一种带增速缸的直驱式液压伺服压力机
技术领域
本实用新型涉及一种带增速缸的直驱式液压伺服系统，属于液压技术领域。
背景技术
直接驱动容积控制系统(Direct Drive Volume Control)也叫直驱式电液伺服系统(Direct Drive Electro-hydraulic Servo System)或电液混合(Hybrid)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。在一般技术性能要求的伺服装置上，已经可以代替使用电液伺服阀的传统电液伺服系统。其基本原理是通过伺服电机或者变频电机和定量泵或变量泵结合，通过控制电机的转向、转速及转矩，实现对系统的方向、位置及压力控制。
液压机是一种利用液体静压力来加工金属、塑料、粉末等制品的机械。它常用于压制工艺和压制成形工艺，如：锻压、冲压、弯曲、薄板拉深、粉末冶金、压装等等。液压机采用容积调速，方向控制回路是用来控制液压系统各条油路中液压油管道的接通、切断或改变液压油流向，从而使执行元件按照需要相应作出启动、停止或者换向等一系列动作。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对带增速缸的液压机系统现有技术的不足，提供一种带增速缸的直驱式液压伺服压力机，以解决传统液压系统工作效率低、系统结构复杂等问题。
本实用新型的技术方案是：一种带增速缸的直驱式液压伺服系统，包括：控制器、伺服驱动器、油箱、液控单向阀一、液控单向阀二、液控单向阀三、液控单向阀四、伺服电机、双向变量液压泵、溢流阀、二位四通换向阀、信号采集传感器、单向阀一、单向阀二、二位二通电磁换向阀一、主油缸、增速液压缸、液控单向阀五、背压阀、蓄能器控制二位二通电磁换向阀二以及蓄能器；
所述信号采集传感器包括用于采集主油缸无杆腔压力的压力传感器，用于采集主油缸有杆腔压力的压力传感器，用于采集增速缸活塞杆位移信号的位移传感器。
所述双向变量液压泵由伺服电机直接控制，双向变量液压泵通过二位四通换向阀连接蓄能器，由蓄能器控制其变量机构；双向变量液压泵通过管路与液控单向阀一的进油口、增速液压缸的增速腔相连通，还与二位二通电磁换向阀一以及主油缸的无杆腔相连通；主油缸的无杆腔通过液控单向阀五与油箱相连通；主油缸的有杆腔通过背压阀、液控单向阀四组成的并联油路与双向变量液压泵相连通，液控单向阀四由蓄能器通过蓄能器控制二位二通电磁换向阀二进行控制；
主油缸的无杆腔和单向阀一的进口相联，主油缸的有杆腔和单向阀二的进口相联，单向阀一和单向阀二的出口通过管道和溢流阀连接，由溢流阀和单向阀一和单向阀二组成的安全系统；双向变量液压泵两端分别和液控单向阀二、和液控单向阀三连接，由油箱和单向阀一和单向阀二组成补油系统。
上述双向变量液压泵为双向变量液压泵或双向定量液压泵。双向变量液压泵在两个特定的大流量和小流量位置之间切换，和伺服电机协同实现系统的速度、位置和力矩控制。
当伺服电机正向转动时，带动双向变量液压泵转动，主油缸的有杆腔液压油通过液控单向阀四、油箱的液压油通过液控单向阀三流过液压泵，通过液控单向阀一进入增速液压缸，主油缸的无杆腔利用负压经单向阀一从油箱吸油，此时二位二通电磁换向阀处于关断状态，液压机上滑块快速下降。
当液压机上滑块进入工进行程时，二位二通电磁换向阀闭合连通，伺服电机正向转速降低，同时二位四通换向阀正向接通，使双向变量液压泵变量，流量降低，同时液控单向阀四关闭，主油缸的有杆腔液压油通过背压阀连接到双向变量液压泵，液压机滑块速度降低到工进速度。
当系统需要保压时，为弥补系统油液泄露，双向变量液压泵继续向系统打油，多余的油液从单向阀一、溢流阀回到油箱。
当伺服电机带动双向变量液压泵反向转动时，油液从主油缸的无杆腔和增速液压缸经液控单向阀一、双向变量液压泵回流至主油缸有杆腔。由于主油缸的无杆腔容积大于有杆腔容积，所以无杆腔排出的油量大于有杆腔所需油量，多余的液压油经液控单向阀一、液控单向阀二进入油箱，也可通过液控单向阀五进入油箱。
当主油缸的无杆腔压力过高时，油液通过单向阀一、溢流阀溢流到油箱；主油缸的有杆腔压力过高时，油液通过单向阀二、溢流阀溢流到油箱。
所述蓄能器为密闭压力油罐，通过二位二通电磁换向阀控制液控单向阀四的开闭。当上滑块快速下行时，二位二通换向阀接通，液控单向阀四打开；系统工进或保压时，蓄能器控制二位二通电磁换向阀断开，液控单向阀四关闭。
采用了上述技术方案后，本实用新型具有以下有益效果：
在本实用新型中，液压缸采用增速液压缸，系统效率更高。该系统中控制器根据信号采集系统的反馈及要求，控制伺服电机直接驱动双向变量液压泵产生液压能。通过伺服电机的变向、变速、变转矩和限转矩来实现液压系统的换向、调速和限压功能，从而实现液压机的快速下行、工进、保压、快速上行动作。因此该系统集成化程度更高，体积更小，能量损耗和发热量更小，节能效果更明显。本实用新型提出的直驱式液压机电液伺服系统具有更广泛的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型一种带增速缸的直驱式液压伺服压力机的原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，一种带增速缸的直驱式液压伺服系统，包括：控制器1、伺服驱动器2、油箱3、液控单向阀一4、液控单向阀二5、液控单向阀三17、液控单向阀四19、伺服电机6、双向变量液压泵7、溢流阀8、二位四通换向阀9、信号采集传感器10、单向阀一11、单向阀二16、二位二通电磁换向阀一12、主油缸13、增速液压缸14、液控单向阀五15、背压阀18、蓄能器控制二位二通电磁换向阀二20以及蓄能器21；
所述信号采集传感器10包括用于采集主油缸13无杆腔压力的压力传感器10-1，用于采集主油缸13有杆腔压力的压力传感器10-3，用于采集增速缸14活塞杆位移信号的位移传感器10-2。
所述双向变量液压泵7由伺服电机6直接控制，双向变量液压泵7通过二位四通换向阀9连接蓄能器21，由蓄能器21控制其变量机构；双向变量液压泵7通过管路与液控单向阀一4的进油口、增速液压缸14的增速腔相连通，还与二位二通电磁换向阀一12以及主油缸13的无杆腔相连通；主油缸13的液控单向阀五15与油箱3相连通；主油缸13的有杆腔通过背压阀18、液控单向阀四19组成的并联油路与双向变量液压泵7相连通，液控单向阀四19由蓄能器21通过蓄能器控制二位二通电磁换向阀二20进行控制；
主油缸13的无杆腔和单向阀一11的进口相联，主油缸13的有杆腔和单向阀二16的进口相联，单向阀一11和单向阀二16的出口通过管道和溢流阀8连接，由溢流阀8和单向阀一11和单向阀二16组成的安全系统；双向变量液压泵7两端分别和液控单向阀二5、和液控单向阀三17连接，由油箱3和单向阀一11和单向阀二16组成补油系统。
上述双向变量液压泵7为双向变量液压泵或双向定量液压泵。双向变量液压泵7在两个特定的大流量和小流量位置之间切换，和伺服电机6协同实现系统的速度、位置和力矩控制。
当伺服电机6正向转动时，带动双向变量液压泵7转动，主油缸13的有杆腔液压油通过液控单向阀四19、油箱3的液压油通过液控单向阀三17流过双向变量液压泵7，通过液控单向阀一4进入增速液压缸14，主油缸13的无杆腔利用负压经液控单向阀五15从油箱3吸油，此时二位二通电磁换向阀一12处于关断状态，液压机上滑块快速下降。
当液压机上滑块进入工进行程时，二位二通电磁换向阀一12闭合连通，伺服电机6正向转速降低，同时二位四通换向阀9正向接通，使双向变量液压泵7变量，流量降低，同时液控单向阀四19关闭，主油缸13的有杆腔液压油通过背压阀18连接到双向变量液压泵7，液压机滑块速度降低到工进速度。
当系统需要保压时，为弥补系统油液泄露，双向变量液压泵7继续向系统打油，多余的油液从单向阀一11、溢流阀8回到油箱3。
当伺服电机6带动双向变量液压泵7反向转动时，油液从主油缸13的无杆腔和增速液压缸14经液控单向阀一4、双向变量液压泵19回流至主油缸13有杆腔。由于主油缸13的无杆腔容积大于有杆腔容积，所以无杆腔排出的油量大于有杆腔所需油量，多余的液压油经液控单向阀一4、液控单向阀二5进入油箱3，也可通过主油缸13的液控单向阀五15进入油箱3。
当主油缸13的无杆腔压力过高时，油液通过单向阀一11、溢流阀8溢流到油箱3；主油缸13的有杆腔压力过高时，油液通过单向阀二16、溢流阀8溢流到油箱3。
所述蓄能器21为密闭压力油罐，通过二位二通电磁换向阀二20控制液控单向阀四19的开闭。当上滑块快速下行时，二位二通电磁换向阀二20接通，液控单向阀四19打开；系统工进或保压时，蓄能器控制二位二通电磁换向阀二20断开，液控单向阀四19关闭。
以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
