本發(fā)明涉及自動(dòng)變量油缸液壓油路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于控制雙腔油缸高速自動(dòng)變量的液壓油路。

背景技術(shù)：

普通的油缸其內(nèi)腔通常只有一個(gè)，工作的時(shí)候通過輸液閥將液壓油輸入到油缸內(nèi)腔內(nèi)，來(lái)推動(dòng)位于內(nèi)腔的活塞桿，這種油缸的液壓缸的輸出力和活塞桿的輸出速度與輸液閥送油的量和速度有直接關(guān)系，而這種油缸工作的時(shí)候，其輸出力和輸出速度是恒定的，不會(huì)發(fā)生改變，而裝有這種油缸的壓機(jī)工作的時(shí)候，首先要保證的壓合產(chǎn)品的壓力，所以壓機(jī)運(yùn)行的時(shí)候是根據(jù)所需壓力來(lái)設(shè)定輸液閥的輸液量，這種壓機(jī)工作時(shí)為了確保壓力其下壓速度較慢，能耗較高，大大影響企業(yè)的工作效益，而某些壓機(jī)為了確保其工作效率，將油缸的活塞桿的直徑變小，直徑變小會(huì)影響油缸的壓力，這種壓機(jī)不適合用在壓合大型工件上，為了解決上述問題，設(shè)計(jì)一種既能夠保持壓機(jī)的壓合速度，又能夠保證壓機(jī)的壓合力的油缸是非常有必要的，該油缸需要通過特殊的液壓控制油路，才能夠合理的安裝在壓機(jī)上，所以設(shè)計(jì)合理的液壓控制油路是有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于控制雙腔油缸高速自動(dòng)變量的液壓油路，具有生產(chǎn)成本低、同時(shí)能夠控制壓機(jī)壓頭的輸出速度和輸出壓力、從而提高壓機(jī)的工作效率、提高工廠的效益、且能夠根據(jù)產(chǎn)品的形變量來(lái)自動(dòng)改變油缸內(nèi)部壓力工作時(shí)，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)大大降低了壓機(jī)的能夠、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能增加、降低工作成本等特點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種用于控制雙腔油缸高速自動(dòng)變量的液壓油路，包括油箱、第一充液閥和雙腔油缸中間腔體，所述的油箱通過管路與第一充液閥和第二充液閥相連，所述的第一充液閥和第二充液閥分別與雙腔油缸外側(cè)腔體和雙腔油缸中間腔體的上端相連，雙腔油缸下端的卸油口通過管路與第三換向閥插件的進(jìn)油口和第二主溢流閥插件的進(jìn)油口相連，所述的第三換向閥插件的出油口通過管路與第四個(gè)二位四通換向閥的A口相連，第四個(gè)二位四通換向閥的T口與油箱相連，第二主溢流閥插件的出油口與第一個(gè)三位四通換向閥的A口相連，所述的第一個(gè)三位四通換向閥的B口通過溢流閥與第二主溢流閥插件的出油口相連，第一個(gè)三位四通換向閥的T口與油箱相連，所述的油箱上安裝有單向變量泵，單向變量泵與第一充液閥和第二充液閥連通，所述的第四個(gè)二位四通換向閥的T口與單向變量泵上的油管相連。

所述的雙腔油缸中間腔體上端通過管路與第一主溢流閥插件相連，第一主溢流閥插件通過管路與第三個(gè)二位四通換向閥的B口相連，所述的第三個(gè)二位四通換向閥的T口與油箱相連，第三個(gè)二位四通換向閥的A口通過第二換向閥插件與第一個(gè)二位四通換向閥的P口相連，所述的第一個(gè)二位四通換向閥的T口與油箱相連，B口與第一充液閥和第二充液閥相連。

所述的雙腔油缸外側(cè)腔體的上端通過管路與第一換向閥插件的側(cè)面開口相連，所述的第一換向閥插件的進(jìn)口通過管路與單向變量泵上的油管相連，第一換向閥插件的出油口與第二個(gè)二位四通換向閥的A口相連，所述的第二個(gè)二位四通換向閥的P口與第三個(gè)二位四通換向閥的P口相連，所述的第二個(gè)二位四通換向閥的T口與油箱相連。

所述的單向變量泵上的油管與第三主溢流閥插件相連，所述的第三主溢流閥插件與第二個(gè)三位四通換向閥的P口相連，第二個(gè)三位四通換向閥的T口與油箱相連。

所述的第一換向閥插件與第二個(gè)二位四通換向閥之間的油路上安裝有或門型梭閥，所述的第二換向閥插件與第三個(gè)二位四通換向閥之間的有路上安裝有或門型梭閥，所述的第三換向閥插件與第四個(gè)二位四通換向閥之間安裝有或門型梭閥。

所述的第二主溢流閥插件與第一個(gè)三位四通換向閥之間安裝有雙向溢流閥，所述的第三主溢流閥插件與第二個(gè)三位四通換向閥之間安裝有雙向溢流閥，位于第一個(gè)三位四通換向閥的雙向溢流閥與第一個(gè)三位四通換向閥的B口相連，位于第二個(gè)三位四通換向閥的雙向溢流閥與第二個(gè)三位四通換向閥的A口相連，雙向溢流閥的下部開口與油箱相連。

所述的第二主溢流閥插件和第三主溢流閥插件的側(cè)面開口與油箱相連。

所述的第二換向閥插件的側(cè)面油路與雙腔油缸中間腔體和第一主溢流閥插件之間的管路相連，所述的第三換向閥插件的側(cè)面油路與卸油口和第二主溢流閥插件之間的油路連通。

第一主溢流閥插件的側(cè)面開口通過管路與雙腔油缸中間腔體和第一主溢流閥插件之間的管路相連，第一主溢流閥插件的側(cè)面的管路上安裝有開口朝向雙腔油缸中間腔體和第一主溢流閥插件的單向閥，所述的雙腔油缸中間腔體和第一主溢流閥插件之間的管路上安裝有開口朝向雙腔油缸中間腔體的單向閥。

所述的單向變量泵上安裝有單作用彈簧復(fù)位缸。

所述的油箱上通過管路安裝有液壓泵，液壓泵通過管路與空氣過濾器和空氣干燥器相連。

所述的第一主溢流閥插件與第三個(gè)二位四通換向閥之間的管路上安裝有卸荷閥。

該自動(dòng)變量油缸主要用于壓機(jī)上，與第二腔體連通的第二充液閥有兩個(gè)，充液的時(shí)候流速較快，活塞桿(即下壓頭)的輸出速度與泵流量和活塞桿直徑呈反比，在活塞桿直徑不變的情況下，泵流量越大其活塞桿的輸出速度越大，輸出速度越大，能夠保證下壓頭的下壓速度，降低下壓頭下移時(shí)所消耗的時(shí)間，從而提高工作效率。

當(dāng)下壓頭靠近沖壓的產(chǎn)品的時(shí)候，為了確保壓合的壓力，啟動(dòng)第一充液閥，第一充液閥通過中間缸體往第一腔體內(nèi)輸入油液，由于液壓缸的輸出力與缸體截面積和壓力呈正比關(guān)系，當(dāng)?shù)谝怀湟洪y驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，缸體的截面積增加，同時(shí)壓力也增加，使得液壓缸的輸出力大大提升，使得整個(gè)缸體能夠適用在某些大型工件的壓合上。

本油缸結(jié)構(gòu)不單單能夠用在壓制成型工藝上，還能夠用于拉伸、長(zhǎng)行程擠壓以及高溫或低溫?cái)D壓等工藝上，油缸的輸出壓力是第一腔體和第二腔體產(chǎn)生壓力的總和，當(dāng)?shù)谝磺惑w充液的時(shí)候，此時(shí)下壓頭的輸出速度最快，能夠大大節(jié)約生產(chǎn)時(shí)下壓頭下壓所消耗的時(shí)間，而當(dāng)需要提高下壓頭的輸出力的時(shí)候，第二腔體開始充液，油缸內(nèi)部的橫截面積增加單由于泵的流量不變，使得下壓頭的下壓速度降低，同時(shí)提高下壓頭的壓合力，完成保壓工序，使得產(chǎn)品成形。

當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)束之后，打開排油腔，將第一腔體和第二腔體內(nèi)的油液排出，同時(shí)控制下壓頭回復(fù)到原本的位置上。

本油缸結(jié)構(gòu)在不增加原本缸體的體積的情況下，既能夠解決油缸剛開始工作時(shí)，活塞桿移動(dòng)速度減慢的問題，又能夠解決油缸輸出壓力較小的問題，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量的情況下大大提高了生產(chǎn)效率，降低了能耗。

換向閥插件主要用于方便換向閥更換油路方向的作用，主溢流閥插件主要有輔助溢流閥控制油路溢流的功能，溢流閥能夠控制主溢流閥插件開啟時(shí)壓力的大小。

三位四通換向閥一方得電時(shí)，控制引導(dǎo)油路A口往T口，主溢流閥插件的主油路無(wú)壓力就可以開啟，另一方得電時(shí)，控制引導(dǎo)油路A口往P口，主溢流閥插件主油路開啟壓力就要由溢流閥來(lái)控制壓力的大小值。

主溢流閥插件控制主油路壓力值達(dá)到就開啟溢流狀態(tài)，溢流閥則主要用來(lái)調(diào)節(jié)開啟壓力的大小值。

二位四通換向閥在不得電狀態(tài)下，引導(dǎo)口油路由P口到A口，并關(guān)閉換向閥插件的閥芯，二位四通換向閥在得電狀態(tài)下，引導(dǎo)口油路由P口到B口、A口到T口，開啟換向閥插件的閥芯。

有益效果；本發(fā)明涉及一種用于控制雙腔油缸高速自動(dòng)變量的液壓油路，具有生產(chǎn)成本低、同時(shí)能夠控制壓機(jī)壓頭的輸出速度和輸出壓力、從而提高壓機(jī)的工作效率、提高工廠的效益、且能夠根據(jù)產(chǎn)品的形變量來(lái)自動(dòng)改變油缸內(nèi)部壓力工作時(shí)，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)大大降低了壓機(jī)的能夠、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能增加、降低工作成本等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)視圖；

圖2是本發(fā)明圖1中的A處局部放大圖；

圖3是本發(fā)明圖1中的B處局部放大圖；

圖4是本發(fā)明中所述的雙腔油缸的全剖視圖。

圖示：1、油箱，2、第一充液閥，3、第二充液閥，4、雙腔油缸中間腔體，5、雙腔油缸外側(cè)腔體，6、卸油口，7、第一個(gè)二位四通換向閥，8、壓力計(jì)，9、單向閥，9、第一換向閥插件，11、或門型梭閥，12、第二個(gè)二位四通換向閥，13、第三個(gè)二位四通換向閥，14、第二換向閥插件，15、第四個(gè)二位四通換向閥，16、第三換向閥插件，17、第一主溢流閥插件，18、卸荷閥，19、第二主溢流閥插件，20、第一個(gè)三位四通換向閥，21、溢流閥，22、第三主溢流閥插件，23、第二個(gè)三位四通換向閥，24、單向變量泵，25、空氣干燥器，26、空氣過濾器，27、液壓泵，28、第二腔體，29、第一腔體，30、卸油腔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種用于控制雙腔油缸高速自動(dòng)變量的液壓油路，如圖1—4所示，包括油箱1、第一充液閥2和雙腔油缸中間腔體4，所述的油箱1通過管路與第一充液閥2和第二充液閥3相連，所述的第一充液閥2和第二充液閥3分別與雙腔油缸外側(cè)腔體5和雙腔油缸中間腔體4的上端相連，雙腔油缸下端的卸油口6通過管路與第三換向閥插件16的進(jìn)油口和第二主溢流閥插件19的進(jìn)油口相連，所述的第三換向閥插件16的出油口通過管路與第四個(gè)二位四通換向閥15的A口相連，第四個(gè)二位四通換向閥15的T口與油箱1相連，第二主溢流閥插件19的出油口與第一個(gè)三位四通換向閥20的A口相連，所述的第一個(gè)三位四通換向閥20的B口通過溢流閥21與第二主溢流閥插件19的出油口相連，第一個(gè)三位四通換向閥20的T口與油箱1相連，所述的油箱1上安裝有單向變量泵24，單向變量泵24與第一充液閥2和第二充液閥3連通，所述的第四個(gè)二位四通換向閥15的T口與單向變量泵24上的油管相連。

所述的雙腔油缸中間腔體4上端通過管路與第一主溢流閥插件17相連，第一主溢流閥插件17通過管路與第三個(gè)二位四通換向閥13的B口相連，所述的第三個(gè)二位四通換向閥13的T口與油箱1相連，第三個(gè)二位四通換向閥13的A口通過第二換向閥插件14與第一個(gè)二位四通換向閥7的P口相連，所述的第一個(gè)二位四通換向閥7的T口與油箱1相連，B口與第一充液閥2和第二充液閥3相連。

所述的雙腔油缸外側(cè)腔體5的上端通過管路與第一換向閥插件10的側(cè)面開口相連，所述的第一換向閥插件10的進(jìn)口通過管路與單向變量泵24上的油管相連，第一換向閥插件10的出油口與第二個(gè)二位四通換向閥12的A口相連，所述的第二個(gè)二位四通換向閥12的P口與第三個(gè)二位四通換向閥13的P口相連，所述的第二個(gè)二位四通換向閥12的T口與油箱1相連。

所述的單向變量泵24上的油管與第三主溢流閥插件22相連，所述的第三主溢流閥插件22與第二個(gè)三位四通換向閥23的P口相連，第二個(gè)三位四通換向閥23的T口與油箱1相連。

所述的第一換向閥插件10與第二個(gè)二位四通換向閥12之間的油路上安裝有或門型梭閥11，所述的第二換向閥插件14與第三個(gè)二位四通換向閥13之間的有路上安裝有或門型梭閥11，所述的第三換向閥插件16與第四個(gè)二位四通換向閥15之間安裝有或門型梭閥11。

所述的第二主溢流閥插件19與第一個(gè)三位四通換向閥20之間安裝有雙向溢流閥21，所述的第三主溢流閥插件22與第二個(gè)三位四通換向閥23之間安裝有雙向溢流閥21，位于第一個(gè)三位四通換向閥20的雙向溢流閥21與第一個(gè)三位四通換向閥20的B口相連，位于第二個(gè)三位四通換向閥23的雙向溢流閥21與第二個(gè)三位四通換向閥23的A口相連，雙向溢流閥21的下部開口與油箱1相連。

所述的第二主溢流閥插件19和第三主溢流閥插件22的側(cè)面開口與油箱相連。

所述的第二換向閥插件14的側(cè)面油路與雙腔油缸中間腔體4和第一主溢流閥插件17之間的管路相連，所述的第三換向閥插件16的側(cè)面油路與卸油口6和第二主溢流閥插件19之間的油路連通。

第一主溢流閥插件17的側(cè)面開口通過管路與雙腔油缸中間腔體4和第一主溢流閥插件17之間的管路相連，第一主溢流閥插件17的側(cè)面的管路上安裝有開口朝向雙腔油缸中間腔體4和第一主溢流閥插件17的單向閥9，所述的雙腔油缸中間腔體4和第一主溢流閥插件17之間的管路上安裝有開口朝向雙腔油缸中間腔體4的單向閥9。

所述的單向變量泵24上安裝有單作用彈簧復(fù)位缸。

所述的油箱1上通過管路安裝有液壓泵27，液壓泵27通過管路與空氣過濾器26和空氣干燥器25相連。

圖1中的雙腔油缸中間腔體4、雙腔油缸外側(cè)腔體5和卸油口6分別對(duì)應(yīng)圖4上第二腔體28、第一腔體29和卸油腔30。

所述的第一主溢流閥插件17與第三個(gè)二位四通換向閥13之間的管路上安裝有卸荷閥18。

實(shí)施例1

原本的離合器外殼體冷擠壓工藝的專用成型機(jī)在生產(chǎn)的時(shí)候，離合器外殼體的制作需要80mm的開模距離，約110mm的擠壓行程和2400KN的最大壓制力，為了符合上述制作的數(shù)據(jù)，工廠通常需要選擇產(chǎn)生315噸壓力的壓機(jī)，該壓機(jī)的電機(jī)耗能22KW*2，配置油泵80L*2，該機(jī)速度參數(shù)為：快下200mmmm/s(自重下滑)工進(jìn)速度：30mm/s回程180mm/s，該機(jī)壓制工況時(shí)間：約12秒/個(gè)(按鈕后到產(chǎn)品頂出止)。

而選擇本技術(shù)方案中的油缸作為壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)油缸后，壓機(jī)的壓合力還是能夠保持在315噸上，同時(shí)該壓機(jī)選擇的電機(jī)為45KW雙軸電機(jī)，同時(shí)配置160L油泵+108L輔助泵，該機(jī)速度參數(shù)如下，快下120mmmm/s(自重下滑)工進(jìn)速度：90～30mm/s回程180mm/s，該機(jī)壓制工況時(shí)間：約4.3秒/個(gè)(按鈕后到產(chǎn)品頂出止)。

兩者對(duì)比后，選擇本油缸結(jié)構(gòu)的壓機(jī)其工作效率為原本壓機(jī)的2.79倍，大大提高了壓機(jī)工作效率。

根據(jù)產(chǎn)品成型工藝的力學(xué)特點(diǎn)，產(chǎn)品在加工生產(chǎn)成型過程中產(chǎn)生的反向作用力由小漸大，根據(jù)這成型特點(diǎn)，創(chuàng)新性地把傳統(tǒng)的油缸結(jié)構(gòu)由1個(gè)腔增壓，設(shè)計(jì)了分成2個(gè)或3個(gè)，本技術(shù)方案選擇了采用雙腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在加工產(chǎn)品前段過程中由第二腔體28提供作用力，設(shè)定值為100噸力，此時(shí)油泵流量不變，腔體容積變小，速度快，約為原本的3倍推進(jìn)速度。而第一腔體29設(shè)定的作用力為215噸，通過第一充液閥保持吸油狀態(tài)。隨著產(chǎn)品變形力越來(lái)越大，達(dá)到設(shè)定的值(可以是壓力或位移信號(hào)值)系統(tǒng)自動(dòng)打開第一腔體29參與工作，此時(shí)缸體截面積＝第一腔體29+第二腔體28，輸出作用力315噸，由于泵的流量不變，速度降到正常速度。

壓制好產(chǎn)品后，由于第二腔體28和第一腔體29都帶有快速排油充液閥結(jié)構(gòu)，本機(jī)支持快速泄壓同步回程，回程由主泵160L提供油量。當(dāng)主缸回程后輔助泵108L提供油量給底缸作同步(稍延時(shí))頂出產(chǎn)品。以此實(shí)現(xiàn)最大生產(chǎn)效率。

實(shí)施例2

采用本油缸的液壓專用機(jī)，開創(chuàng)了液壓機(jī)應(yīng)用在螺栓熱鍛成型的先例，在利用自動(dòng)變量油缸的基礎(chǔ)上，由于一般螺栓長(zhǎng)度在400mm上，設(shè)計(jì)了側(cè)位沖模移動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以有效地減少?zèng)_頭離工件距離遠(yuǎn)的問題，大幅減少靠模、主缸回程時(shí)間。

需要生產(chǎn)的螺栓的直徑為36mm，長(zhǎng)度是400mm，開模距離420mm(拿料空間)，側(cè)位沖頭回到工作位，離工件30mm，擠壓行程約80mm，最大壓制力2500KN。

工廠采用原本的工藝進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，需要壓力大于2500KN的沖床生產(chǎn)。這種沖床使用的時(shí)候，產(chǎn)生的噪音很大，影響生產(chǎn)環(huán)境，不利于工人長(zhǎng)期工作，同時(shí)生產(chǎn)的螺栓頭可能出現(xiàn)不飽和現(xiàn)象，達(dá)不到所需要的螺栓質(zhì)量。

采用裝有本變量油缸的壓機(jī)的，壓機(jī)的壓力為315噸，電機(jī)采用45KW雙軸電機(jī)配置有油泵160L，側(cè)位缸推力250kn(氣缸推動(dòng))，且行程150mm，該壓機(jī)的速度參數(shù)為：快下120mmmm/s(自重下滑)，工進(jìn)速度為90～30mm/s回程180mm/s。

該壓機(jī)工作步驟如下：1、放好高頻加熱頭的螺桿2、按動(dòng)按鈕3、側(cè)缸推動(dòng)沖頭模歸位4、主缸的第一腔體29的輸出力為120T，輸出速度為80mm/s，快速擠壓變形到65mm距離5、第二腔體28和第一腔體29的合計(jì)輸出力為315T力，輸出速度為30mm/s，同時(shí)合并用力到80mm的位置6、主缸回程7、主缸回程到位，側(cè)缸沖頭模回側(cè)、底缸同步頂料出。生產(chǎn)時(shí)越四秒就可制作一個(gè)螺栓，效率大大高于原本的沖床加工。

本機(jī)體可以對(duì)接開發(fā)的自動(dòng)送料線，可以完成全自動(dòng)化生產(chǎn)，產(chǎn)品約9個(gè)/分，可以完全取代沖床設(shè)備，減輕人工在高頻爐、沖壓機(jī)旁的環(huán)境噪聲負(fù)擔(dān)。