Система управления гидравлическим прессом Советский патент 1982 года по МПК B30B15/20 

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕССОМ

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям гидравлических прессов.

Известна система управления гидравлическим прессом, содержащая насос с механизмом регулирования его производитель- 5 ности, выполненным в виде управляющего цилиндра с плунжером, взаимодействующим с возвратной пружиной, дополнительный насос, сливной бак, а также соединенные с напорной магистральнЗ основного насоса Q блок клапанного распределителя рабочего гидроцилиндра пресса и блок клапанного распределителя цилиндра гидроподушки в виде клапана с логической функцией ИЛИ трехпозицион.цого золотника с двумя выхо дами и электромагнитным управлением и 15 установленных на магистралях штоковой и. поршневой полостей цилиндра гидроподущки напорных клапанов и сливных аппаратов с управляющими полостями.

В устройстве управление работой рабо- Q чего цилиндра и цилиндра- гидроподущки осуществляется с помощью блоков клапанного распределения 1.

Недостаток известного устройства - малая надежность из-за высоких контактных давлений в корпусе распределителя, вызванных высоким давлением рабочей жидкости в цилиндре гидроподушки.

Цель изобретения - повышение надежности.

Указанная цель достигается за счет того, что система управления гидравлическим прессом, содержащая основной насос с механизмом регулирования его производительности, выполненным в виде управляющего цилиндра с плунжером, взаимодействующим с возвратной пружиной, дополнительный насос, сливной бак, а также соединенные с напорной магистралью напорного насоса блок клапанного распределителя рабочего гидроцилиндра пресса и блок клапанного распределителя цилиндра гидроподушки в виде клапана с логической функцией ИЛИ, трехпозиционного золотника с двумя выходами и электромагнитным управлением и установленных на магистралях штоковой и поршневой полостей цилиндра гидроподушки напорных клапанов и сливных аппаратов с управляющими полостями, снабжена дифференциальным, выполненным в в.иде корпуса и размещенного в нем двухступенчатого цилиндрического стержня с запорным пояском, разделяющим надклапанную и подклапанную полости, при этом поршневая полость цилиндра гидроподушки соединеначерез клапан с логической функцией ИЛИ с управляющей полостью ее напорного клапана и с одним выходом трехпозиционного золотника, надклапанная полость дифференциального клапана соединена со вторым выходом трехпозиционного золотника и управляющей полостью напорного клапана ЩТОКОБОЙ полости цилиндра гидроподушки, а его подклапанная полость - с управляющей полостью сливного аппарата поршневой полости цилиндра гидроподушки.

При этом сливной аппарат штоковой полости цилиндра гидроподушки выполнен в виде обратного клапана с сервоприводом, соединенного своей надклапанной полостью со штоковой полостью гидроцилиндра, подклапанной полостью - со сливным баком, а полостью сервопривода - с управляющей полостью напорного клапана штоковой полости цилиндра гидроподушки.

На чертеже представлена принципиальная схема управления.

Система управления состоит из рабочего цилиндра 1, в плунжере 2 которого размещен форсирующий цилиндр 3. Полости 4 и 5 рабочего цилиндра 3 управляются напорным клапаном б, в управляющей полости которого установлен предохранительный клапан 7 с магистралью 8 дистанционного управления и распределитель 9, напорным клапаном 10, сливным аппаратом 11, в управляющей полости которого установлен предохранительный клапан 12, отделенный от распределителя 13 обратным клапаном 14, и клапан 15 наполнения, полость управления которого (не показана) связана трубопроводом 16 со щтоковой полостью 17, которая управляется поддерживающим клапаном 18, напорным клапаном 19, в управляющей полости которого установлен гидравлический логический элемент ИЛИ 20 и сливным клапаном 21.

Порщневая полость 22 цилиндра гидроподушки 23 с поршнем 24 управляется напорным клапаном 25, управляющая полость 26 которого соединена с выходом 27 гидравлического логического элемента ИЛИ 28, один вход 29 которого соединен с напорной магистралью 30, другой вход 31 - с трехпозиционным золотником 32 и сливным клапаном 33, в управляющей полости 34 которого установлен предохранительный клапан 35 и магистраль для соединения с подклапанной полостью 36 дифференциального клапана 37. Клапан 37 содержит, стержень с двумя цилиндрическими поясками 38 и 39, его надклапанная полость 40 соединена с золотником 32, а соотношение площадей 41 и 42 равно соотношению площадей 43 и 44 рабочего цилиндра и цилиндра гидроподу щки.

Штоковая полость 45 управляется напорным клапаном 46 и сливным аппаратом 47, состоящим из клапанов 48 и 49 с пружиной 50, и сервопривода, включающего толкатель 51, расположенный в корпусе 52, вход 53 которого соединен со сливом 54, а выход 55 - с напорной магистралью 56, а также фланец 57, в котором размещены пружины 58 с порщнем 59, и образована полость, соединенная с управляющей полостью 60 и золотником 32.

Для управления работой пресса установлены конечные переключатели 61-66.

Для привода прессй установлен основной насос 67 переменной производительности с предохранительным клапаном 68 с распределителем 69. Механизм 70 регулирования производительности питается насосом 71 управления, защищенным от перегрузок предохранительным клапаном 72, и содержит регулятор мощности (не показан) и устройство дистанционного управления, состоящее из предохранительного клапана 73 и распределителя 74.

Управление распределителями осуществляется электромагнитами 75-81.

Система управления гидравлическим прессом работает следующим образом.

В исходном положении плунжер 2 цилиндра 1 находится вверху и ползун пресса замыкает конечный переключатель 61. Поддерживающий клапан 18 настроен на давление от веса подвижных частей пресса и предотвращает самопроизвольное опускание плунжера 2. Поршень 24 цилиндра гидроподушки 23 также находится вверху, замыкая переключатель 65. Электромагниты элементов 9, 13, 32, 69 и 74 обесточены. При этом рабочая жидкость от насоса 67 сливается в бак под некоторым избыточным давлением, которое поступает в управляющие полости клапанов 10, 12, 19, 21, 25, 33 и 46 и удерживает их (вместе с усилием от пружин) в закрытом положении. Одновременно избыточное давление подводится под поршень 59, в результате чего открываются клапаны 48 и 49, соединяя штоковую полость 45 со сливом 54. Насос 71 управления сливает масло в бак через распределитель 74 и предохранительный клапан 73.

По команде на вход ползуна вниз ис-, ключаются электромагниты 75 и 80, при этом предохранительный клапан 68 закрывается, поддерживая в системе необходимое давление.

Распределитель 13 занимает правую (по чертежу) позицию и соединяют управляющие полости напорного клапана 10 и сливного клапана 21 со сливом, а иадклапанные полости сливного аппарата 11 и напорного клапана 19 с напорной магистралью насоса 67. Поток рабочей жидкости от насоса 67 открывает напорный клапан 10 и поступает в полость 5 форсирующего цилиндра 3. Происходит быстрый ход плунжера 2 вниз. Рабочая полость 4 заполняется рабочей жидкостью через клапан 15 наполнения. Рабочая жидкость из штоковой полости 17 вытесняется через поддерживающий аппарат 18, сливной клапан 21 и сливается в бак. Давление на входе логического элемента ИЛИ 20 равно давлению насоса 67, в связи с чем запорный орган перемещается вправо, закрывает; правый вход и соединяет управляющую полость напорного клапана 19 с насосом 67, в результате чего клапан 19 закрыт. После нажатия на конечный переключатель 62 включается электромагнит 77, и распределитель 9 занимает правую позицию, соединяя управляющую полость напорного клапана 6 со сливом. Клапан 6 открывается и жидкость от насоса 67 поступает одновременно в полости 4 и 5, а клапан 15 наполнения закрывается. При этом золотник 32 занимает исходную позицию, напорные клапаны 25 и 46 зактыты. Сливной аппарат 47 открыт, дифференциальный клапан 37 закрыт, сливной клапан 33 закрыт. При щтамповке заготовка опирается в местах зажима на порщень 24. При движении вниз ползун пресса опускается на заготовку в местах зажима и перемещает пор шень 24 вниз. Так как напорный 25 и сливной 33 клапаны закрыты, давление в полости 22 и магистрали 30 увеличивается до настройки предохранительного клапана 35. Сливной клапан 33 начинает работать как обычный двухкаскадный предохранительный клапан, через который жидкость под давлением вытесняется на слив из полости 22, в результате чего создается противодействующее главному цилиндру 1 усилие, которым листовая заготовка зажимается в щтампе. При дальнейшем движении плунжера 2 вниз происходит рабочий ход с вытяжкой изделия. При этом рабочее давление в рабочем гидроцилиндре во столько раз меньше давления в цилиндре гидроподушки 23, во сколько раз площадь 44меньше площади 43. Соответственно давление на входе 29 гидравлического логического элемента ИЛИ 28 больше, чем на входе 31, в результате чего запорный орган перемещается вправо, закрывает вход 31 и соединяет магистраль 30 через открытый вход 29 с управляющей полостью 26, в связи с чем клапан 25 остается закрытым. При движении вниз щтоковая полость 45заполняется маслом через открытый клапан 46. Рабочий ход продолжается до конечного переключателя 64, по команде которого отключается электромагнит 75 и включается электромагнит 76, в результате чего распределитель 13 занимает левую по чертежу позицию, соединяя управляющую полость сливного аппарата 11 и управляющую полость напорного клапана 19 со сливом, а управляющие полости напорного 10 и сливного 21 клапанов с насосом 67. Сливной аппарат 11 открывается и одновременно масло от насоса 67 поступает к напорному клапану 19. Клапан открывается, и масло от насоса 67 поступает в штоковую полость 17 и одновременно к сливному клапану 21, однако клапан 21 остается закрытым, так как запорный орган гидравлического логического элемента ИЛИ 20 перемещается влево, отсоединяя надклапанную полость напорного клапана 19 от слива через распределитель 13 и соединяет ее со щтоковой полостью 17, в результате чего напорный клапан 19 начинает работать как обратный клапан, для открытия которого требуется более высокое избыточное давление, которым сливной аппарат закрывается. Жидкость от насоса 67 поступает в щтоковую полость 17 и одновременно закрывает клапан 15 наполненияПлунжер 2 перемещается вверх, вытесняя жидкость из полости 4 через клапан 15 наполнения, а из полости 5 - через открытый напорный клапан 6 и сливной аппарат 11. Движение продолжается до переключателя 63, по команде которого отключается электромагнит 77. Напорный клапан 6 закрывается и жидкость из полости 5 через клапан 10 поступает в штоковую полость 17. Движение плунжера 2 вверх продолжается до переключателя 61, по команде которого электромагниты 75-77 отключаются и включается электромагнит 79. Распределители 9 и 13 занимают исходную позицию клапаны 6, 10, 19 и 21 и сливной аппарат 11 закрываются. Золотник 32 занимает левую позицию. Управляющая полость 26 соеди 1яется со сливом и клапан 25 открывается, направляя поток жидкости от насоса 67 в рабочую полость 22. Управляющая полость клапана 46, полость сервопривода и полость 40 дифференциального клапана 37 соединяются с насосом 67. Клапаны 46 и 37 закрываются, а сливной аппарат 47 .открывается, в результате чего поршень 24 перемещается вверх, выталкивая изделие из штампа. Движение поршня 24 вверх продолжается до конечного переключателя 65, по команде которого все электромагниты обесточиваются, и система занимает исходное положение. Экономический эффект от внедрения предложения обеспечивается за счет повышения надежности системы управления. Формула изобретения 1 Система управления гидравлическим прессом, содержащая насос с механизмом регулирования его производительности, выполненным в виде управляющего цилиндра, с плунжером, взаимодействующим с возвратной пружиной, дополнительный насос, сливной бак, а также соединенные с напорной магистралью основного насоса блок клапанного распределителя рабочего гидроцилиндра пресса и блок клапанного распределителя цилиндра гидроподущки в виде клапана с логической функцией ИЛИ, трехпозиционного золотника с двумя выходами и электромагнитным управлением и установленных на магистралях щтоковой и порщневой полостей цилиндра гидроподушки напорных клапанов и сливных аппаратов с управляющими полостями, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности, она снабжена дифференциальным клапаном, выполненным в виде корпуса и размещенного в нем двухступенчатого цилиндрического стержня с запорным пояском, разделяющим надклапанную и подклапанную полости, при этом порщневая полость цилиндра гидроподущки сое92динена через клапан с логической функцией ИЛИ с управляющей полостью ее напорного клапана и с одним выходом трехпозиционного золотника, надклапанная полость дифференциального клапана соединена со вторым входом трехпозиционного золотника и управляющей полостью напорного клапана щтоковой полости цилиндра гидроподушки, а его подклапанная полость - с управляющей полостью сливного аппарата порщневой полости цилиндра гидроподущки. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сливной аппарат щтоковой полости цилиндра гидроподущки выполнен в виде обратного клапана с сервоприводом, соединенного своей надклапанной полостью со щтоковой полостью гидроцилиндра, подклапанной полостью - со сливным баком, а полостью сервопривода - с управляющей полостью напорного клапана щтоковой полости цилиндра гидроподущки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2809227/25-27, кл. В 30 В 15/20, 17.08.79 (прототип).