[实用新型]单泵系统节能压机

说明书

本发明涉及液压传动技术，特别是单泵系统液压机。

现有各种用途的液压机，主油缸功能通常具有快速空载、慢速加载、延时保压、快速回程並停止等基本工艺动作，为节约能源和提高效率，一般采用高压泵与补油回路组成的液压系统，或采用高、低压泵并存的双泵系统，借助于行程开关等电器装置，实现速度和力的转换，以满足工艺要求。但是，上述两种系统往往结构复杂。为简化液压系统，中小型压机大多采用单泵直接供油。要使结构紧凑，采用高压泵，考虑到一定的生产效率，即有较快的行程速度，油泵规格又不能选得太小。于是将造成很大的能量损失，并提高了压机成本。

本发明的主要目的是节能。在保证所需吨位和一定效率前提下，使压机配置功率减小，能耗大幅度降低；同时也简化了液压、电气系统和整机结构，使压机性能改善，成本降低，维护方便。

为了达到上述目的，本发明的压机液压系统具有如下结构：主油缸采用复合式增压油缸，上部分是单杆低压缸，下部分是同向单杆高压缸。低压缸活塞杆即增压杆穿过两缸公共隔板，进入高压缸后腔。高压缸前腔油口与换向阀油口A和液控单向阀控制油口相接，并通过顺序阀与高压液控单向阀控制油口相接。高压缸后腔油口经过高压液控单向阀与换向阀油口B相接。低压缸前腔油口与A口或油池相通。低压缸后腔油口经单向顺序阀、液控单向阀与换向阀油口B相接。换向阀具有中位卸荷机能，如M型或K、H型等三位四通或五通的滑阀或转阀。为叙述方便，我们把油泵额定工作压力p₁称为低压，经增压后的压力p₂称为高压。当低压缸活塞紧靠后缸盖时，如果操纵换向阀，低压压力油送到油口B，由于低压缸油口的单向顺序阀的调整压力高于两液控单向阀的正向开启压力，低压油只能经过高压液控单向阀进入高压缸后腔，前腔的油液经换向阀油口A、O及背压阀返回油池，使高压缸活塞空载下行。若油缸截面积为F₂，则直接送入低压p₁、油量Q₁的油液时，其吨位为：

P₁＝p₁F₂（1）

此时，快速轻载下行速度为：

V₁＝Q₁／F₂（2）

当活塞杆受到一定负荷时，进入高压缸后腔的油量减少直至断流，油压升高，使油液经液控单向阀后，打开顺序阀而进入低压缸后腔，推动活塞向下运动。根据需要把低压缸截面积设计成增压杆截面积的K₀倍，因此，高压缸后腔形成一个高压区，其理论压力为：

p₂＝K₀p₁（3）

若油泵流量Q₁全部进入低压缸后腔，则高压等效流量Q₂按下式计算：

Q₂＝Q₁／K₀（4）

这时，由于p₂、Q₂压力油的作用，高压缸自动转入慢速工进行程，高压缸出力吨位为：

P₂＝p₂F₂＝K₀p₁F₂（5）

相应有工进速度为：

V₂＝Q₂／F₂＝Q₁／K₀F₂（6）

将（5）、（6）式和（1）、（2）式比较，有

P₂／P₁＝K₀（7）

V₂／V₁＝1／K₀（8）

显然，若采用普通单泵系统，为了保证出力P₂，油泵额定工作压力必须是p₂；而要获得同样的空载速度V₁，油泵流量应保持Q₁。当转入工进行程时，速度只需V₂，即流量仅需Q₂，则普通单泵系统将有大部分油液产生高压溢流，使油液很快升温，造成能量损失和油液老化。溢流量为：