[发明专利]一种直驱式电液伺服模锻锤控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及金属塑性成形锻造液压设备技术领域，具体的说是一种直驱式电液伺服模锻锤控制系统。

背景技术

模锻锤在锻造行业压力加工的发展中一直发挥着不可磨灭的作用，其经历了机械锤、蒸-空气锤、空气锤、电液锤的发展历程。由于锤上锻造的锻件成型速度快、金属流动性好，所以形成的锻件质量较高，在机械行业一直被沿用至今。目前使用较广的是电液锤，传统的电液锤液压系统较复杂，回路连接不方便，且含有打击阀，使系统的发热较高，需要设计独立的降温冷却环节，增加了结构复杂性和制造成本，且系统能量耗损过大，效率较低。此外，传统的液压模锻锤对于系统的控制方面不是很突出，对于落锤与升锤时速度的控制、稳定性的控制仍有可开发研究的空间。

直接驱动容积控制系统也叫直驱式电液伺服系统或电液混合执行装置等。它结合了交流调速的灵活性和液压出力大的双重优点，采用交流变频和液压容积调速组合成的交流变频容积调速回路具有调速范围宽、分辨率高、节能性好、抗污能力强、易于实现计算机控制等一系列优点。将直驱驱动容积控制系统与模锻锤相结合，是实现对模锻锤的高效控制的有效方法。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种直驱式电液伺服模锻锤控制系统，高能效、打击参数可控且性能稳定，而且液压回路结构简单、易于实现集成化、模块化设计，实现了“无液压管路”连接，降低了故障率，减轻了维护保养的难度，提高了锻锤的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种直驱式电液伺服模锻锤控制系统，包括依次连通并形成闭环的油箱、动力元件、控制元件和液压缸，其中液压缸包括无杆腔和有杆腔，在有杆腔内设置有活塞，活塞与模锻锤的锤头固定连接，所述控制元件包括先导阀系统和方向阀系统，其中方向阀系统包括打击阶段方向阀组和提捶阶段方向阀组，先导阀系统用于控制所述动力元件与打击阶段方向阀组或者提捶阶段方向阀组相连通。

所述打击阶段方向阀组包括第一插装阀和第三插装阀，第一插装阀和第三插装阀均为二通插装阀，第一插装阀的A1端与所述有杆腔相连通，第一插装阀的B1端与所述油箱相连通，第三插装阀的A3端与所述动力元件的压力端相连通，第三插装阀的B3端与所述无杆腔相连通。

所述提捶阶段方向阀组包括第二插装阀和第四插装阀，第二插装阀和第四插装阀均为二通插装阀，第二插装阀的A2端与所述动力元件的压力端相连通，第二插装阀的B2端与所述有杆腔相连通，第四插装阀的A4端与所述无杆腔相连通，第四插装阀的B4端与所述油箱相连通。

所述先导阀系统包括第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀，第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀均为两位三通电磁换向阀，第一换向阀、第二换向阀、第三换向阀和第四换向阀的进油口均与动力元件的压力端相连通，第一换向阀的控制油口与第一插装阀的C1端连通，第一换向阀的回油口与所述油箱相连通，第二换向阀的控制油口与第二插装阀的C2端连通，第二换向阀的回油口与油箱相连通，第三换向阀的控制油口与第三插装阀的C3端连通，第三换向阀的回油口与油箱相连通，第四换向阀的控制油口与第四插装阀的C4端连通，第四换向阀的回油口与油箱相连通。

所述第三插装阀的B3端和所述第四插装阀的A4端与所述无杆腔之间设置有第一先导溢流阀，所述第一插装阀的A1端和第二插装阀的B2端与所述有杆腔之间设置有第二先导溢流阀。

所述油箱还连通有一个液压马达，液压马达驱动连接有一个发电机，发电机还电连接有蓄能间接转换器。

所述蓄能间接转换器包括储能器件，储能器件还电连接有外部供电装置。

所述动力元件包括定量泵和伺服电机，其中定量泵的进油端与所述油箱相连通，定量泵的供油口与所述控制元件相连通，伺服电机与所述蓄能间接转化器电连接。

还包括电连接的控制器和采集元件，采集元件包括用于采集所述无杆腔内油压的第一压力传感器、用于采集所述有杆腔内油压的第二压力传感器和用于检测所述活塞移动距离的位移传感器，控制器与所述蓄能间接转换器电连接。

有益效果：

1、本发明利用伺服电机驱动定量泵，通过伺服电机控制定量泵的转速来改变定量输出的流量和压力，实现系统流量调节以达到节能目的；

2、当锻锤停止工作时，伺服电机和泵也随之停止，没有原动机（主要是电动机）运行的效率损失和空运转损失；

3、采用四个大流量的插装阀和四个两位三通电磁换向阀之间配合使用，打击阶段方向阀组和提捶阶段方向阀组互不干扰，切换速度快；