时缸内压力上升，达到设定压力值后，控制换向阀换向到上位，剪切缸的有杆腔的油经换向阀回入油箱，剪切缸工速下行剪切；压料缸的无杆腔封闭保压压紧，保证压料紧实。在压料缸下行压紧后，压料缸有杆腔与油箱之间的二通开关阀开启，两者导通，压料缸的有杆腔的液压油泄入油箱。
在两缸同时上行中，压料缸有杆腔和油泵之间的二通开关阀开启，两者导通，油泵供出的液压油进入压料缸有杆腔，同时，换向阀换向到下位，压料缸无杆腔的油经换向阀进入剪切缸有杆腔。同时，剪切缸无杆腔和油箱之间的二通开关阀开启，两者导通，剪切缸无杆腔的油经回入油箱，实现双缸上行回程。
待压料缸上行回程到位，压料缸有杆腔和油泵之间的二通开关阀断开，不导通，油泵与剪切缸有杆腔之间的二通开关阀开启，导通，油泵输出的油进入剪切缸有杆腔，剪切缸无杆腔的油经回入油箱，剪切缸上行回程到上限位。
进一步优选地，所述换向阀是两位三通换向阀。两位三通换向阀可以是两位三通液控换向阀或者两位三通电控换向阀。
所述换向阀是两位三通液控换向阀，两位三通液控换向阀包括一阀体以及设置在阀体内滑动的阀芯，所述阀芯的上下两端分别与所述阀体围成两个用于控制阀芯上下往复滑动的控制腔，两个控制腔分别为上端控制腔以及下端控制腔；
所述下端控制腔通过单向顺序阀与剪切缸的无杆腔连接，所述上端控制腔与压料缸的有杆腔相连；
阀芯在初始下位时，所述压料缸的无杆腔与所述剪切缸的有杆腔通过两位三通液控换向阀相互导通，
阀芯上位时，所述压料缸的无杆腔与所述剪切缸的有杆腔不导通，所述剪切缸有杆腔与油箱连通。
所述上端控制腔内安装有弹性方向平行于阀芯的滑动方向的弹簧和可调节阀口开度的调节杆；
阀芯在初始下位时，通过上端控制腔内的液压油与弹簧作用保证阀芯处于初始下位。
阀芯上位时，所述压料缸的无杆腔与所述剪切缸的有杆腔不导通，所述剪切缸有杆腔与油箱连通。
进而实现剪切缸与压料缸两者的联动。通过两位三通液控换向阀实现压料缸无杆腔和剪切缸有杆腔之间的连通、压料缸无杆腔的封闭和剪切缸有杆腔的排油这两种模式的切换。
可调节阀口开度的调节杆指的就是调节杆是用于调整上端控制腔的最小容量的限位机构。进而实现对所述压料缸的无杆腔与所述剪切缸的有杆腔导通状态下的通道的流量大小的调整和剪切缸有杆腔与油箱导通状态下的通道的流量大小的调整，控制活塞杆运行速度。
单向顺序阀在一定的压力下开启，推动两位三通液控换向阀换向，实现工进剪切。
所有的二通开关阀均是液压插装阀。
所述液压插装阀包括一插装件、控制盖板以及控制插装件的阀芯运动状态的电磁阀，所述电磁阀通过控制盖板上的油路与所述插装件上的控制油口相连；
所述插装件、控制盖板以及电磁阀均安装在同一液压阀块上，构成一插装阀组。
所述压料缸内设有两个用于检测压料缸的活塞杆的运动进程的限位开关；
所述剪切缸内设有四个用于检测剪切缸的活塞杆的运动进程的限位开关。
便于实现压料缸与剪切缸运动情况的检测。
附图说明
图1为本发明的液压原理图。
图中：1为插装阀组，2为单向顺序阀，3为液控换向阀，4为剪切缸，5为压料缸，11为第一插装阀，12为第二插装阀，13为第三插装阀，14为第四插装阀，15为第五插装阀，16为第六插装阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1，一种节能的快速废钢剪液压回路系统，包括油泵、油箱、剪切缸4以及压料缸5，压料缸5的无杆腔与剪切缸4的有杆腔之间安装有液控换向阀3；液控换向阀3的阀芯在下位时剪切缸4有杆腔和压料缸5无杆腔之间的连通；液控换向阀3的阀芯在上位时阻断剪切缸4有杆腔和压料缸5无杆腔之间的连通，封闭压料缸5的无杆腔，剪切缸4有杆腔与油箱连通；压料缸5的有杆腔和油泵、油箱两者之间各安装有二通开关阀；压料缸5的有杆腔和剪切缸4的无杆腔之间安装有二通开关阀；剪切缸4有杆腔和油泵之间安装有二通开关阀；剪切缸4的无杆腔和油泵、油箱两者之间各安装有二通开关阀。本专利通过优化液压回路，进而实现压料缸与剪切缸4之间的联动。
在压料缸5有杆腔和剪切缸4无杆腔之间设置一个二通阀，形成两缸或多缸之间的异缸差动回路。在剪切缸4有杆腔与油泵之间设置一个二通阀，实现剪切缸4上行回程补油复位功能。在压料缸5的有杆腔和油箱之间设置一个二通阀，把压料缸5的有杆腔的液压油泄入油箱。
所有的二通开关阀均是液压插装阀。
液压插装阀包括一插装件、控制盖板以及控制插装件的阀芯运动状态的电磁阀，电磁阀通过控制盖板上的油路与插装件上的控制油口相连；插装件、控制盖板以及电磁阀均安装在同一液压阀块上，构成一插装阀组1。
液控换向阀3是两位三通换向阀。
两位三通液控换向阀包括一阀体以及设置在阀体内滑动的阀芯，主阀芯的上下两端分别与阀体围成两个用于控制阀芯上下往复滑动的控制腔，两个控制腔分别为上端控制腔以及下端控制腔；下端控制腔通过单向顺序阀2与剪切缸4的无杆腔连接，上端控制腔与压料缸5的有杆腔相连；上端控制腔内安装有弹性方向平行于阀芯的滑动方向的弹簧和可调节阀口开度的调节杆，阀芯在初始下位时，压料缸5的无杆腔与剪切缸4的有杆腔通过两位三通液控换向阀相互导通，通过上端控制腔内液压油的压力与弹簧力的作用保证阀芯处于初始下位；阀芯上位时，压料缸5的无杆腔与剪切缸4的有杆腔不导通，剪切缸4有杆腔与油箱连通。进而实现剪切缸4与压料缸两者的联动。通过两位三通液控换向阀实现压料缸5无杆腔和剪切缸4有杆腔之间的连通、压料缸5无杆腔的封闭和剪切缸4有杆腔的排油这两种模式的切换。单向顺序阀2在一定的压力下开启，推动两位三通液控换向阀换向，实现工进剪切。
可调节阀口开度的调节杆指的就是调节杆是用于调整上端控制腔的最小容量的限位机构。调节杆在阀体内的长度可调。调节杆的长度方向平行于阀芯的滑动方向。进而实现对所述压料缸的无杆腔与所述剪切缸的有杆腔导通状态下的通道的流量大小的调整和剪切缸有杆腔与油箱导通状态下的通道的流量大小的调整，控制活塞杆的运行速度。
阀芯包括沿着阀芯滑动方向设置的两个环状导油通道，两个环状导油通道分别为用于压料缸的无杆腔与剪切缸的有杆腔导通的第一环状导油通道以及用于剪切缸4有杆腔与油箱导通的第二环状导油通道；阀体上开设有与剪切缸4有杆腔对接导通的第一阀口、与压料缸的无杆腔对接导通的第二阀口以及与油箱对接导通的第三阀口。便于阀芯在运动过程中，实现第一阀口与第二阀口的导通、第一阀口与第三阀口导通的切换。第一阀口在阀芯滑动方向位于第二阀口与第三阀口之间。阀芯在下位时，第一阀口通过所述第一环状导油通道与第二阀口联通，剪切缸有杆腔和压料缸无杆腔之间的连通；阀芯在上位时，第一阀口通过第二环状导油通道与第三阀口联通，剪切缸有杆腔与油箱连通。
压料缸的有杆腔与无杆腔两者的进油口与出油口均安装有流量计；剪切缸的有杆腔与无杆腔两者的进油口与出油口均安装有流量计。通过限位开关实现对局部进程的检测，通过限位开关与流量计的结合，可以知晓当前有杆腔与无杆腔内液压油的体积，获得活塞杆的精确运动情况。
P为进油口，用于连接油泵的出口。T为出油口，用于连接油箱。
联动过程如下：
以压料缸有杆腔和剪切缸无杆腔之间的插装阀为第一插装阀，电磁阀为第一电磁阀；
以压料缸的有杆腔和油泵之间的插装阀为第二插装阀，电磁阀为第二电磁阀；
剪切缸的无杆腔和油泵之间的插装阀为第三插装阀，电磁阀为第三电磁阀；
在剪切缸有杆腔和油泵之间的插装阀为第四插装阀，电磁阀为第四电磁阀；
以压料缸的有杆腔和油箱之间的插装阀为第五插装阀，电磁阀为第五电磁阀；
剪切缸的无杆腔和油箱之间的插装阀为第六插装阀，电磁阀为第六电磁阀。
下行剪切：启动油泵，第一电磁阀电磁铁1DT、第三电磁阀电磁铁3DT得电；第二电磁阀电磁铁2DT、第四电磁阀电磁铁4DT、第五电磁阀电磁铁5DT、第六电磁阀电磁铁6DT不得电，油泵从油箱抽出油，电机油泵输出的液压油经第三插装阀13进入剪切缸4的无杆腔，剪切缸4的有杆腔的油经液控换向阀3进入压料缸5的无杆腔，压料缸5有杆腔的油经第一插装阀11进入剪切缸4的无杆腔，剪切缸4异缸差动快速下行，同时压料缸5工速下行。
压料缸5下行到位，系统压力上升，达到设定值时，第五电磁阀电磁铁5DT得电，同时单向顺序阀2开启，控制油经过单向顺序阀2进入液控换向阀3下端的控制腔推动液控换向阀3阀芯换向到上位，剪切缸4的有杆腔的油经液控换向阀3回入油箱，剪切缸4工速下行剪切，压料缸5的无杆腔封闭保压压紧，压料缸5的有杆腔经第五插装阀15与油箱连通泄压。
油缸上行回程：启动油泵，第二电磁阀电磁铁2DT、第六电磁阀电磁铁6DT得电，第一电磁阀电磁铁1DT、第三电磁阀电磁铁3DT、第四电磁阀电磁铁4DT、第五电磁阀电磁铁5DT不得电，油泵输出的液压油经第二插装阀12进入压料缸5的有杆腔，同时液压油也进入液控换向阀3的上端控制腔，液控换向阀3的阀芯在液压油和弹簧一起作用下复位换向到初始下位，压料缸5无杆腔的油经液控换向阀3进入剪切缸4有杆腔，剪切缸4无杆腔的油经第六插装阀16回入油箱，剪切缸4、压料缸5同时上行回程，待压料缸5上行回程到位，第二电磁阀电磁铁2DT失电，第四电磁阀电磁铁4DT得电，油泵输出的油经第四插装阀14进入剪切缸4有杆腔，剪切缸4无杆腔的油经第六插装阀16回入油箱，剪切缸4上行回程。
优点：本发明节能增效，制造成本低，结构简单，操作方便，易于安装，工作稳定可靠，在不增加泵流量的基础上，提高了剪切速度，大大增加了剪切频次，达到了节能增效的目的。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种节能的快速废钢剪液压回路系统，包括油泵、油箱、剪切缸以及压料缸，其特征在于，所述压料缸的无杆腔与所述剪切缸的有杆腔之间安装有换向阀；
所述换向阀的阀芯在下位时剪切缸有杆腔和压料缸无杆腔之间的连通；
所述换向阀的阀芯在上位时阻断剪切缸有杆腔和压料缸无杆腔之间的连通，封闭压料缸的无杆腔，剪切缸有杆腔与油箱连通；
所述压料缸的有杆腔和油泵、油箱两者之间各安装有二通开关阀；
所述压料缸的有杆腔和剪切缸的无杆腔之间安装有二通开关阀；
所述剪切缸有杆腔和所述油泵之间安装有二通开关阀；
所述剪切缸的无杆腔和所述油泵、油箱两者之间各安装有二通开关阀；
所述换向阀是两位三通液控换向阀，两位三通液控换向阀包括一阀体以及设置在阀体内滑动的阀芯，所述阀芯的上下两端分别与所述阀体围成两个用于控制阀芯上下往复滑动的控制腔，两个控制腔分别为上端控制腔以及下端控制腔；
所述下端控制腔通过单向顺序阀与剪切缸的无杆腔连接，所述上端控制腔与压料缸的有杆腔相连；
阀芯在初始下位时，所述压料缸的无杆腔与所述剪切缸的有杆腔通过两位三通液控换向阀相互导通，
阀芯上位时，所述压料缸的无杆腔与所述剪切缸的有杆腔不导通，所述剪切缸有杆腔与油箱连通；
所有的二通开关阀均是液压插装阀。
2.根据权利要求1所述的一种节能的快速废钢剪液压回路系统，其特征在于：所述上端控制腔内安装有弹性方向平行于阀芯的滑动方向的弹簧和可调节阀口开度的调节杆，
阀芯在初始下位时，通过上端控制腔内的液压油与弹簧作用保证阀芯处于初始下位。
3.根据权利要求1所述的一种节能的快速废钢剪液压回路系统，其特征在于：所述液压插装阀包括一插装件、控制盖板以及控制插装件的阀芯运动状态的电磁阀，所述电磁阀通过控制盖板上的油路与所述插装件上的控制油口相连；
所述插装件、控制盖板以及电磁阀均安装在同一液压阀块上，构成一插装阀组。
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