技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法，特別涉及一種以組對(duì)形式實(shí)現(xiàn)勢(shì)能相互利用的液壓機(jī)組及其驅(qū)動(dòng)方式，用于在多臺(tái)液壓機(jī)之間實(shí)現(xiàn)勢(shì)能的相互利用，節(jié)能降耗。

背景技術(shù)：

隨著全球范圍內(nèi)工業(yè)的迅速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，以低能耗、低污染為基礎(chǔ)的“低碳經(jīng)濟(jì)”已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。其中液壓成形裝備由于其用量大、能耗高、效率低，效率一般為6％到40％，已逐漸成為人們普遍關(guān)注的主要對(duì)象之一。

液壓機(jī)工作時(shí)，滑塊的質(zhì)量重、慣性大，滑塊依靠其自身的重力作用以及出油口節(jié)流閥調(diào)節(jié)，快速下降。在下放過(guò)程中，重力勢(shì)能和動(dòng)能絕大部分在閥的節(jié)流口轉(zhuǎn)化為熱能耗散到大氣中。而液壓機(jī)工作頻繁，不僅造成了大量的能量浪費(fèi)，而且增加了系統(tǒng)的碳排放，與發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)相悖。針對(duì)這種情況，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了各種液壓機(jī)勢(shì)能回收利用的方法?；厥站褪菍⒁簤簷C(jī)下降勢(shì)能轉(zhuǎn)換成易于存儲(chǔ)的能量?jī)?chǔ)存到儲(chǔ)能元件中，而后根據(jù)實(shí)際的需要釋放出來(lái)再利用。根據(jù)儲(chǔ)能方式的不同，一般分為電能式、機(jī)械能式和液壓能式。主要集中于電力式能量回收系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和液壓二次元件的利用，在電力式能量回收技術(shù)中，由于能量轉(zhuǎn)化經(jīng)歷了發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)/發(fā)動(dòng)機(jī)、儲(chǔ)能元件(電池或超級(jí)電容)和液壓泵等多個(gè)環(huán)節(jié)，能量轉(zhuǎn)換的效率較低。

以上這些方法雖然能達(dá)到能量回收和再利用的效果，但是增加了系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)和控制的復(fù)雜性，同時(shí)增加了回收和再利用的環(huán)節(jié)，降低了能量利用的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種以組對(duì)形式實(shí)現(xiàn)勢(shì)能相互利用的液壓機(jī)組，通過(guò)對(duì)液壓機(jī)勢(shì)能的實(shí)時(shí)相互利用，減少能量轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)，提高液壓系統(tǒng)的工作效率。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明以組對(duì)形式實(shí)現(xiàn)勢(shì)能相互利用的液壓機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：所述液壓機(jī)組至少包括兩組液壓機(jī)，分別是第一液壓機(jī)和第二液壓機(jī)；并在兩組液壓機(jī)之間設(shè)置勢(shì)能平衡系統(tǒng)和液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；

所述第一液壓機(jī)的液壓缸由第一活塞缸和第一柱塞缸組成，所述第一活塞缸的活塞桿和第一柱塞缸的柱塞桿共同與第一液壓機(jī)滑塊相聯(lián)接；第一活塞缸下腔通過(guò)油路分別與所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)及液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；第一活塞缸上腔一路是通過(guò)第一充液閥與第一油箱相通，另一路是通過(guò)第一單向閥與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；所述第一充液閥的液控口與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；所述第一單向閥的導(dǎo)通方向是由所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)到所述第一液壓機(jī)；所述第一柱塞缸與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；

所述第二液壓機(jī)的液壓缸由第二活塞缸和第二柱塞缸組成，所述第二活塞缸的活塞桿和第二柱塞缸的柱塞桿共同與第二液壓機(jī)滑塊相聯(lián)接；第二活塞缸下腔通過(guò)油路分別與所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)及液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；第二活塞缸上腔一路是通過(guò)第二充液閥與第二油箱相通，另一路是通過(guò)第二單向閥與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連通；所述第二充液閥的液控口與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；所述第二單向閥的導(dǎo)通方向是由所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)到所述第二液壓機(jī)；所述第二柱塞缸與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通。

本發(fā)明以組對(duì)形式實(shí)現(xiàn)勢(shì)能相互利用的液壓機(jī)組的驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)是：

在第一液壓機(jī)處于快降動(dòng)作時(shí)，由所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所述第一柱塞缸的柱塞桿快速下降，帶動(dòng)所述第一液壓機(jī)滑塊和第一活塞缸的活塞桿快速下降，以第一活塞缸下腔排出的液壓油經(jīng)所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)導(dǎo)入第二活塞缸下腔，以此推動(dòng)所述第二液壓機(jī)實(shí)現(xiàn)快回動(dòng)作；

在第二液壓機(jī)處于快降動(dòng)作時(shí)，由所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所述第二柱塞缸的柱塞桿快速下降，帶動(dòng)所述第二液壓機(jī)滑塊和第二活塞缸的活塞桿快速下降，以第二活塞缸下腔排出的液壓油經(jīng)所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)導(dǎo)入第一活塞缸下腔，以此推動(dòng)所述第一液壓機(jī)實(shí)現(xiàn)快回動(dòng)作；

利用所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)的儲(chǔ)存和補(bǔ)充功能使處在快降動(dòng)作下的液壓機(jī)獲得相匹配的液壓油油量。

本發(fā)明以組對(duì)形式實(shí)現(xiàn)勢(shì)能相互利用的液壓機(jī)組的驅(qū)動(dòng)方式的特點(diǎn)也在于：當(dāng)所述第一液壓機(jī)與所述第二液壓機(jī)完成快降和快回動(dòng)作后，關(guān)閉所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)；所述第一液壓機(jī)和第二液壓機(jī)在液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，相互獨(dú)立完成工藝要求中的壓制、卸荷、保壓和慢回各動(dòng)作。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明將液壓機(jī)進(jìn)行組對(duì)，使其中液壓機(jī)快降的勢(shì)能用于另外液壓機(jī)的快速上升，實(shí)現(xiàn)勢(shì)能的直接相互利用，較少了勢(shì)能的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，減少了能量損失，提高了液壓系統(tǒng)的效率。

2、本發(fā)明通過(guò)為液壓機(jī)設(shè)置柱塞缸，通過(guò)柱塞缸的流量輸入帶動(dòng)液壓機(jī)滑塊的快速下降。在不依靠滑塊重力時(shí)，較小的流量輸入即可實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)的快速下降，降低了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的裝機(jī)功率，減少了因使用節(jié)流閥產(chǎn)生的能量損耗，降低了系統(tǒng)的碳排放。

3、本發(fā)明在組對(duì)的液壓機(jī)在壓制動(dòng)作時(shí)，將勢(shì)能平衡系統(tǒng)關(guān)閉，單臺(tái)液壓機(jī)獨(dú)立完成動(dòng)作，減小了液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總的裝機(jī)功率，降低了液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部分因卸荷產(chǎn)生的能量消耗。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明液壓機(jī)組結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)號(hào)：1第一液壓機(jī)，2第二液壓機(jī)，11第一活塞缸，12第一柱塞缸，13第一液壓機(jī)滑塊，14第一充液閥，15第一油箱，16第一單向閥，21第二活塞缸，22第二柱塞缸，23第二液壓機(jī)滑塊，24第二充液閥，25第二油箱，26第二單向閥。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例以組對(duì)形式實(shí)現(xiàn)勢(shì)能相互利用的液壓機(jī)組中，液壓機(jī)組至少包括兩組液壓機(jī)，分別是第一液壓機(jī)1和第二液壓機(jī)2；并在兩組液壓機(jī)之間設(shè)置勢(shì)能平衡系統(tǒng)和液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

如圖1所示，第一液壓機(jī)1的液壓缸由第一活塞缸11和第一柱塞缸12組成，所述第一活塞缸11的活塞桿和第一柱塞缸12的柱塞桿共同與第一液壓機(jī)滑塊13相聯(lián)接；第一活塞缸下腔通過(guò)油路分別與所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)及液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；第一活塞缸上腔一路是通過(guò)第一充液閥14與第一油箱15相通，另一路是通過(guò)第一單向閥16與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；所述第一充液閥14的液控口與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；所述第一單向閥16的導(dǎo)通方向是由所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)到所述第一液壓機(jī)1；所述第一柱塞缸12與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；

如圖1所示，第二液壓機(jī)2的液壓缸由第二活塞缸21和第二柱塞缸22組成，所述第二活塞缸21的活塞桿和第二柱塞缸22的柱塞桿共同與第二液壓機(jī)滑塊23相聯(lián)接；第二活塞缸下腔通過(guò)油路分別與所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)及液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；第二活塞缸上腔一路是通過(guò)第二充液閥24與第二油箱25相通，另一路是通過(guò)第二單向閥26與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；所述第二充液閥24的液控口與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通；所述第二單向閥26的導(dǎo)通方向是由所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)到所述第二液壓機(jī)2；所述第二柱塞缸22與所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相連通。

本實(shí)施例中以組對(duì)形式實(shí)現(xiàn)勢(shì)能相互利用的液壓機(jī)組的驅(qū)動(dòng)方式是：

在第一液壓機(jī)1處于快降動(dòng)作時(shí)，由所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所述第一柱塞缸12的柱塞桿快速下降，帶動(dòng)所述第一液壓機(jī)滑塊13和第一活塞缸12的活塞桿快速下降，此時(shí)，利用在第一活塞缸上腔中形成的負(fù)壓開(kāi)啟第一充液閥14，使第一油箱15中的油液注入第一活塞缸上腔，以第一活塞缸下腔排出的液壓油經(jīng)所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)導(dǎo)入第二活塞缸下腔，帶動(dòng)所述第二活塞缸的活塞桿快速上升，并推動(dòng)第二壓機(jī)滑塊23快速上升，以此推動(dòng)第二液壓機(jī)實(shí)現(xiàn)快回動(dòng)作。與此同時(shí)，第二充液閥24的液控口壓力升高，第二充液閥24開(kāi)啟，第二活塞缸上腔的液壓油經(jīng)充液閥24流回至第二油箱25。

在第二液壓機(jī)2處于快降動(dòng)作時(shí)，由所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所述第二柱塞缸22的柱塞桿快速下降，帶動(dòng)所述第二液壓機(jī)滑塊23和第二活塞缸21的活塞桿快速下降，此時(shí)，利用在第二活塞缸上腔中形成的負(fù)壓開(kāi)啟第二充液閥24，液壓油經(jīng)所述第二油箱25流入所述第二活塞缸上腔；以第二活塞缸下腔排出的液壓油經(jīng)所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)導(dǎo)入第一活塞缸下腔，帶動(dòng)第一活塞缸的活塞桿快速上升，并推動(dòng)所述第一壓機(jī)滑塊13快速上升，以此推動(dòng)所述第一液壓機(jī)實(shí)現(xiàn)快回動(dòng)作。與此同時(shí)，第一充液閥14的液控口壓力升高，第一充液閥14開(kāi)啟，第一活塞缸上腔的液壓油經(jīng)第一充液閥14流回至第一油箱15。

第一充液閥14和第二充液閥24為液控單向閥，在其液控口的壓力大于開(kāi)啟壓力時(shí)，即呈雙向?qū)顟B(tài)。

本實(shí)施例中，液壓機(jī)組是以兩只液壓機(jī)進(jìn)行組對(duì)，在液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)于第一液壓機(jī)1中的處在中間位置上的一只第一活塞缸11和分處在第一活塞缸左右兩側(cè)的第一柱塞缸12的總橫截面面積應(yīng)滿足液壓機(jī)最大成形力的需求。在液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的流量驅(qū)動(dòng)下，兩只第一柱塞缸12的總的橫截面積的設(shè)置是以滿足液壓機(jī)快速下降的速度需求為準(zhǔn)；對(duì)于第二液壓機(jī)2中的一只第二活塞缸21以及兩只第二柱塞缸22也為同樣的要求。

利用勢(shì)能平衡系統(tǒng)的儲(chǔ)存和補(bǔ)充功能使處在快回動(dòng)作下的液壓機(jī)獲得與動(dòng)作相匹配的液壓油油量。也就是：當(dāng)處在快降動(dòng)作中的液壓機(jī)的流量大于處在快回動(dòng)作中的液壓機(jī)需求的流量時(shí)，勢(shì)能平衡系統(tǒng)為儲(chǔ)存功能，反之是由所述液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為快回動(dòng)作中的液壓機(jī)提供補(bǔ)充能量。

當(dāng)所述第一液壓機(jī)1與所述第二液壓機(jī)2完成快降和快回動(dòng)作后，關(guān)閉所述勢(shì)能平衡系統(tǒng)；所述第一液壓機(jī)1和第二液壓機(jī)2在液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，相互獨(dú)立完成工藝要求中的壓制、卸荷、保壓和慢回各動(dòng)作。

本發(fā)明以組對(duì)形式實(shí)現(xiàn)勢(shì)能相互利用的液壓機(jī)組，其液壓機(jī)組至少包括兩組液壓機(jī)，對(duì)于動(dòng)作節(jié)拍相適應(yīng)的多臺(tái)液壓機(jī)可以按同樣的方法實(shí)現(xiàn)相互之間的勢(shì)能利用。