[發(fā)明專利]快鍛壓機伺服直驅液壓系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103861983A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 向樹民;高俊峰;何琪功;盧光榮
• 申請（專利權）人: 蘭州蘭石重工有限公司
• 主分類號: B21J9/18
• 分類號: B21J9/18;F15B21/08
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 徐星

技術領域

本發(fā)明屬于鍛造行業(yè)快速鍛造液壓機組傳動控制領域。?

背景技術

自世界上第一臺鍛造水壓機誕生以來，液壓機的傳動型式經歷了水泵-蓄勢站和油泵直傳兩次重大的發(fā)展。目前，油泵直接傳動控制系統(tǒng)發(fā)展為兩種控制方式,即閥控方式和泵控方式。?

閥控方式即定量泵-節(jié)流閥節(jié)流調速的閥控系統(tǒng)。通過投入不同臺數的油泵和節(jié)流閥、比例壓力閥組成聯合控制方式，來實現不同鍛造速度的要求，能夠滿足高壓、大流量、頻繁換向的快速而無沖擊的工作需要，連續(xù)完成空程、加壓行程、卸載及回程循環(huán)工作周期。閥控方式結構復雜，且有大量多余高壓油的溢流，機組效率較低，造成大量的能量浪費。?

泵控方式即泵輸出控制的容積調速模式。通過徑向柱塞泵上的伺服閥控制泵的伺服機構，來改變搖桿的偏角，從而改變泵的流量和排油換向，使壓機能連續(xù)完成空程、壓下、卸壓及回程，整個連續(xù)過程逼近光滑的正弦曲線，使系統(tǒng)運行平穩(wěn)，快鍛次數提高。但是泵控方式所需泵、閥等元件十分昂貴，對油液清潔度要求高，使用條件苛刻，使用和維護成本高，并且因為油泵空循環(huán)時間段平均占工作時間超過50%，造成了能量的大量浪費。?

發(fā)明內容

為了克服上述兩種控制方式的缺點，簡化快鍛壓機液壓系統(tǒng)結構，提高機組效率，降低能耗，使快鍛壓機在運行快速的基礎上更加精準、平穩(wěn)、節(jié)能、環(huán)保，本發(fā)明提出了快鍛壓機伺服直驅液壓系統(tǒng)。?

具體的技術方案是：整個快鍛壓機液壓系統(tǒng)主要由主缸活塞桿9、雙向定量泵2、伺服電機1、比例溢流閥4、單向閥6、液壓管道3、壓機主缸的無桿腔7和有桿腔8組成，所述的雙向定量泵2的出油口、進油口分別連接到壓機主缸的無桿腔7和有桿腔8，伺服電機1連接雙向定量泵2；采用伺服電機-定量泵組直接驅動液壓執(zhí)行機構（油缸和電機等），即通過控制伺服電機1的力矩、轉速與轉角來控制雙向定量泵2輸出的液壓油流量與壓力，驅動液壓執(zhí)行元件動作，實現壓機連續(xù)運行。伺服直驅液壓系統(tǒng)將原有的壓機液壓系統(tǒng)中的控制對象（閥或者泵）轉移到對電機的控制，并將電機工作方式由連續(xù)工作方式改進為間歇工作方式。伺服直驅液壓系統(tǒng)通過設計控制校正環(huán)節(jié)算法來彌補壓機系統(tǒng)固有特性與給定的偏差以及電機運行狀態(tài)反饋與給定的偏差，從而將控制量送給伺服驅動裝置，驅動伺服電機按預期的正弦模式運行，進而泵的轉速、輸出的流量、壓力也實現正弦變化，驅動壓機按正弦模式平穩(wěn)、快速的運行。?

本發(fā)明提出的快鍛壓機伺服直驅液壓系統(tǒng)能夠根據壓機運行過程的位移-時間正弦性特點直接控制伺服電機按正弦速度模式運行，一方面使壓機運行更加平穩(wěn)、響應速度更快、沖擊振動更小；另一方面當壓機不工作時，電機停止運行，可以有效提高機組效率、降低能源消耗和改善生產環(huán)境，從而使壓機運行更加精準、平穩(wěn)、節(jié)能、環(huán)保。以一臺閥控方式4500噸快鍛壓機機組為例：機組功率為4200KW，每天工作時間為20小時，節(jié)能按15%計算，每天可節(jié)約12300度電能。工業(yè)用電按1元/度計算，每天可節(jié)約電費12300元。一年可節(jié)約電費448.95萬元。故本系統(tǒng)的研究與應用符合節(jié)能減排和低碳經濟的要求，符合社會可持續(xù)發(fā)展要求。?

附圖說明

圖1為伺服直驅液壓系統(tǒng)構成示意圖?

圖中：1-伺服電機；2-雙向定量泵；3-液壓管路；4-比例溢流閥；

??????5-油箱；6-單向閥；7-主缸無桿腔；8-主缸有桿腔；9-主缸活塞桿；

??????10-上砧；11-被鍛件棒料；12-下砧。

圖2為伺服直驅液壓系統(tǒng)控制框圖。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。?