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CN100496789C - 自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统 - Google Patents

自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统 Download PDF

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CN100496789C CNB2006100883467A CN200610088346A CN100496789C CN 100496789 C CN100496789 C CN 100496789C CN B2006100883467 A CNB2006100883467 A CN B2006100883467A CN 200610088346 A CN200610088346 A CN 200610088346A CN 100496789 C CN100496789 C CN 100496789C
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Abstract

本发明涉及一种自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统，其特征在于：变量柱塞泵(2)出油口与比例节流阀(2.1)进油口相连，比例节流阀(2.1)的出油口与换向阀(7)进油口(P)相连，换向阀(7)回油口(T)与油池相连，换向阀(7)出油口(A)与顶推油缸(8)返回腔相连，出油口(B)与顶推油缸(8)工作腔相连；在变量柱塞泵(2)出油口与比例节流阀(2.1)之间，并联连接着比例压力阀(2.4)与安全阀(2.5)，在变量柱塞泵(2)出油口与比例节流阀(2.1)之间，并联接出定压阀(2.3)的出油口(B)与阀芯平衡口(a)；在变量柱塞泵(2)出油口与比例节流阀(2.1)之间，并联接出定差阀(2.2)的出油口(B)与阀芯平衡口(a)。本发明能实现顶推油缸的压力和流量自动匹配。

Description

自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统
技术领域：
本发明涉及一种小半径弯管机，尤其是涉及一种比例流量、压力控制的自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统。专用于小半径弯管顶推系统的控制。属液压控制系统技术领域。
背景技术：
在本发明作出以前，小半径弯管顶推系统通常采用手动流量调节和手动调压系统来控制，压力和流量不能自动匹配，能量损失较大，弯管过程中也不能变速和变力，所能只能弯曲半径较大的管件。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种顶推油缸的压力和流量能自动匹配的自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统。
本发明的目的是这样实现的：一种自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统，包括变量柱塞泵和换向阀，其特征在于：
a、变量柱塞泵的出油口与比例节流阀的进油口相连，比例节流阀的出油口与换向阀的进油口相连，换向阀的回油口与油池相连，而换向阀的出油口与顶推油缸的返回腔相连，出油口则与顶推油缸的工作腔相连；
b、在变量柱塞泵出油口与比例节流阀之间，并联连接着比例压力阀与安全阀，比例压力阀与安全阀的出油口连接油池；
c、在变量柱塞泵出油口与比例节流阀之间，并联接出定压阀的出油口与阀芯平衡口，而定压阀的阀芯弹簧口与比例压力阀的进油口相连，回油口T与变量柱塞泵的变量活塞相连；
d、在变量柱塞泵出油口与比例节流阀之间，并联接出定差阀的出油口与阀芯平衡口，而定差阀的阀芯弹簧口与比例节流阀的出油口相连，定差阀的回油口通过定压阀的出油口，定差阀的出油口与油池相连。
本发明不管进出口油压如何变化，通过比例节流口流量始终为常值，使油缸运行平衡，所以只需改变节流口，就可平衡改变油缸运行速度。因此本发明能实现压力和流量自动匹配。
附图说明：
图1为本发明自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统的液压系统原理图。
图2为顶推油缸速度工作曲线图，由比例节流阀完成。
图3为顶推油缸顶推压力工艺曲线图，由比例压力阀完成。
图4为管件弯管示意图。
图1中：吸油过滤器1，变量柱塞泵2，比例节流阀2.1，定差阀2.2，定压阀2.3，比例压力阀2.4，安全阀2.5，变量活塞2.6，压力表3与6，单向阀I4与单向阀II5，三位四通换向阀7，顶推油缸8，节流口c与d，比例线圈S1与S2。图中粗实线代表主回路，细实线代表控制回路。
图4中：顶推油缸8，管模9，夹紧块10，转臂11，夹爪12，顶推座13。
具体实施方式：
参见图1，自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统。
一、主回路连接
1、吸油：变量柱塞泵2与吸油过滤器1出油口相连，吸油过滤器1与油池相通，从而完成吸油过滤器1的吸油。
2、出油：变量柱塞泵2的出油口与比例节流阀2.1的进油口相连，比例节流阀2.1的出油口与单向阀II5的进油口相连，而单向阀II5的出油口则与三位四通换向阀7的进油口P相连，三位四通换向阀7的回油口T通向单向阀I4的进油口，使三位四通换向阀7的回油路产生一定的负压，一旦超过背压，则单向阀I4的出油口直通油池，系统回油。而三位四通换向阀7的出油口A与顶推油缸8的返回腔相连，出油口B则与顶推油缸8的工作腔相连。
以上通过三位四通换向阀的换向，来构成顶推油缸的工作和返回两个动作回路，通过比例节流阀2.1的开口度变化，以构成顶推油缸的速度变化回路。
3、压力控制主回路
在变量柱塞泵2出油口与比例节流阀2.1之间，并联连接着比例压力阀2.4与安全阀2.5，而比例压力阀2.4与安全阀2.5的出油口则直接连接油池，通过安全阀2.5，设定了系统最高压力，通过比例压力阀2.4设定系统压力，构成压力变化回路。
二、控制回路连接
1、比例压力阀的定压控制回路
在变量柱塞泵2出油口与比例节流阀2.1之间，并联接出定压阀2.3的出油口B与阀芯平衡口a，而定压阀2.3的阀芯弹簧口b与比例压力阀2.4的进油口相连，回油口T与变量柱塞泵2的变量活塞2.6相连。
通过定压阀2.3的动作，使变量柱塞泵2输出压力保持在比例压力阀调定的压力数值上。
2、在变量柱塞泵2出油口与比例节流阀2.1之间，并联接出定差阀2.2的出油口B与阀芯平衡口a，而定差阀2.2的阀芯弹簧口b与比例节流阀2.1的出油口相连，定差阀2.2的回油口T通过定压阀2.3的出油口A，定差阀2.2的出油口A与油池相连。通过定差阀2.2的动作，使比例节流阀2.1的进出油口的压差(定差阀2.2的a、b口)保持一个常数，使输出流量稳定。
注意：定差阀2.2与定压阀2.3的回油口T与变量柱塞泵2的变量活塞2.6相连，通过定差阀2.2与定压阀2.3的动作，使变量柱塞泵2的变量活塞2.6动作，使变量柱塞泵2变量或变压，使变量柱塞泵2输出的压力和流量相匹配，达到最好的工作状态。
3、节流口c、d使控制油在该油油路节流口前后形成压差。
4、压力表连接，在单向阀II5与三位四通换向阀7的进油口间接压力表6，用来观察顶推油缸的工作压力；在变量柱塞泵2与比例节流阀2.1之间接压力表3，用来检测变量柱塞泵出油口压力。
三、工作原理
1、比例流量工作原理
参见图1、2，变量柱塞泵2从吸油过滤器1吸油，排出的压力油一路流经比例节流阀2.1，一路流经比例压力阀2.4，弯管参数一经用户设定，由软件通过PLC模拟量输出单元给比例放大器一个输入信号，信号经放大后直接驱动比例线圈S1产生一线性节流口，输出需要的流量，最重要的是节流口前后压差由定差阀2.2调定，即P1-P2为定值。因而比例节流口压差基本不变，而定压阀2.3原理同定差阀2.2。
通过观察压力表3和6可验证其压差，而系统流量与节流口开度和压差成正比，所以不管进出口油压如何变化，通过比例流量口流量始终为常值，使油缸运行平衡，所以只需改变节流口，就可平衡改变油缸运行速度。
图2表明不仅流量大小可调，流量上升和下降，斜坡也可调，可有效减少对系统冲击，图3的压力曲线也是这样。
注：弯管参数是指管件材料，管件壁厚，弯曲半径。
2、比例压力工作原理
参见图1、2，压力油另一路流经比例压力阀2.4，弯管参数一经设定，由软件通过PLC模似量输出单元给比例放大器一个输入信号，信号经放大后直接驱动比例线圈S2产生一线性力作用在比例压力阀2.4锥阀芯上，由此系统产生设定压力，一旦超压，则定压阀2.3换向至右位，两者相配合，推动变量活塞2.6，使变量柱塞泵2变量，防止超压，多余油液则经圆形节流孔流回油箱，而安全阀2.5则为手动调压，一般为250bar，起安全作用。
另外在弯管过程中可以根据弯管工艺任意设定压力曲线，同样通过连续的变化的比例放大器输入信号来实现，使其符合管件变形情况，这一点对小半径弯管尤为重要，见图3。
四、其它说明
1、主阀的方向切换
调定的油液推开单向阀II5流经三位四通换向阀7，压力表6的压力即为油缸工作压力，三位四通换向阀7有四个油口，P表示进油口，T表示回油口，A和B表示通往顶推油缸8的两个工作油口，若线圈a得电，则进油口P通工作油口B，工作油口A通回油口T，顶推油缸8工作，见图4，带动夹爪12，跟随管模9一起运动，单向阀I4装在回油口T的油路上，可保持回路充满油液，并维持一定的背压，减少液压冲击。
五、工作说明
参见图4，弯曲时，夹紧块10在管件夹在管模9上(管模的半径是可以改变的)，随转臂11一同旋转，同时顶推座13上的导板压住管件，然后夹爪12夹紧管件，由顶推油缸8推动，一起同步跟随管模的速度V向前推，改善了管件变形的状态，使管件质量提高，而控制顶推机构的比例液压系统，为这种变速、变力的要求提供了条件。

Claims (4)

1、一种自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统，包括变量柱塞泵(2)和换向阀(7)，其特征在于：
a、变量柱塞泵(2)的出油口与比例节流阀(2.1)的进油口相连，比例节流阀(2.1)的出油口与换向阀(7)的进油口(P)相连，换向阀(7)的回油口(T)与油池相连，而换向阀(7)的出油口(A)与顶推油缸(8)的返回腔相连，出油口(B)则与顶推油缸(8)的工作腔相连；
b、在变量柱塞泵(2)出油口与比例节流阀(2.1)之间，并联连接着比例压力阀(2.4)与安全阀(2.5)，比例压力阀(2.4)与安全阀(2.5)的出油口连接油池；
c、在变量柱塞泵(2)出油口与比例节流阀(2.1)之间，并联接出定压阀(2.3)的出油口(B)与阀芯平衡口(a)，而定压阀(2.3)的阀芯弹簧口(b)与比例压力阀(2.4)的进油口相连，回油口(T)与变量柱塞泵(2)的变量活塞(2.6)相连；
d、在变量柱塞泵(2)出油口与比例节流阀(2.1)之间，并联接出定差阀(2.2)的出油口(B)与阀芯平衡口(a)，而定差阀(2.2)的阀芯弹簧口(b)与比例节流阀(2.1)的出油口相连，定差阀(2.2)的回油口(T)通过定压阀(2.3)的出油口(A)，定差阀(2.2)的出油口(A)与油池相连。
2、根据权利要求1所述的一种自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统，其特征在于：比例节流阀(2.1)的出油口与单向阀II(5)的进油口相连，单向阀II(5)的出油口与换向阀(7)的进油口(P)相连，换向阀(7)的回油口(T)与单向阀I(4)的进油口相连，单向阀I(4)的出油口与油池相连。
3、根据权利要求1或2所述的一种自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统，其特征在于：所述换向阀(7)为三位四通换向阀。
4、根据权利要求2所述的一种自动速度跟随与压力曲线设定的小半径弯管顶推系统，其特征在于：在单向阀II(5)与换向阀(7)的进油口间接压力表(6)，在变量柱塞泵(2)与比例节流阀(2.1)之间接压力表(3)。
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