一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统及其控制工艺的制作方法

本发明属于液压机械技术领域，更具体地说，涉及一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统及其控制工艺。

背景技术：

油压机是一种采用专用液压油作为工作介质，采用液压泵作为动力源，借助泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸/活塞，并通过单向阀使液压油在油箱循环使油缸/活塞循环做功，从而完成一定机械动作来作为生产力的一种机械。油压机被广泛用于汽车行业的零配件加工，各行业多种产品的定型、冲边、校正加工，制鞋、手袋、橡胶、模具、轴类、轴套类零件的压装、压印成型以及板材零件的弯曲、压印、套形拉伸等加工工艺。

油压机的类型有很多，根据生产的需要，其在体积、结构和效率上存在很大的区别。其中，框架龙门油压机是一种常用的油压设备，其主要包括上梁、滑块、立柱、下梁和主缸，主缸设置于上梁顶部，主缸的活塞杆下压带动滑块快速下降，滑块再慢速加压，保压成型，然后通过主缸带动滑块快速上升。在油压机工作过程中，其压力控制至关重要，压力控制的准确与否直接影响产品的加工质量。但有些工件在加工过程中，其受力通常不是中心对称，有的甚至会偏半边工作，但现有油压机的抗偏载能力相对较差，从而导致对工件及设备本身造成损坏。

经检索，中国专利申请号为200720170175.2的申请案公开了一种液压机的压力控制装置，具体包括安装于横梁上液压缸，液压缸分为三组，每组两个，分别等距离固定在上横梁上；液压缸的活塞杆与滑块固定相连，液压缸通过阀门控制其压力，三组液压缸通过同一个总压力阀和每组单独配置的分压力阀结合作用于各组油缸；总压力阀保持最大压力不变，分压力阀单独配置，每组油缸之间的压力单独控制，互不干涉，从而在一定程度上能够有效提高设备的抗偏载能力，但其需要设置多个单独的分压力阀组对不同油缸分别进行单独控制，结构较为复杂，成本高，且其油缸分布易受横梁安装面积的限制。

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油压机工作时抗偏载能力相对较差的不足，提供了一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统及其控制工艺。本发明通过对油缸的分布方式及液压系统的结构进行优化设计，从而可以有效提高油压机的抗偏载能力，满足工件加工时受力不均的使用需求。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统，包括油缸、油泵、油箱和三位四通阀，所述的油缸包括第一主油缸、第二主油缸、第一副油缸和第二副油缸，其中，油泵的进油口与油箱相连，其出油口与三位四通阀的p口相连，所述三位四通阀的a口与第一副油缸及第二副油缸的下腔相连，其b口通过四个电磁减压阀分别与四个油缸的上腔对应相连。

更进一步的，所述第一主油缸、第二主油缸、第一副油缸及第二副油缸均安装于上梁上并按照菱形结构交错分布，且第一副油缸和第二副油缸位于第一主油缸、第二主油缸的连线中垂线上。

更进一步的，所述四个油缸上均安装有感应器，且所述感应器及电磁减压阀均与液控系统控制相连。

更进一步的，还包括四个液控单向阀，所述液控单向阀的进油口分别与四个油缸的上腔相连，其出油口分别与油箱相连，且其控油口分别经二位四通阀与油泵的出油口相连。

更进一步的，所述电磁减压阀的控油口分别与对应油缸上腔相连。

更进一步的，所述三位四通阀的t口经插装阀与油箱相连，该插装阀的a口与油泵的出油口相连，其控油口经溢流阀与油箱相连。

更进一步的，还包括电磁阀，该电磁阀的p口与溢流阀的进油口相连，其t口与油箱相连。

更进一步的，所述第一副油缸及第二副油缸的上腔还通过安全阀与油箱相连。

更进一步的，所述油泵的进油口管道上设有滤油器，且其与电机驱动相连。

本发明的一种大吨位龙门框架式油压机的控制工艺，其控制工艺具体如下：

快下：电磁溢流阀的yv1、三位四通阀的yv2、二位四通阀的yv8和电磁减压阀的yv4、yv5、yv6、yv7得电，此时油泵电机带动油泵通过滤油器从油箱吸油，经三位四通阀直至四个油缸的上腔，另一股控制油路经二位四通阀直通四个液控单向阀的控制口，打开液控单向阀，给4个油缸充油。两副缸下腔的油液经二位四通阀接回油箱，实现快速下行的动作；

慢下：电磁溢流阀的yv1、三位四通阀的yv2和电磁减压阀的yv4、yv5、yv6、yv7得电，此时油泵电机带动油泵通过滤油器从油箱吸油，经三位四通阀直至四个油缸的上腔，另一股控制油路经二位四通阀直通四个液控单向阀的控制口，打开液控单向阀，给4个油缸充油；两副缸下腔的油液经三位四通阀回油箱，实现慢速下行压制工件的动作；

偏载控制：当工件发生偏载时，滑块下行压到工件后，由于其在工件所在侧受到工件的阻力而其他侧却不受力的时候，滑块会产生向其他侧方向的倾斜，这时安装在四个油缸上的感应器所检测到的滑块位置数据反馈给液控系统，控制偏斜侧对应的电磁减压阀失电并处于关闭状态，停止给该侧油缸供油，油泵输出的油液经三位四通阀供油给工件所在侧油缸带动滑块偏载下压，当滑块受力侧与偏斜侧下行一致时，偏斜侧对应的电磁减压阀就处于半开启状态，保持与滑块受力侧同步平稳下行，起到抗偏载工作；

回程：电磁溢流阀的yv1、三位四通阀的yv3得电，此时油泵电机带动油泵通过滤油器从油箱吸油，经三位四通阀直至两副油缸、的下腔，推动两副油缸、带动滑块上行，同时滑块也带动两主油缸、，另一股控制油路经二位四通换向阀直通四个液控单向阀的控制口，打开液控单向阀，给4个油缸回油做准备；四只油缸上腔的油液经液控单向阀流回油箱，实现快速上行的动作。

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)本发明的一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统，包括油缸、油泵、油箱和三位四通阀，其中所述的油缸包括第一主油缸、第二主油缸、第一副油缸和第二副油缸，本发明通过设置四个油缸并对液压系统的结构进行优化设计，可实现因偏载工作导致油缸受力的不同而进行偏载调节，从而可以有效提高油压机的抗偏载能力。

(2)本发明的一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统，所述第一主油缸、第二主油缸、第一副油缸及第二副油缸均安装于上梁上并按照菱形结构交错分布，本发明通过对油缸的分布进行优化，并配合液压系统的组合调节，从而可以进一步保证油压机的抗偏载能力。

(3)本发明的一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统，由于油缸外形为圆形，而上梁的安装面小，本发明通过四只油缸错位的设计，利用有效的上梁安装面，使两只副缸安装在两只主缸相邻的两边，同时又能使四只油缸受力点成为对称的四边形，从而还有利于保证油缸对滑块前、后、左、右的工作压力对称，进一步提高滑块受力的可控性。

(4)本发明的一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统，通过将四只油缸错位分布，并利用两个小缸径的副油缸对滑块的快下与返程进行驱动，两个副油缸的缸径面积相对较小，其所需液压油较少，因此可以有效提高滑块的上下动作速度，进而提高了工作效率。

(5)本发明的一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统，所述四个油缸上均安装有感应器，且所述感应器及电磁减压阀均与液控系统控制相连，通过四个感应器可以有效检测因压料受力不均匀而对滑块产生的偏载倾斜，再反馈给液控系统，通过液控系统控制相应的电磁减压阀动作，从而起到封油与减压的作用，实现抗偏载工作。

(6)本发明的一种大吨位龙门框架式油压机的控制工艺，通过设置四个交错分布的油缸，并对液压系统的结构进行优化设计，从而可以有效根据工件的位置进行偏载控制，提高了油压机的抗偏载能力，同时还可以有效保证工件的加工精度，并提高加工效率。

附图说明

图1为本发明的一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统原理图；

图2为本发明的油缸分布示意图。

示意图中的标号说明：

1、滤油器；2、油泵；3、电机；4、三位四通阀；5、液控单向阀；6、电磁减压阀；7、二位四通阀；8、安全阀；9、插装阀；10、溢流阀；11、电磁阀；1201、第一主油缸；1202、第二主油缸；1301、第一副油缸；1302、第二副油缸；14、滑块；15、感应器；16、油箱；17、上梁。

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

如图1所示，本实施例的一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统，包括油缸、油泵2、油箱16和三位四通阀4，所述的油缸包括第一主油缸1202、第二主油缸1202、第一副油缸1301和第二副油缸1302，其中，油泵2与电机3驱动相连，且其进油口通过滤油器1与油箱16相连，其出油口与三位四通阀4的p口相连，所述三位四通阀4的a口与第一副油缸1301及第二副油缸1302的下腔相连，其b口通过四个电磁减压阀6分别与四个油缸的上腔对应相连，其t口经插装阀9与油箱16相连，该插装阀9的a口与油泵2的出油口相连，其控油口经溢流阀10与油箱16相连。所述电磁减压阀6的控油口分别与对应油缸上腔相连，第一副油缸1301及第二副油缸1302的上腔通过安全阀8与油箱相连。

本实施例的液压系统还包括电磁阀11，电磁阀11的p口与溢流阀10的进油口相连，其t口与油箱16相连。上述四个油缸的上腔还分别与四个液控单向阀5的进油口对应相连，液控单向阀5的出油口分别与油箱16相连，且其控油口分别经二位四通阀7与油泵2的出油口相连。本实施例设置四个油缸并对液压系统的结构进行优化设计，可实现因偏载工作导致油缸受力的不同而进行偏载调节，从而可以有效提高油压机的抗偏载能力。

实施例2

本实施例的一种大吨位龙门框架式油压机的液压系统，其结构基本同实施例1，其区别主要在于：如图2所示，所述第一主油缸1202、第二主油缸1202、第一副油缸1301及第二副油缸1302均安装于上梁17上并按照菱形结构交错分布，且第一副油缸1301和第二副油缸1302位于第一主油缸1202、第二主油缸1202的连线中垂线上。本实施例通过对油缸的分布进行优化，并配合液压系统的组合调节，从而可以进一步保证油压机的抗偏载能力。同时，由于油缸外形为圆形，而上梁17的安装面小，通过四只油缸的错位分布，利用有效的上梁17安装面，使两只副缸安装在两只主缸相邻的两边，同时又能使四只油缸受力点成为对称的四边形，从而有利于保证油缸对滑块14前、后、左、右的工作压力对称，进一步提高滑块受力的可控性。另外，本实施例利用两个小缸径的副油缸对滑块14的快下与返程进行驱动，两个副油缸的缸径面积相对较小，其所需液压油较少，因此可以有效提高滑块的上下动作速度，进而提高了工作效率。

本实施例中上述四个油缸上均安装有感应器15，且所述感应器15及电磁减压阀6均与液控系统控制相连，通过四个感应器15可以有效检测因压料受力不均匀而对滑块产生的偏载倾斜，再反馈给液控系统，通过液控系统控制相应的电磁减压阀6动作，从而起到封油与减压的作用，实现抗偏载工作。具体的，每两个感应器为一组，每一组分别对比滑块14的工作状态是否倾斜，跟据检测结果，反馈给液控系统进行调控。因14滑块上、下动作不压工件时，滑块14上、下运行是不受工件的偏载影响，通过滑块14导轨进行限定就可以平稳运行，但当滑块14在工作时的受力点不均匀时，滑块14将失去平衡，这时四个感应器15分别检测的数据不同，在每组对比下通过液控系统控制相应油缸上的电磁减压阀。

实施例3

本实施例的一种大吨位龙门框架式油压机的控制工艺，当油压机在设备“偏左”边工作时，采用实施例2的液压系统，其具体控制工艺为：

快下：电磁溢流阀的yv1、三位四通阀4(三位四通电液换向阀)的yv2、二位四通阀7的yv8的yv9和电磁减压阀6的yv4、yv5、yv6、yv7得电，此时油泵电机3带动油泵2通过滤油器1从油箱16吸油，经三位四通阀4直至四个油缸的上腔，另一股控制油路经二位四通阀7(二位四通换向阀)直通四个液控单向阀5的控制口，打开液控单向阀5，给4个油缸充油。两副缸下腔的油液经二位四通阀7直接回油箱，实现快速下行的动作；

慢下：电磁溢流阀的yv1、三位四通阀4的yv2和电磁减压阀6的yv4、yv5、yv6、yv7得电，此时油泵电机3带动油泵2通过滤油器1从油箱16吸油，经三位四通阀4直至四个油缸的上腔，另一股控制油路经二位四通阀7(二位四通换向阀)直通四个液控单向阀5的控制口，打开液控单向阀5，给4个油缸充油。两副缸下腔的油液经三位四通阀4回油箱，实现慢速下行压制工件的动作。

左偏载：当滑块14下行压到工件后，由于左边受到工件的阻力而右边却不受力的时候，滑块14会产生向右倾斜，这时安装在两个主油缸1201、1202上的两个感应器15所检测到的滑块14位置数据是右边比左边大，反馈给液控系统使第二主油缸1202对应的电磁减压阀6失电，这时第二主油缸1202对应的电磁减压阀6处于关闭状态，停止给第二主油缸1202供油，油泵2输出的油液经三位四通阀4供油给第一主油缸1201与两副油缸带动滑块14偏载下压，当滑块14左边下行与右边一致时，第二主油缸1202上的电磁减压阀yv7就处于半开启状态，保持与左边同步平稳下行，起到左边抗偏载工作。

回程：电磁溢流阀的yv1、三位四通阀4的yv3得电，此时油泵电机3带动油泵2通过滤油器1从油箱16吸油，经三位四通阀4直至两副油缸1301、1302的下腔，推动两副油缸1301、1302带动滑块14上行，同时滑块14也带动两主油缸1201、1202，另一股控制油路经二位四通换向阀7直通四个液控单向阀5的控制口，打开液控单向阀5，给4个油缸回油做准备。四只油缸上腔的油液经液控单向阀5流回油箱，实现快速上行的动作。

实施例4

本实施例的一种大吨位龙门框架式油压机的控制工艺，当油压机在设备“偏右”边工作时，采用实施例2的液压系统，其具体控制工艺为：

快下：电磁溢流阀的yv1、三位四通阀4(三位四通电液换向阀)的yv2、二位四通阀7的yv8和电磁减压阀6的yv4、yv5、yv6、yv7得电，此时油泵电机3带动油泵2通过滤油器1从油箱16吸油，经三位四通阀4直至四个油缸的上腔，另一股控制油路经二位四通阀7(二位四通换向阀)直通四个液控单向阀5的控制口，打开液控单向阀5，给4个油缸充油。两副缸下腔的油液经二位四通阀7直接回油箱，实现快速下行的动作；

慢下：电磁溢流阀的yv1、三位四通阀4的yv2和电磁减压阀6的yv4、yv5、yv6、yv7得电，此时油泵电机3带动油泵2通过滤油器1从油箱16吸油，经三位四通阀4直至四个油缸的上腔，另一股控制油路经二位四通阀7(二位四通换向阀)直通四个液控单向阀5的控制口，打开液控单向阀5，给4个油缸充油。两副缸下腔的油液经三位四通阀4回油箱，实现慢速下行压制工件的动作。

右偏载：当滑块14下行压到工件后，由于右边受到工件的阻力而左边却不受力的时候，滑块14会产生向左倾斜，这时安装在两个主油缸1201、1202上的两个感应器15所检测到的滑块14位置数据是右边比左边小，反馈给液控系统使第一主油缸1201对应的电磁减压阀6失电，这时第一主油缸1201对应的电磁减压阀6处于关闭状态，停止给第一主油缸1201供油，油泵2输出的油液经三位四通阀4供油给第二主油缸1202与两副油缸带动滑块14偏载下压，当滑块14右边下行与左边一致时，第一主油缸1201上的电磁减压阀yv4就处于半开启状态，保持与右边同步平稳下行，起到右边抗偏载工作。

回程：电磁阀11的yv1、三位四通阀4的yv3得电，此时油泵电机3带动油泵2通过滤油器1从油箱16吸油，经三位四通阀4直至两副油缸1301、1302的下腔，推动两副油缸1301、1302带动滑块14上行，同时滑块14也带动两主油缸1201、1202，另一股控制油路经二位四通换向阀7直通四个液控单向阀5的控制口，打开液控单向阀5，给4个油缸回油做准备。四只油缸上腔的油液经液控单向阀5流回油箱，实现快速上行的动作。

实施例5

本实施例的一种大吨位龙门框架式油压机的控制工艺，当油压机在设备“偏左、偏上”边工作时，其快下、慢下及回程控制工艺同实施例3，其区别主要在于偏载控制工艺不同，具体如下：

左、上偏载：当滑块14下行压到工件后，由于左、上边受到工件的阻力而右、下边却不受力或受力偏小时，滑块14会向右下方向倾斜，这时安装在滑块14上的两组感应器15所检测的滑块位置的数据是，右边比左边大，下边比上边大，通过两组感应器15数据对比反馈给液控系统，使第二主油缸1202与第二副油缸1302的电磁减压阀yv6、yv7失电或处于半开启状态，这时第二主油缸1202与第二副油缸1302的电磁减压阀处于关闭状态，停止给第二主油缸1202与第二副油缸1302供油，油泵2输出的油液经电液换向阀4供油给第一主油缸1201与第一副油缸1301带动滑块14偏载下压，当滑块14左边、上边下行与右边、下边一致时，第二主油缸1202与第二副油缸1302上的电磁减压阀yv6、yv7就处于半开启状态，保持与左边、上边同步平稳下行，起到左、上边抗偏载工作。

实施例6

本实施例的一种大吨位龙门框架式油压机的控制工艺，当油压机在设备“偏左、偏下”边工作时，其快下、慢下及回程控制工艺同实施例3，其区别主要在于偏载控制工艺不同，具体如下：

左、下偏载：当滑块14下行压到工件后，由于左、下边受到工件的阻力而右、上边却不受力或受力偏小时，滑块14会向右、上方向倾斜，这时安装在滑块14上的两组感应器15所检测的滑块位置的数据是，右边比左边大，上边比下边大，通过两组感应器15数据对比反馈给液控系统，使第二主油缸1202与第一副油缸1301的电磁减压阀yv5、yv7失电或处于半开启状态，这时第二主油缸1202与第一副油缸1301上的电磁减压阀6处于关闭状态，停止给第二主油缸1202与第一副油缸1301供油，油泵2输出的油液经电液换向阀4供油给第一主油缸1201及第二副油缸1302带动滑块偏载下压，当滑块左边、下边下行与右边、上边一致时，第二主油缸1202与第一副油缸1301上的电磁减压阀yv5、yv7就处于半开启状态，保持与左边、下边同步平稳下行，起到左、下边抗偏载工作。

实施例7

本实施例的一种大吨位龙门框架式油压机的控制工艺，当油压机在设备“偏右、偏下”边工作时，其快下、慢下及回程控制工艺同实施例3，其区别主要在于偏载控制工艺不同，具体如下：

右、下偏载：当滑块14下行压到工件后，由于右、下边受到工件的阻力而左、上边却不受力或受力偏小时，滑块14会向左、上方向倾斜，这时安装在滑块14上的两组感应器15所检测的滑块位置的数据是，左边比右边大，上边比下边大，通过两组感应器数据对比反馈给液控系统，使第一主油缸1201与第一副油缸1301的电磁减压阀yv5、yv4失电或处于半开启状态，这时第一主油缸1201与第一副油缸1301上的电磁减压阀处于关闭状态，停止给第一主油缸1201与第一副油缸1301供油，油泵2输出的油液经电液换向阀4供油给第二主油缸1202与第二副油缸1302带动滑块14偏载下压，当滑块右边、下边下行与左边、上边一致时，第一主油缸1201与第一副油缸1301上的电磁减压阀yv5、yv4就处于半开启状态，保持与右边、下边同步平稳下行，起到右、下边抗偏载工作。

实施例8

本实施例的一种大吨位龙门框架式油压机的控制工艺，当油压机在设备“偏右、偏上”边工作时，其快下、慢下及回程控制工艺同实施例3，其区别主要在于偏载控制工艺不同，具体如下：

右、上偏载：当滑块14下行压到工件后，由于右、上边受到工件的阻力而左、下边却不受力或受力偏小时，滑块14会产生向左、下方向倾斜，这时安装在滑块上的两组感应器所检测的滑块位置的数据是，左边比右边大，下边比上边大，通过两组感应器数据对比反馈给液控系，使第一主油缸1201与第二副油缸1302的电磁减压阀yv6、yv4失电或处于半开启状态，这时第一主油缸1201与第二副油缸1302上的电磁减压阀6处于关闭状态，停止给第一主油缸1201与第二副油缸1302供油，油泵2输出的油液经电液换向阀4供油给第二主油缸1202及第一副油缸1301带动滑块14偏载下压，当滑块14右边、上边下行与左边、下边一致时，第一主油缸1201与第二副油缸1302上的电磁减压阀yv6、yv4就处于半开启状态，保持与右边、上边同步平稳下行，起到右、上边抗偏载工作。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。