Система гидравлического привода для пробивного устройства

Система (1) гидравлического привода выполнена с возможностью соединения с мультипрессовым пробивным устройством (50) для приведения в действие раздельным и независимым образом множества пробивных инструментов (51) вдоль соответствующих рабочих осей (А) и содержит множество гидравлических цилиндров (2), каждый из которых связан с соответствующим пробивным инструментом (51) и оснащен соответствующим поршнем (21), который внутри гидравлического цилиндра (2) определяет камеру (22) рабочего хода и камеру (23) обратного хода и связан с соответствующим пробивным инструментом (51) для перемещения последнего вдоль соответствующей рабочей оси (А). Система содержит первый насос (3) реверсивного типа, соединенный с камерами (22) рабочего хода и выполненный с возможностью подачи масла при питающем давлении (РА) по меньшей мере в одну из камер (22) рабочего хода для выталкивания соответствующего поршня (21) в рабочем направлении и обеспечения пробивному инструменту (51), связанному с поршнем, возможности взаимодействия с заготовкой (100), или для отсасывания масла по меньшей мере из одной камеры (22) рабочего хода для обеспечения соответствующему поршню (21) возможности двигаться в обратном направлении и возможности выведения из зацепления и отведения указанного пробивного инструмента (51) от указанной заготовки (100). Система содержит множество селекторных клапанов (4), каждый из которых связан с соответствующим гидравлическим цилиндром (2), установлен между первым насосом (3) и камерой (22) рабочего хода с возможностью активирования для установления соединения первого насоса (3) с камерой (22) рабочего хода для приведения в действие гидравлического цилиндра (2), и гидравлический аккумулятор (5), соединенный с камерами (23) обратного хода и выполненный с возможностью поддержания в камерах (23) обратного хода заданного давления предварительной нагрузки масла. Достигается снижение энергопотребления и повышение кпд. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к станкам для обработки металлических деталей и/или листового металла, а в частности, изобретение относится к системе гидравлического привода, которая может быть установлена на мультипрессовое пробивное устройство пробивного станка для управления множеством пробивных инструментов раздельным и независимым образом.

Уровень техники

Известны пробивные станки, которые оснащены мультипрессовыми или многоинструментными пробивными устройствами, т.е. содержащими множество пробивных инструментов или штампов, расположенных рядом друг с другом в один или более рядов, образующих матричную конструкцию с параллельными рядами, которая приводится в движение линейно раздельным и независимым образом, чтобы воздействовать на заготовку отдельными прессами, состоящими из линейных приводов, обычно гидравлических цилиндров. В станках такого типа пробивные устройства содержат все инструменты необходимые для последовательного выполнения операций механической обработки, которые требуется выполнять с заготовкой. Таким образом нет необходимости во время цикла изготовления производить смену инструмента, что позволяет исключить и простои станка на время смены инструмента (и таким образом увеличить производительность станка), и автоматические устройства для установки и смены инструментов (упростить конструкцию станка).

Для правильного выполнения механической обработки заготовки необходимо проверять положение, перемещение или ход и скорость инструмента вдоль соответствующей рабочей оси, обычно вертикальной для каждого пробивного инструмента, поскольку указанные параметры зависят от и являются функцией толщины и типа материала заготовки или типа выполняемой операции механической обработки.

Чтобы приводить инструменты в движение и точно контролировать их движение, известные пробивные устройства оснащают системами гидравлического привода, способными питать и, следовательно, управлять по отдельности и независимым образом гидравлическими цилиндрами, поршни которых соединены с соответствующими инструментами, перемещая последние, так чтобы выполнить одну операцию или несколько операций механической обработки заготовки в одной и той же рабочей фазе.

Известные системы гидравлического привода обычно содержат один или более гидравлических насосов, которые подают гидравлическую жидкость (масло) при высоком давлении (до 300 бар), чтобы питать контур, соединенный с каждым гидравлическим цилиндром посредством перепускного клапана и клапана регулирования давления. При помощи упомянутых клапанов можно выбирать гидравлический цилиндр, т.е. инструмент, который следует привести в движение, направление движения поршня цилиндра (т.е. рабочий ход или обратный ход поршня/инструмента), и подать в гидравлический цилиндр давление, т.е. задать пробивное усилие, которое инструмент прикладывает к заготовке. Высокое давление (до 300 бар), которое гидравлический насос создает в питающем контуре, рассчитывают так, чтобы гарантировать, чтобы один или более гидравлических цилиндров пробивного устройства создавали на заготовке максимальное пробивное усилие.

Однако, при обычных станочных операциях лишь небольшая часть (примерно 20%) операций механической обработки, выполняемых на заготовках, требует применения максимального пробивного (перфорирующего) усилия, т.е. подачи максимального давления в гидравлические цилиндры, а обычно требуемое питающее давление гораздо меньше (60-100 бар).

Следовательно, недостаток вышеупомянутых систем гидравлического привода заключается в их высоком потреблении энергии (необходимой для нагнетания масла в питающий контур высокого давления) и их общем низком к.п.д. (при большинстве операций механической обработки давление масла фактически требуется понижать).

Другой недостаток таких систем гидравлического привода заключается в том, что из-за высокого питающего давления и теплового рассеяния, вызванного снижением давления в управляющих клапанах гидравлических цилиндров, масло нагревается и следовательно его требуется охлаждать соответствующими средствами, что делает пробивное устройство более сложным и дорогостоящим.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в усовершенствовании известных систем гидравлического привода для мультипрессовых пробивных устройств.

Другая задача заключается в предложении и реализации системы гидравлического привода для мультипрессового пробивного устройства, отличающегося пониженным энергопотреблением и высоким кпд.

Дополнительная задача заключается в реализации системы гидравлического привода, которая дает возможность пробивному устройству осуществлять операции пробивания (перфорирования) оптимальным образом, в частности обеспечивает пробивному устройству способность приводить в движение и с высокой точностью контролировать положение, смещение и скорость каждого пробивного инструмента вдоль соответствующей рабочей оси.

Еще одна задача состоит в создании системы гидравлического привода для мультипрессового пробивного устройства, которое отличается простотой и рентабельностью при компактных размерах и сниженных требованиях по размещению.

Указанные, а также другие задачи решены посредством системы гидравлического привода, соответствующей одному из пунктов прилагаемой формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет легче понять и реализовать, если обратиться к прилагаемым чертежам, которые иллюстрируют некоторые не имеющие ограничительного характера примеры осуществления изобретения, при этом:

фиг. 1 изображает схему системы гидравлического привода, соответствующей настоящему изобретению, связанной с пробивным устройством, в нерабочей конфигурации;

фиг. 2 представляет схему с фиг. 1, которая иллюстрирует систему гидравлического привода и пробивное устройство в рабочей конфигурации, при которой два гидравлических цилиндра приведены в действие для перемещения соответствующих пробивных инструментов навстречу заготовке;

фиг. 3 представляет схему с фиг. 1, которая иллюстрирует систему гидравлического привода и пробивное устройство в другой рабочей конфигурации, при которой один пробивной инструмент приведен в действие для выполнения операции механической обработки заготовки.

Осуществление изобретения

Фиг. 1 изображает соответствующую настоящему изобретению систему 1 гидравлического привода, связанную с мультипрессовым пробивным устройством 50, для управления множеством пробивных инструментов 51 вышеупомянутого пробивного устройства 50 по соответствующим рабочим осям А раздельным и независимым образом, так чтобы пробивные инструменты 51 взаимодействовали с заготовкой 100, которая установлена в требуемое положение относительно матрицы 52 пуансонов пробивного устройства 50. В изображенном варианте осуществления изобретения показаны четыре пробивных инструмента, число которых может быть при этом инструменты могут быть расположены в один или более расположенных параллельно рядов, образуя матричную структуру пробивных инструментов 51.

Система 1 гидравлического привода содержит множество гидравлических цилиндров 2, каждый из которых связан с соответствующим пробивным инструментом 51 и выполнен с возможностью приведения последнего в действие. Точнее, каждый гидравлический цилиндр 2 содержит соответствующий поршень 21, образующий внутри цилиндра камеру 22 рабочего хода и камеру 23 обратного хода, и связанный с соответствующим пробивным инструментом 51 для перемещения последнего вдоль рабочей оси А. Точнее, поршень 21 содержит основное тело, которое может двигаться со скольжением внутри соответствующего гидравлического цилиндра 2, образуя две камеры 22, 23 переменного объема, и шток, который выходит из гидравлического цилиндра 2, и соединен с соответствующим пробивным инструментов 51 при помощи соединительных средств пробивного устройства 50, которые известны и не показаны на чертежах.

Система 1 гидравлического привода дополнительно содержит первый насос 3, соединенный с камерами 22 рабочего хода гидравлических цилиндров 2, в частности, посредством питающего контура 12, образованного множеством подающих трубопроводов. Первый насос 3 является насосом реверсивного типа и выполнен с возможностью подачи масла под давлением в одну или более камер 22 рабочего хода, так чтобы выталкивать соответствующие поршни 21 в рабочем направлении, давая возможность связанным с поршнями пробивным инструментам 51 взаимодействовать с заготовкой 100 в фазе приведения в действие, или всасывать масло из камер 22 рабочего хода, давая возможность соответствующим поршням 21 двигаться в обратном направлении, которое противоположно рабочему направлению, для выведения из зацепления или извлечения пробивных инструментов 51 из заготовки 100 в фазе всасывания. В частности, в фазе приведения в действие первый насос 3 передает масло под давлением РА, которое зависит от требуемого пробивного усилия, которое пробивные инструменты должны прикладывать к заготовке 100, чтобы выполнять требуемую операцию механической обработки.

Система 1 гидравлического привода содержит масляный резервуар 15, находящийся под атмосферным давлением, который соединен с выходным отверстием первого насоса 3 через сливной контур 14, при этом другое выходное отверстие первого насоса 3 соединено с гидравлическими цилиндрами 2 через питающий контур 12. В фазе приведения в действие первый насос 3 всасывает масло из резервуара 15 и передает масло под давлением в гидравлические цилиндры 2; в фазе всасывания первый насос 3 сливает в резервуар 15 масло, которое всосали гидравлические цилиндры 2.

Система 1 гидравлического привода содержит множество селекторных клапанов 4, в частности установленных в питающем контуре 12, каждый из которых установлен между первым насосом 3 и камерой 22 рабочего хода соответствующего гидравлического цилиндра 2, и может быть активирован и открыт, чтобы создать соединение по текучей среде между первым насосом 3 и камерой 22 рабочего хода, чтобы привести в действие гидравлический цилиндр 2 и послать соответствующий пробивной инструмент 51 в рабочем направлении.

Гидравлический аккумулятор 5 соединен с камерами 23 обратного хода гидравлических цилиндров 2, в частности посредством возвратного контура 13, образованного множеством обратных трубопроводов. Гидравлический аккумулятор 5 (является устройством известного типа и подробно не рассматривается) выполнен с возможностью поддержания масла при заданном давлении предварительной нагрузки в камерах 23 обратного хода цилиндров, в частности, для перемещения в обратном направлении одного или более поршней 21 гидравлических цилиндров 2, которые выборочно приводятся в действие путем активирования соответствующих селекторных клапанов 4.

Следует отметить, что давление предварительной нагрузки масла в камерах 23 обратного хода гидравлических цилиндров 2 обеспечивает большую жесткость цилиндрам, питающему контуру 12 и возвратному контуру 13, т.е. всей системе 1 гидравлического привода, которая в таком случае демонстрирует более быструю и точную реакцию при движениях поршней 21, и следовательно, пробивных инструментов 51 во время выполнения операций механической обработки заготовки 100.

Следует также отметить, что в каждом гидравлическом цилиндре 2 пробивное усилие, которое пробивной инструмент 51 способен приложить к заготовке 100, определяется разностью между тяговым усилием, полученным в рабочем направлении в камере 22 рабочего хода от масла при питающем давлении, действующем на поршень 21, и противоположным усилием в обратном направлении, полученным в камере 23 обратного хода, от масла при давлении предварительной нагрузки, которое действует на поршень 21.

Система 1 гидравлического привода содержит электрический мотор 6, управляемый блоком 10 управления, например, блоком управления пробивного устройства 50, и выполненный с возможностью приведения первого насоса 3 реверсивного типа во вращение в обоих направлениях, и таким образом, чтобы первый насос 3 доставлял масло под давлением с заданным расходом. Точнее, блок 10 управления регулирует работу электрического мотора 10, в частности путем изменения вращающего момента, скорости и ускорения вала 6а мотора; т.е. блок 10 управления приводит первый насос 3 во вращение в соответствии с рабочими условиями, например такими, как число пробивных инструментов 51 (т.е. гидравлических цилиндров 2), которые необходимо приводить в действие, пробивное усилие, которое необходимо обеспечить на заготовке 100 (т.е. давление масла, подаваемого в гидравлические цилиндры). Для этого система гидравлического привода 1 содержит множество датчиков 17 давления, установленных в питающем контуре 12, при этом каждый датчик связан с соответствующим гидравлическим цилиндром 2 и способен измерять давление масла в камере 22 рабочего хода. Датчики 17 давления соединены с блоком 10 управления для передачи в управляющее устройство сигналов, касающихся обнаруженных значений давления.

В варианте осуществления, изображенном на чертежах, соответствующая изобретению система 1 гидравлического привода содержит второй насос 7, также реверсивного типа, связанный и соединенный с первым насосом 3, в частности посредством передающего вала, и практически идентичный первому насосу 3. Указанные два насоса 3 и 7 приводятся в действие одним и тем же электрическим мотором 6, который управляется посредством блока 10 управления, так что насосы вращаются вместе с одной и той же скоростью, и доставляют масло в гидравлические цилиндры 2 с заданным расходом.

Согласно одному варианту осуществления системы 1 гидравлического привода, не показанной на чертежах, первый насос 3 и второй насос 7 объединены в единый насос, оснащенный двумя совмещенными насосными узлами.

Первый дифференциальный клапан 8 установлен между вторым насосом 7 и камерами 22 рабочего хода гидравлических цилиндров 2, и может быть активирован, когда питающее давление РА превышает первое рабочее давление Р1 по меньшей мере в одной из камер 22 рабочего хода, так чтобы соединить второй насос 7 с масляным резервуаром 15, с тем, чтобы включить перепуск или поставить второй насос 7 в режим рециркуляции и обеспечить возможность передавать всю мощность электрического мотора 6 в первый насос 3, который способен нагнетать масло при более высоких значениях давления. Первый дифференциальный клапан 8 представляет собой, к примеру, трехходовый клапан, установленный в питающем контуре 12 и соединенный с резервуаром 15 посредством первого сливного канала 16. Первый дифференциальный клапан 8, к примеру, управляется и активируется посредством блока 10 управления, исходя из сигналов давления, передаваемых датчиками 17 давления. В альтернативном варианте первый дифференциальный клапан 8 может представлять собой сервоклапан, управляемый вспомогательным клапаном, который активируется давлением масла в питающем контуре 12.

Система 1 гидравлического привода дополнительно содержит второй дифференциальный клапан 9, который установлен между гидравлическим аккумулятором 5 и камерами 23 обратного хода гидравлических цилиндров 2, и может быть активирован, когда питающее давление РА превышает второе рабочее давление Р2 по меньшей мере в одной из камер 22 рабочего хода, так чтобы соединить камеры 23 обратного хода с резервуаром 15, и создать в резервуаре условия слива, т.е. условия атмосферного давления. Таким образом, хотя питающее давление РА масла в камерах 22 рабочего хода остается постоянным, пробивное усилие увеличивается так как давление в камерах 23 обратного хода уменьшается до уровня атмосферного давления. Таким образом, можно поддерживать величину питающего давления РА, и уменьшить мощность, потребляемую первым насосом 3.

Значение второго рабочего давления Р2 выше значения первого рабочего давления Ρ1.

Второй дифференциальный клапан 9 представляет собой, к примеру, трехходовый клапан, установленный в возвратном контуре 13 и соединенный с резервуаром 15 посредством второго сливного канала 18. Второй дифференциальный клапан 9, к примеру, управляется и активируется посредством блока 10 управления, исходя из сигналов давления, передаваемых датчиками 17 давления. В ином варианте второй дифференциальный клапан 9 может представлять собой сервоклапан, управляемый вспомогательным клапаном, который активируется давлением масла в питающем контуре 12.

Действие соответствующей изобретению системы 1 гидравлического привода, связанной с мультипрессовым пробивным устройством 50, обеспечивает перемещение пробивного инструмента или инструментов 51 необходимых для выполнения требуемых операций механической обработки заготовки 100, например, двух инструментов в схеме работы на фиг. 2, путем приведения в действие соответствующих гидравлических цилиндров 2. Указанные цилиндры приводятся в действие путем активирования и открывания соответствующих селекторных клапанов 4, и путем вращения первого насоса 3 и второго насоса 7 в первом направлении, так чтобы передавать масло под давлением в камеры 22 рабочего хода. Точнее, блок 10 управления осуществляет управление электрическим двигателем 6, так чтобы вращать насосы в первом направлении с заданной скоростью и крутящим моментом, так чтобы насосы 3, 7 подавали масло со стабильным расходом при питающем давлении РА, которое связано с пробивным усилием, которое должно быть приложено к заготовке 100, т.е. с сопротивлением, которое заготовка оказывает механической обработке. Поскольку пробивное усилие, которое зависит от типа инструмента (формы, размера, …), который используется в конкретной выполняемой операции механической обработки (сверление, резка, деформирование, …), и от материала заготовки 100, может варьироваться, в частности увеличиваться во время выполнения операции механической обработки, также может варьироваться (увеличиваться) и питающее давление РА внутри камер 22 рабочего хода, что таким образом вызывает увеличение крутящего момента или мощности, которую электрический мотор 6 должен передавать насосам 3, 7, чтобы последние создавали требуемое питающее давление РА.

Следует отметить, что пробивное усилие, т.е. эффективная сила, прикладываемая поршнем 21 к пробивному инструменту 51, определяется разностью между тяговым усилием в рабочем направлении, создаваемым в камере 22 рабочего хода маслом при питающем давлении РА, которое действует на поршень 21, и противоположным усилием в обратном направлении, создаваемым в камере 23 обратного хода, соединенной с аккумулятором 5, от масла при давлении предварительной нагрузки, которое действует на поршень 21.

Следует также отметить, что давление предварительной нагрузки масла в камерах 23 обратного хода гидравлических цилиндров 2 обеспечивает жесткость цилиндрам, питающему контуру 12 и возвратному контуру 13, т.е. всей системе 1 гидравлического привода, которая в таком случае демонстрирует более быструю и точную реакцию. Как только операции механической обработки заготовки 100 оказываются выполненными, пробивные инструменты выводят из зацепления и отводят от заготовки путем перемещения поршней 21 соответствующих гидравлических цилиндров 2 в обратном направлении. Это достигается путем реверсирования направления вращения электрического мотора 6, т.е. путем вращения насосов 3, 7 во втором противоположном направлении, так чтобы отсасывать масло из камер 22 рабочего хода и передавать его в резервуар 15. Таким образом давление масла в камерах 22 рабочего хода снижается (до уровня близкого к атмосферному давлению), давая возможность маслу, которое находится в камерах 23 обратного хода при давлении предварительной нагрузки (которое обеспечивает гидравлический аккумулятор 5) толкать поршни 21 в обратном направлении.

Следует отметить, что использование гидравлического аккумулятора 5 для перемещения поршней 21 в обратном направлении позволяет упростить систему 1 гидравлического привода и сделать ее более экономичной, поскольку исключается использование дополнительных селекторных клапанов для передачи масла, нагнетаемого насосами 3, 7, в камеры 23 обратного хода. Кроме того, потребление энергии электрическим мотором 6 и насосами 3, 7, которые по существу приводятся в действие для соединения камер 22 рабочего хода с резервуаром 15, минимально и меньше того потребления энергии, которое было бы необходимо для насосов 3, 7, чтобы перемещать поршни 21 в обратном направлении.

Фиг. 3 иллюстрирует другую рабочую конфигурацию системы 1 гидравлического привода пробивного устройства 50, которая обеспечивает работу одного пробивного инструмента 51 путем активирования соответствующего селекторного клапана 4, который дает возможность насосам 3, 7 посылать масло под давлением в соответствующий гидравлический цилиндр 2. В такой конфигурации, при совершении хода поршня 21 и пробивного инструмента 51 пробивное усилие постепенно нарастает, и вместе с ним нарастает питающее давление РА в камере 22 рабочего хода. Когда будет превышено первое рабочее давление Ρ1, второй насос 7 будет переведен в режим рециркуляции, т.е. по подаче масла будет соединен с масляным резервуаром 15, чтобы посылать масло в указанный резервуар, в результате активирования первого дифференциального клапана 8. Таким образом, второй насос 7 будет практически исключен из работы, и вся мощность электрического мотора 6 будет передаваться в первый насос 3, который гарантирует требуемое увеличение питающего давления РА. Точнее, можно увеличивать питающее давление РА путем уменьшения расхода масла, т.е. скорости поршня 21, практически без увеличения мощности электрического мотора 6 или увеличения мощности лишь в ограниченной степени, и таким образом сохранять энергопотребление всей системы 1 гидравлического питания.

При продолжении выполнения операции механической обработки, если пробивное усилие далее увеличивается, и вместе с ним питающее давление РА в камере 22 рабочего хода, то, когда будет превышено второе рабочее давление Р2, активируется второй дифференциальный клапан 9, что создаст соединение по текучей среде камер 23 обратного хода с резервуаром 15, т.е. включится слив из камер 23 обратного хода при атмосферном давлении в резервуаре 15. Таким образом, питающее давление РА масла в камерах 22 рабочего хода может оставаться практически постоянным (и равным второму рабочему давлению Р2) или может увеличиваться в ограниченной степени, но эффективное усилие, создаваемое поршнем 21 в рабочем направлении, т.е. пробивное усилие, увеличивается значительно, поскольку давление в камерах 23 обратного хода снижается до уровня атмосферного давления, т.е. встречное усилие, действующее на поршень в обратном направлении, уменьшается. Другими словами, за счет выпуска масла из камер 23 обратного хода посредством второго дифференциального клапана 9 можно значительно увеличивать пробивное усилие, не прибегая к увеличению питающего давления РА, или к увеличению мощности электрического мотора 6, что тем самым позволяет сохранять энергопотребление.

Также в этом случае, как только операция механической обработки заготовки 100 будет закончена, пробивной инструмент 51 выводят из зацепления и отводят от заготовки 100 за счет движения поршня 21 в обратном направлении, в частности, за счет вращения насосов 3, 7 в противоположном, втором направлении, так чтобы отсасывать масло из камер 22 рабочего хода и передавать масло в резервуар 15, и за счет деактивирования (отключения) второго дифференциального клапана 9, так чтобы снова соединить камеры 23 обратного хода с гидравлическим аккумулятором 5. Таким образом, давление масла в камерах 22 рабочего хода снижается, что дает возможность маслу, находящемуся в камерах 23 обратного хода при давлении предварительной нагрузки (которое обеспечивается гидравлическим аккумулятором 5), выталкивать поршни 21 в обратном направлении.

Следовательно, благодаря соответствующей изобретению системе 1 гидравлического привода, которая может быть связана с мультипрессовым пробивным устройством 50, имеется возможность высокоточного, индивидуального и независимого управления множеством пробивных инструментов 51 упомянутого пробивного устройства для одновременного выполнения одной или более операций механической обработки заготовки 100. Точнее, путем активирования селекторных клапанов 4 можно выбирать гидравлические цилиндры 2, которые должны быть приведены в действие для перемещения соответствующих пробивных инструментов 51.

За счет регулирования скорости вращения насосов 3, 7 путем включения электрического мотора 6, управляемого блоком 10 управления, можно регулировать расход и питающее давление масла в камерах 22 рабочего хода гидравлических цилиндров 2, и, следовательно, можно с высокой точностью управлять положением, перемещением и скоростью поршней 21 и соответствующих пробивных инструментов 51 вдоль рабочих осей А. Точность и быстродействие, т.е. способность реагировать на команды и регулирующие воздействия (изменения расхода и/или давления масла в цилиндрах) гидравлических цилиндров 2 и всей соответствующей изобретению системы 1 гидравлического привода, также обеспечивается жесткостью системы, получаемой, как говорилось выше, благодаря соединению камер 23 обратного хода гидравлических цилиндров 2 с гидравлическим аккумулятором 5, который поддерживает масло при заданном давлении предварительной нагрузки.

Гидравлический аккумулятор 5, который дает возможность перемещать поршни 21 в обратном направлении, также позволяет упростить и сделать менее дорогостоящей систему 1 гидравлического привода, поскольку исключается использование дополнительных селекторных клапанов для передачи масла от насосов 3, 7 в камеры 23 обратного хода, и снижается энергопотребление электрическим мотором 6 и насосами 3, 7, которым не требуется доставлять масло под давлением для перемещения вышеупомянутых поршней 21 в обратном направлении.

Соответствующая изобретению система 1 гидравлического привода также отличается пониженным энергопотреблением и высоким к.п.д. благодаря использованию двух дифференциальных клапанов 8, 9, которые активируются, когда питающее давление РА гидравлических цилиндров 2 соответственно достигает первого рабочего давления Ρ1 и второго рабочего давления Р2. Точнее, когда питающее давление РА превосходит первое рабочее давление Ρ1, второй насос 7 переводится в режим рециркуляции, т.е. соединяется так, чтобы подавать масло в масляный резервуар 15, в результате активирования первого дифференциального клапана 8, так что электрический двигатель 6 фактически приводит во вращение только первый насос 3. Поэтому можно гарантировать, что требуемое увеличение питающего давления РА будет происходить без увеличения мощности и следовательно потребления энергии электрическим мотором 6.

Когда питающее давление РА превосходит второе рабочее давление Р2, также активируется второй дифференциальный клапан 9, который устанавливает сообщение по текучей среде камер 23 обратного хода с резервуаром 15. Таким образом питающее давление РА масла в камерах 22 рабочего хода может оставаться по существу постоянным или увеличиваться в ограниченной степени, поскольку эффективное усилие, создаваемое на поршне 21, в рабочем направлении, т.е. пробивное усилие, увеличивается за счет снижения давления в камерах 23 обратного хода. Увеличение пробивного усилия происходит без необходимости увеличения питающего давления РА, т.е. увеличения мощности электрического мотора 6.

Следовательно, соответствующая изобретению система 1 гидравлического привода более эффективна в отношении энергопотребления, чем известные системы привода для мультипрессовых пробивных устройств.

Следует также отметить, что соответствующая изобретению система 1 гидравлического привода содержит ограниченное количество клапанов, а использование обычного гидравлического аккумулятора является простым и рентабельным решением при компактных размерах и сниженных требованиях по размещению.

Соответствующий изобретению способ для управления раздельным и независимым образом множеством пробивных инструментов 51 мультипрессового пробивного устройства 50, обеспечиваемый системой 1 гидравлического привода, рассмотренной выше и изображенной на фиг. 1-3, содержит этапы, на которых:

- выбирают по меньшей мере один пробивной инструмент 51, который требуется привести в действие путем активирования и открывания соответствующего селекторного клапана 4, который установлен между первым насосом 3 реверсивного типа, выполненным с возможностью подачи масла при питающем давлении РА, и гидравлическим цилиндром 2, воздействующим на выбранный пробивной инструмент 51;

- приводят первый насос 3 во вращение в первом направлении для передачи масла под давлением камеру 22 рабочего хода гидравлического цилиндра 2, так чтобы вытолкнуть поршень 21 в рабочем направлении и обеспечить возможность связанному с поршнем выбранному пробивному инструменту 51 выполнить механическую обработку заготовки 100;

- после выполнения указанной механической обработки, приводят первый насос 3 во вращение в противоположном втором направлении для отсасывания масла из камеры 22 рабочего хода и смещают поршень 21 в обратном направлении за счет подачи масла под давлением в камеру 23 обратного хода указанного гидравлического цилиндра 2 от гидравлического аккумулятора 5, чтобы обеспечить возможность выведения пробивного инструмента 51 из зацепления и отведения от заготовки 100.

Во время приведения во вращение первого насоса 3 способ также содержит приведение во вращение второго насоса 7, в частности связанного и соединенного с первым насосом 3, в первом направлении, для подачи масла в камеру 22 рабочего хода гидравлического цилиндра 2 до достижения первого рабочего давления по превышении которого, второй реверсивный насос 7 переходит в режим рециркуляции, соединяясь с резервуаром 15, в который передается масло, за счет активирования первого дифференциального клапана 8.

Во время приведения во вращение первого насоса 3 способ также содержит этап соединения камеры 23 обратного хода гидравлического цилиндра 2 с резервуаром 15 за счет активирования второго дифференциального клапана 9, когда давление масла в камере 22 рабочего хода превышает второе рабочее давление Р2.

1. Система (1) гидравлического привода, выполненная с возможностью соединения с мультипрессовым пробивным устройством (50) для приведения в действие раздельным и независимым образом пробивных инструментов (51) указанного пробивного устройства (50) вдоль соответствующих рабочих осей (А) для взаимодействия с заготовкой (100), содержащая:

- гидравлические цилиндры (2), каждый из которых связан с соответствующим пробивным инструментом (51) и оснащен соответствующим поршнем (21), который внутри гидравлического цилиндра (2) определяет камеру (22) рабочего хода и камеру (23) обратного хода и связан с соответствующим пробивным инструментом (51) для перемещения последнего вдоль соответствующей рабочей оси (А),

- первый насос (3) реверсивного типа, соединенный с указанными камерами (22) рабочего хода гидравлических цилиндров (2) и выполненный с возможностью подачи масла при питающем давлением (РА) по меньшей мере в одну из камер (22) рабочего хода для выталкивания соответствующего поршня (21) в рабочем направлении и обеспечения пробивному инструменту (51), связанному с поршнем, возможности взаимодействия с заготовкой (100), или для отсасывания масла по меньшей мере из одной камеры (22) рабочего хода для обеспечения соответствующему поршню (21) возможности движения в обратном направлении, и возможности выведения из зацепления и отвода указанного пробивного инструмента (51) от указанной заготовки (100),

- селекторные клапаны (4), каждый из которых связан с соответствующим гидравлическим цилиндром (2) и установлен между указанным первым насосом (3) и камерой (22) рабочего хода гидравлического цилиндра (2) с возможностью активирования для установления соединения по текучей среде первого насоса (3) с камерой (22) рабочего хода для приведения в действие гидравлического цилиндра (2),

- гидравлический аккумулятор (5), соединенный с указанными камерами (23) обратного хода гидравлических цилиндров (2) и выполненный с возможностью поддержания в указанных камерах (23) обратного хода масла при заданном давлении предварительной нагрузки.

2. Система (1) гидравлического привода по п.1, содержащая электрический мотор (6), управляемый посредством блока (10) управления и выполненный с возможностью приведения первого насоса (3) реверсивного типа во вращение в обоих направлениях таким образом, чтобы насос (3) подавал масло с заданным расходом при заданном питающем давлении (РА).

3. Система (1) гидравлического привода по п.2, содержащая второй насос (7) реверсивного типа, связанный и соединенный с указанным первым насосом (3), причем указанные насосы (3, 7) выполнены с возможностью приведения их в действие посредством одного и того же электрического мотора (6), управляемого посредством блока (10) управления и выполненного с возможностью приведения указанных насосов (3, 7) во вращение в обоих направлениях таким образом, чтобы указанные насосы подавали масло с заданным расходом при заданном питающем давлении (РА).

4. Система (1) гидравлического привода по п.3, содержащая дифференциальный клапан (8), установленный между вторым насосом (7) и указанными камерами (22) рабочего хода, и выполненный с возможностью активирования, когда питающее давление (РА) превышает первое рабочее давление (P1) по меньшей мере в одной из камер (22) рабочего хода, так чтобы соединить второй насос (7) с масляным резервуаром (15).

5. Система (1) гидравлического привода по п.1, содержащая дифференциальный клапан (9), установленный между гидравлическим аккумулятором (5) и указанными камерами (23) обратного хода и выполненный с возможностью активирования, когда указанное питающее давление (РА) превышает второе рабочее давление (Р2) по меньшей мере в одной из камер (22) рабочего хода, так чтобы соединить камеры (23) обратного хода с масляным резервуаром (15).

6. Система (1) гидравлического привода по п.1, содержащая дифференциальный клапан (8), установленный между указанным вторым насосом (7) и указанными камерами (22) рабочего хода и выполненный с возможностью активирования, когда указанное питающее давление (РА) превышает первое рабочее давление (P1) по меньшей мере в одной из камер (22) рабочего хода, так чтобы соединить указанный второй насос (7) с масляным резервуаром (15), а также дифференциальный клапан (9), установленный между гидравлическим аккумулятором (5) и указанными камерами (23) обратного хода и выполненный с возможностью активирования, когда указанное питающее давление (РА) превышает второе рабочее давление (Р2) по меньшей мере в одной из камер (22) рабочего хода, так чтобы соединить камеры (23) обратного хода с масляным резервуаром (15), причем указанное второе рабочее давление (Р2) выше первого рабочего давления (Ρ1).

7. Система (1) гидравлического привода по любому из пп.1-6, содержащая масляный резервуар (15), который выполнен с возможностью отсасывания из него масла по меньшей мере указанным первым насосом (3), когда последний приведен во вращение в первом направлении для подачи масла при питающем давлении (РА) в гидравлические цилиндры (2), и который выполнен с возможностью передачи в него масла, когда первый насос (3) приведен во вращение в противоположном втором направлении для отсасывания масла из гидравлических цилиндров (2).

8. Система (1) гидравлического привода по п.4 или 5, в которой указанный резервуар (15) находится при атмосферном давлении.

9. Мультипрессовое пробивное устройство (50), содержащее систему (1) гидравлического привода по любому из пп.1-6 для приведения в действие пробивных инструментов (51) вдоль соответствующих продольных осей (А) раздельным и независимым образом.

10. Способ приведения в действие раздельным и независимым образом пробивных инструментов (51) мультипрессового пробивного устройства (50), оснащенного системой (1) гидравлического привода, охарактеризованной в любом из пп. 1-7, содержащий этапы, на которых:

- выбирают по меньшей мере один пробивной инструмент (51), который требуется привести в действие путем активирования соответствующего селекторного клапана (4), который установлен между первым насосом (3) реверсивного типа, выполненным с возможностью подачи масла при питающем давлении (РА), и гидравлическим цилиндром (2), воздействующим на указанный пробивной инструмент (51),

- приводят первый насос (3) во вращение в первом направлении для передачи масла под давлением в камеру (22) рабочего хода гидравлического цилиндра (2) так, чтобы вытолкнуть поршень (21) в рабочем направлении и обеспечить возможность связанному с поршнем пробивному инструменту (51) выполнить механическую обработку заготовки (100),

- после выполнения указанной механической обработки приводят первый насос (3) во вращение в противоположном втором направлении для отсасывания масла из камеры (22) рабочего хода и смещают указанный поршень (21) в обратном направлении за счет подачи масла под давлением в камеру (23) обратного хода указанного гидравлического цилиндра (2) от гидравлического аккумулятора (5), чтобы обеспечить возможность выведения пробивного инструмента (51) из зацепления и отведения от заготовки (100).

11. Способ по п.10, дополнительно включающий во время приведения во вращение первого насоса (3) приведение во вращение в первом направлении второго насоса (7) реверсивного типа для подачи масла в указанную камеру (22) рабочего хода до достижения первого рабочего давления (Ρ1), по превышении которого устанавливают соединение второго реверсивного насоса (7) с масляным резервуаром (15), в который второй насос (7) передает масло в результате активирования дифференциального клапана (8), установленного между вторым насосом (7) и указанными камерами (22) рабочего хода, и выполненного с возможностью активирования, когда питающее давление (РА) превышает первое рабочее давление (P1) по меньшей мере в одной из камер (22) рабочего хода, так чтобы соединить второй насос (7) с масляным резервуаром (15).

12. Способ по п.10 или 11, включающий во время приведения во вращение первого насоса (3), соединение указанной камеры (23) обратного хода с масляным резервуаром (15) путем активирования дифференциального клапана (9), когда питающее давление (РА) в камере (22) рабочего хода превышает второе рабочее давление (Р2), причем указанный дифференциальный клапан (9) установлен между гидравлическим аккумулятором (5) и указанными камерами (23) обратного хода и выполнен с возможностью активирования, когда указанное питающее давление (РА) превышает второе рабочее давление (Р2) по меньшей мере в одной из камер (22) рабочего хода, так чтобы соединить камеры (23) обратного хода с масляным резервуаром (15).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к станку для обработки листового металла. Станок содержит систему гидравлического привода, выполненную с возможностью приведения в движение множества рабочих инструментов.

Изобретение относится к области нефтедобывающего оборудования, в частности к устройству гидропривода гидравлической насосной установки. Устройство (100) гидропривода гидравлической насосной установки содержит двигатель (1), силовой орган (5) для приведения насосной штанги в возвратно-поступательное движение, регулируемый насос (2), приводимый двигателем (1) и гидравлически связанный с силовым органом (5), вторичный гидравлический агрегат (3) управления, гидравлически связанный с силовым органом (5).

Изобретение относится к гидравлической системе управления, содержащей комбинированный замкнутый закрытый гидравлический контур для управления двумя или более гидравлическими приводами и систему накопления гидравлической энергии, содержащую один или два аккумулятора. Технический результат - упрощение системы управления.

Система предназначена для бетононасосов и других мобильных машин. Система содержит: первый гидравлический цилиндр (210) и второй гидравлический цилиндр (220), каждый из которых имеет бесштоковую камеру (211, 221) и штоковую камеру (212, 222); переключающий клапан; и первый канал, проходящий между бесштоковой камерой (211) первого гидравлического цилиндра и бесштоковой камерой (221) второго гидравлического цилиндра.

Изобретение относится к устройству для гидравлической установки конструктивных элементов, в частности роликов сегментов роликовой направляющей в установке непрерывной разливки, содержащему гидроцилиндры, которые поршнем и его штоком разделены на полость цилиндра и кольцевую полость цилиндра, причем полости цилиндра сообщаются управляющими органами с источником давления.

Изобретение относится к гидроприводам объемного регулирования общего назначения и может быть использовано для управления различными устройствами подъемно-транспортных машин с широким диапазоном изменения скоростей и моментов нагрузок. .

Изобретение относится к гидроприводам объемного регулирования общего назначения и может быть использовано для управления любыми инерционными неуравновешенными объектами подъемно-транспортных механизмов или металлообрабатывающих станков с большими статическими и динамическими нагрузками. .

Изобретение относится к способам стыковки объектов, преимущественно космических полезных нагрузок (ПН), имеющих дисбаланс массы в поперечном направлении, и их отделения от ракет-носителей (РН). .

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в гидросистемах машин для технологического обслуживания электролизеров алюминиевого производства, а также в гидросистемах строительно-дорожных, горных и сельскохозяйственных машин. .

Изобретение относится к станку для обработки листового металла. Станок содержит систему гидравлического привода, выполненную с возможностью приведения в движение множества рабочих инструментов.
Наверх