本發(fā)明屬于冶金設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液壓剪的液壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

液壓剪作為金屬板帶產(chǎn)品加工與后處理線上的重要設(shè)備，目前基本上都是采用液壓閥控制，其原理屬于節(jié)流調(diào)速控制。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)的原理示意圖，現(xiàn)有技術(shù)中是通過恒壓變量泵為液壓剪的動力系統(tǒng)，驅(qū)動與控制液壓剪的液壓油壓力恒定。根據(jù)剪切工藝要求實際進入剪切液壓缸的壓力油是通過比例換向閥或者調(diào)速閥等進行節(jié)流調(diào)速控制，滿足剪切所需的流量與壓力，在該節(jié)流調(diào)速控制環(huán)節(jié)中造成較大的能量損失。

具體地，由于需要考慮順利穿帶等原因，液壓剪上下剪刃的開口度往往較大，而實際上下剪刃重合實施剪切動作的距離(圖2中l(wèi)1)一般只有不到最大行程(圖2中l(wèi)2)的30％，也就是說剪切液壓缸的一個剪切動作有70％的行程是空載，這70％的空載行程實際上需要的液壓壓力較低，這樣很大一部分液壓能源損失在液壓閥的節(jié)流調(diào)速控制環(huán)節(jié)中；同時，液壓剪在回程的過程中也完全是空載，需要的壓力很低，同樣存在較大的液壓油節(jié)流損失；此外，液壓剪在一個或者多個剪切動作完成以后，需要等待下一批的剪切指令，這段時間雖然液壓剪沒有流量需求，不存在液壓剪本身的節(jié)流能量損失，而這種工況下，需要液壓動力系統(tǒng)保持有恒定的液壓源，一般采用異步電機和恒壓變量泵來實施，此時異步電機也是在額定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，存在大量的功率損失。以上三個主要方面的能量損失，占液壓剪控制系統(tǒng)能量的50％以上，也就是說常規(guī)的液壓剪有近一半的能源被浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種液壓剪的液壓系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，減少能源浪費。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種液壓剪的液壓系統(tǒng)，包括液壓油箱、液壓動力系統(tǒng)以及與液壓剪連接的剪切液壓缸，所述液壓油箱、液壓動力系統(tǒng)和剪切液壓缸連接在液壓主回路中，還包括：

液壓切斷閥組，連接在液壓主回路中，用于使主回路導通或切斷；

液壓換向閥，用于控制液壓切斷閥組的通斷。

采用上述結(jié)構(gòu)，該液壓系統(tǒng)采用容積調(diào)速的原理，液壓切斷閥組連接在液壓油箱與剪切液壓缸之間，作為開關(guān)閥使用，而液壓油流經(jīng)液壓切斷閥組基本上沒有節(jié)流損失，液壓換向閥只起控制作用，流經(jīng)液壓換向閥的液壓油流量較小，節(jié)流損失小，因此液壓剪動作需要多大的力，液壓動力系統(tǒng)就提供相對應(yīng)的壓力油與流量，可以最大限度的減少液壓剪剪切過程的能量消耗，減少能源的浪費。

進一步，所述液壓換向閥與液壓主回路連接。

進一步，所述液壓切斷閥組包括第一切斷閥、第二切斷閥、第三切斷閥和第四切斷閥，所述剪切液壓缸的無桿腔一路經(jīng)第一切斷閥連接至供油管路，另一路經(jīng)第二切斷閥連接至回油管路，所述剪切液壓缸的有桿腔一路經(jīng)第三切斷閥連接至回油管路，另一路經(jīng)第四切斷閥連接至供油管路；所述液壓換向閥p口連接至供油管路，t口連接至回油管路，a口連接至第二切斷閥和第四切斷閥的控制位，b口連接至第一切斷閥和第三切斷閥的控制位。

進一步，所述液壓切斷閥組為板式閥或插裝閥，并帶有控制節(jié)流孔。

進一步，所述液壓動力系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動器、伺服電機和液壓泵，所述液壓泵連接在液壓主回路中。

其中液壓動力系統(tǒng)作為剪切液壓缸的動力來源根據(jù)剪切需求提供對應(yīng)壓力的液壓油，其通過伺服驅(qū)動器和伺服電機驅(qū)動液壓泵來實現(xiàn)剪切液壓缸的速度控制；液壓動力源通過液壓切斷閥與液壓換向閥的組合，實現(xiàn)對剪切液壓缸的動作方向控制，主要有兩個動作：剪切與回程；當完成一個周期的剪切動作后，剪切液壓缸縮回，處于等待位置，此時液壓動力系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)，等待下一次剪切需求后再開始動作。

進一步，所述液壓泵為定量泵或變量泵。

進一步，所述液壓泵為柱塞泵、齒輪泵或者葉片泵。

進一步，所述剪切液壓缸驅(qū)動液壓剪中上下剪刃的一個或者兩個動作完成剪切。

進一步，所述液壓換向閥帶有控制節(jié)流孔，并通過控制液壓切斷閥組的通斷改變液壓缸的運動方向。

本發(fā)明的工作原理如下：

首先，剪切液壓缸處于等待位置，此時液壓剪的上下剪刃打開至最大開口度以便于被剪切的金屬板帶順利穿過液壓剪；當被剪切的金屬板帶穿過液壓剪后，節(jié)能型液壓剪等待剪切的指令，當收到剪切指令后，液壓動力系統(tǒng)的伺服驅(qū)動器和伺服電機開始運行，帶動液壓泵開始工作，液壓泵輸出的液壓壓力油通過液壓切斷閥與液壓換向閥的控制進入液壓缸的無桿腔，從而驅(qū)動剪切液壓缸進行剪切動作，在液壓剪沒有實施真正的剪切之前，由于液壓缸需要的壓力較低，此時伺服電機和液壓泵以設(shè)定的最高速度運轉(zhuǎn)，剪切液壓缸以最大的速度實施剪切動作，當上下剪刃接觸到被剪切的板帶時，伺服驅(qū)動器和伺服電機在設(shè)定的扭矩足以滿足剪切所需的值，直到完成剪切動作，由于沒有節(jié)流損失，液壓剪動作需要多大的力，液壓動力系統(tǒng)就提供相對應(yīng)的壓力油與流量，從達到節(jié)能的目的。當一次剪切動作完成后，剪切液壓缸需要反向動作從而打開剪刃開口度，此時所需的液壓動力油壓力較低，通過伺服電機的驅(qū)動，液壓泵可以輸出與之相匹流量的壓力油，減少了節(jié)流損失，達到節(jié)能效果。在一批剪切指令結(jié)束后，需要等待下一批剪切動作，此時伺服驅(qū)動器和伺服電機可以停止轉(zhuǎn)動，直到接收到下一批剪切指令再開始運轉(zhuǎn)，這段時間也能節(jié)約由于電機空轉(zhuǎn)消耗的電力能源。

如上所述，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用容積調(diào)速的控制原理，伺服驅(qū)動器與伺服電機根據(jù)剪切動作的速度、剪切力要求，實時調(diào)整泵的驅(qū)動轉(zhuǎn)速達到剪切控制的目的；液壓換向閥根據(jù)剪切控制的動作方向切換剪切液壓缸的動作方向，實現(xiàn)一個剪切的周期動作。通過大通徑、大流量的液壓切斷閥實現(xiàn)導通或切斷油路，并通過小流量的液壓換向閥控制，由于基本上沒有節(jié)流損失，可以最大限度的減少液壓剪剪切過程的能量消耗。此外，液壓控制回路簡單、方便控制，適合用于包括鋼材在內(nèi)的金屬板帶的剪切。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。

零件標號說明

1—液壓油箱

2—伺服驅(qū)動器

3—伺服電機

4—液壓泵

51—第一切斷閥

52—第二切斷閥

53—第三切斷閥

54—第四切斷閥

6—液壓換向閥

7—剪切液壓缸

8—液壓剪下剪刃

9—液壓剪上剪刃

10—被剪切金屬板帶

l1—實際剪切行程

l2—液壓缸行程

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。

實施例

如圖2所示，一種液壓剪的液壓系統(tǒng)，包括液壓油箱1、液壓剪、液壓動力系統(tǒng)、剪切液壓缸7液壓切斷閥組和液壓換向閥6，其中剪切液壓缸7與液壓剪連接，液壓油箱1、液壓動力系統(tǒng)、液壓切斷閥組和剪切液壓缸7連接在液壓主回路中，液壓動力系統(tǒng)與液壓油箱1連接，為主回路提供壓力油；液壓切斷閥組連接在液壓主回路中，用于使主回路導通或切斷，起到主回路開關(guān)的作用；液壓換向閥6用于控制液壓切斷閥組的通斷實現(xiàn)剪切液壓缸7動作的換向。

與傳統(tǒng)的節(jié)流控制不同，本發(fā)明液壓剪采用容積調(diào)速的原理，液壓切斷閥組連接在液壓油箱1與剪切液壓缸7之間，作為開關(guān)閥使用，液壓油流經(jīng)液壓切斷閥組基本上沒有節(jié)流損失，液壓換向閥6只起控制作用，流經(jīng)液壓換向閥6的液壓油流量較小，節(jié)流損失小，因此液壓剪動作需要多大的力，液壓動力系統(tǒng)就提供相對應(yīng)的壓力油與流量，可以最大限度的減少液壓剪剪切過程的能量消耗，減少能源的浪費。本例中液壓換向閥6與液壓主回路連接，其他實施方式中可設(shè)置在單獨的液壓控制回路中。

其中，液壓動力系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動器2、伺服電機3和液壓泵4，伺服驅(qū)動器2與伺服電機3連接，伺服電機3與液壓泵4相連，驅(qū)動液壓泵4轉(zhuǎn)動，液壓泵4連接在液壓主回路中，液壓泵4通過管路與液壓油箱1連接，為整個液壓主回路供油。液壓換向閥6帶有控制節(jié)流孔，并通過控制液壓切斷閥組的通斷改變液壓缸的運動方向。

液壓動力系統(tǒng)作為剪切液壓缸7的動力來源根據(jù)剪切需求提供對應(yīng)壓力的液壓油，其通過伺服驅(qū)動器2和伺服電機3驅(qū)動液壓泵4來實現(xiàn)剪切液壓缸7的速度控制；液壓動力源通過液壓切斷閥與液壓換向閥6的組合，實現(xiàn)對剪切液壓缸7的動作方向控制，主要有兩個動作：剪切與回程；當完成一個周期的剪切動作后，剪切液壓缸7縮回，處于等待位置，此時液壓動力系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)，等待下一次剪切需求后再開始動作。

具體地，液壓切斷閥組包括第一切斷閥51、第二切斷閥52、第三切斷閥53和第四切斷閥54，剪切液壓缸7的無桿腔一路經(jīng)第一切斷閥51連接至供油管路，另一路經(jīng)第二切斷閥52連接至回油管路，剪切液壓缸7的有桿腔一路經(jīng)第三切斷閥53連接至回油管路，另一路經(jīng)第四切斷閥54連接至供油管路；液壓換向閥6p口連接至供油管路，t口連接至回油管路，a口連接至第二切斷閥52和第四切斷閥54的控制位，b口連接至第一切斷閥51和第三切斷閥53的控制位。

即：液壓油經(jīng)過液壓泵4后分為三條油路，第一油路連接至剪切液壓缸7的無桿腔，第一切斷閥51設(shè)置在第一油路上；第二油路連接至剪切液壓缸7的有桿腔，所述第四切斷閥54設(shè)置在第二油路上；第三油路連接至液壓換向閥6的p口；

剪切液壓缸7的無桿腔經(jīng)第四油路連接至回油管路(或液壓油箱1)，所述第二切斷閥52設(shè)置在第四油路上；剪切液壓缸7的有桿腔經(jīng)第五油路連接至回油管路(或液壓油箱1)，所述第三切斷閥53設(shè)置在第五油路上；液壓換向閥6的t口經(jīng)第六油路連接至回油管路(或液壓油箱1)。

其中，各液壓切斷閥為板式閥或插裝閥，并帶有控制節(jié)流孔；液壓泵4為定量泵或變量泵，按種類可以為柱塞泵、齒輪泵或者葉片泵。剪切液壓缸7驅(qū)動液壓剪中上下剪刃的一個或者兩個動作完成剪切。并且本系統(tǒng)可連接一個或多個剪切液壓缸7。

本實施方式的工作流程如下：

首先，剪切液壓缸7處于等待位置，當伺服驅(qū)動器2收到剪切指令后，驅(qū)動伺服電機3開始轉(zhuǎn)動，伺服電機3再驅(qū)動液壓泵4轉(zhuǎn)動，使得液壓泵4從液壓油箱1吸取液壓油，經(jīng)過能量轉(zhuǎn)化液壓泵4輸出壓力油；壓力液壓油通過管路流向液壓切斷閥組和液壓換向閥6，在液壓換向閥6的控制下，液壓切斷閥組只有第一切斷閥51和第三切斷閥53是可流通的，壓力液壓油經(jīng)過第一切斷閥51流向剪切液壓缸7，從而驅(qū)動液壓缸動作開始剪切動作；在液壓剪下剪刃8與液壓剪上剪刃9沒有重合、或者重合后沒有接觸被剪切金屬板帶10前，由于是空載所以液壓壓力較低，伺服驅(qū)動器2和伺服電機3沒有達到設(shè)定的轉(zhuǎn)矩，這時以設(shè)定的轉(zhuǎn)速驅(qū)動液壓缸動作，直到剪刃接觸被剪切金屬板帶10，力矩會自動提升至需要的數(shù)值，直到完成一次剪切動作，這個過程為限定轉(zhuǎn)速下的力矩控制；液壓剪完成剪切到達設(shè)定位置后，在液壓換向閥6的換向控制下，液壓切斷閥組只有第二切斷閥52和第四切斷閥54是可流通，剪切液壓缸7開始回程下降直到到達剪切等待位置，這一個過程伺服驅(qū)動器2、伺服電機3也是為限定轉(zhuǎn)速下的力矩控制；以上就完成了一次完成的剪切動作，根據(jù)需要可以重復多次剪切，完成一批次的剪切任務(wù)。當完成一批次剪切任務(wù)等待下一批次的剪切指令時，伺服驅(qū)動器2、伺服電機3處于停止狀態(tài)，這樣整個液壓剪不需要消耗能量，直到下一批次的剪切指令開始。

由于該系統(tǒng)在整個剪切過程中，液壓剪動作需要多大的力，液壓動力系統(tǒng)就提供相對應(yīng)的壓力油與流量，相對于傳統(tǒng)的保證恒定壓力的方式，可以最大限度的減少液壓剪剪切過程的能量消耗，減少能源的浪費。

為便于理解本方案的節(jié)能效果，下面就本系統(tǒng)的能量消耗與傳統(tǒng)恒定壓力節(jié)流控制的方式作對比：

假定一次剪切過程需要100l壓力油，整個剪切過程所需時間為50s，實際剪切過程所需壓力為14mpa，實際剪切時間為5s；空載行程的時間為45s。

則傳統(tǒng)的節(jié)流控制方式，由液壓泵4提供的壓力是恒定的14mpa，并且在整個剪切過程的50s中保持該壓力，通過圖1中換向閥控制進入液壓缸的壓力和流量。

采用本液壓系統(tǒng)，由于液壓剪動作需要多大的力，液壓動力系統(tǒng)就提供相對應(yīng)的壓力油與流量，那么在空載的45s內(nèi)液壓泵4只需提供2-4mpa流量為90l的液壓油，實際剪切過程中提供的14mpa的液壓油為10l。具體對比見下表：

由上表可以看出，本液壓系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)節(jié)流控制方式節(jié)省了至少持續(xù)時間為45s壓差為10mpa的液壓油。本系統(tǒng)在空載過程中大大降低了電機的轉(zhuǎn)速，減少了能量的消耗，并且在相鄰兩批次剪切任務(wù)的等待過程中，伺服驅(qū)動器2和伺服電機3處于停止狀態(tài)，這樣整個液壓剪不需要消耗能量，液壓換向閥6在控制過程中的節(jié)流損失可以忽略不計。

本系統(tǒng)采用容積調(diào)速的控制原理，結(jié)合大通徑、大流量的液壓閥換向控制，由于基本上沒有節(jié)流損失，可以最大限度的減少液壓剪剪切過程的能量消耗。此外，液壓控制回路簡單、方便控制，適合用于包括鋼材在內(nèi)的金屬板帶的剪切。

任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。