双泵直压铆接机液压集成系统.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／2O 1 6年 第 0 5期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 4 ． is s n ． 1 0 0 8 0 8 1 3 ． 2 0 1 6 ．0 5 ．0 1 3 双泵直压铆接机液压集成系统 华万红 ， 王爱娟 ， 黄 鑫 安阳锻压机械工业有限公司， 河南 安阳 4 5 5 0 0 0 摘要 该液压集成系统为满足用户对高频次铆接需求 ， 减少设备运行故障， 有效提高生产线的连续性 ， 提供一种性能稳定 、 压力可显 示调整、 维修方便、 操作简单的双泵电控转换液压集成。该液压系统采用模块化设计 ， 尽量减少液压集成系统中作为控制单元的各类 液压阀和流体通路 ， 采用具有高稳定性能的插装阀和压力传感器来控制安全油压， 减少铆接机在工作过程中的液压冲击、 振动和噪 声 ， 减少机器故障， 避免因管路泄漏而停机 ， 使液压系统压力更加稳定， 从而提高铆接效率。 关键词 液压集成系统； 压力显示； 调整； 电控转换； 压力传感器； g 2 泵集成阀块 中图分类号 T H1 3 7 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 6 0 5 0 0 5 0 0 3 Do u bl e Pu mp Di r e c t Pr e s s u r e Ri v e t i ng M a c hi n e Hy d r a u l i c I n t e g r a t e d S ys t e m HU A W a n h o n g , W A N GA i -j u a n ， HU A N G X i n An Y a n g F o r g i n g p r e s s Ma c h i n e r y I n d u s t r y C o ． ， L t d ． ， An y a n g 4 5 5 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s h y d r a u l i c s y s t e m i s t o me e t t h e me e d s o f u s e r s o f h i g h fre q u e n c y r i v e t i n g ， r e d u c e e q u i p me n t o p e r a t i o n f a i l u r e ， e f f e c t i v e l y i m p r o v e t h e c o n t i n u i t y o f p r o d u c t i o n l i n e ， p r o v i d e a s t a b l e ， p r e s s ure c a l l d i s p l a y a d j u s t me n t ， ma i n t e n a n c e c o n v e n i e n t ， s i mp l e o p e r a t i o n o f the d u - a l p u mp e l e c t r o n i c c o n tro l c o n v e r s i o n h y d r a u l i c i n t e g r a t i o n ． T h e h y dra u l i c s y s t e m u s e s t h e mo d u l a r d e s i g n ， a s f a r a s p o s s i b l e t o r e d u c e t h e h y - d r a u l i c s e t ， a s t h e c o n t r o l mi t o f t h e s y s t e m o f a l l k i n d s o f h y d r a u l i c v a l v e a n d flu i d p a s s a g e ，the u s e o f h i g h s t a b i l i t y p e rfo r ma n c e o f t h e p l u g v a l v e an d p r e s s ure s e n s o r t o c o n tr o l t h e s a f e ty o f h y d r a u l i c r i v e t i n g ma c h i n e ，r e d u c e the h y dra u l i c s h o e d i n the wo r k p r o c e s s ， t h e v i b r a t i o n a n d n o i s e ， r e d u c e t h e b r e a k d o wn ． T o a v o i d d o wn t i me d u e t o o i l l e a k a g e ， t h e p r e s s ure o f the h y dra u l i c s y s t e m i s mo r e s t a b l e ， S O a s t o i mp r o v e t h e e f - fic i e n c y o f r i v e t i n g ． Ke y wo r d s h y dra u l i c i n t e g r a t i o n s y s t e m； p r e s s u r e d i s p l a y ； a d j u s tme n t ； e l e c tr o n i c c o n t r o l c o n v e r s i o n ； p r e s s ure s e n s o r ； d u a l p u mp i n t e gra t e d v a l v e b l o c k O 引言 液压铆接机是各类汽车车架及矿车车架铆钉铆接 收稿 日期 2 0 1 5 1 2 2 3 作者简介 华万红 1 9 7 0 - ， 男， 河南安阳人， 工程师 ， 学士， 从事锻压铆接 机设备的设计研发及机械加工工艺。 - - - 4 - 表 2 N 5 0 耗气 量数据表 分析， 表明该设备具有良好的重复I生 。 3 耗气量检钡 4 平台的研发能为气动工具企业对 5 O 的专用铆接设备 ， 可冷铆直径为6 ] 0 一 b l 6 m m的铆钉， 热铆 6 1 6 6 2 8 m m的铆钉 ， 铆 接频 次 为 l 6 2 5次／ ra i n 。由于铆接机的执行机构铆钳总成由人工操作， 在 生产线上移动范围大， 工人劳动强度大， 为了降低铆钳 油缸的体积和重量， 使铆钳操作轻巧， 移动灵活 ， 目前 普遍采用增压系统提高工作压力 ， 此铆接技术液压控 节能型气动钉枪设计提供更多的参考数据。 参考文献 [ 1 】 李雪梅， 曾德怀， 丁峰． 冲击气缸的设计与应用[ J ] ． 液压与气 动， 2 0 0 5 ， 3 6 5 6 6 ． [ 2 】 冷雪飞． 冲击气缸动态特性仿真与结构改进[ D 】 ． 北京 北京 理工大学。 2 0 0 1 ． [ 3 ] 王岩． 气动冲孔机的设计[ J ] ． 汽车工艺与材料， 2 0 0 5 ， 3 8 - 9 ． [ 4 】 S O R L I M， G A S T AL D I L ， C O D I N A E ， e t a 1 ． D y n a m i c An a l y s i s o f P n e u m a t i c A c t u a t o r s [ J ] ． S i mu l a t i o n P r a c t i c e a n d T h e o r y ， 1 9 9 9 ， 7 5 8 9 6 0 2 ． 【 5 】 WA N G J i h o n g ， P U J u n s h e n g ， MO OR E P ．A P r a c t i c a l C o n t r o l S t r a t e g y f o r S e r v o p n e u m a t i c A c t u a t o r S y s t e ms [ J ] ． C o n t r o l E n g i n e e r i n g P r a c t i c e ， 1 9 9 9 ， 7 1 2 1 4 8 3 1 4 8 8 ． [ 6 】 倪育才． 实用钡 4 量不确定度评定 第3 版 【 M 】 ． 北京 中国计 量出版社， 2 0 1 0 ． Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 0 5 ． 2 01 6 l 一 铆钳油缸 2 一 压力传感器3 一 集成阀块 4 一 液压油循环过滤系统 5 一 空气滤清器 6 一 液压油冷却系统 图 1集成双泵直压铆接机液压系统原理图 制在结构上由于采用增压系统， 存在增压和增压转换 时间， 限制铆接机的铆接频次，不能满足用户4 O 一 6 0 次， ra i n 高频次的铆接和生产节拍要求 ， 另外铆接机一旦出 现故障整个生产线不能正常运行， 原有的压力继电器不 能精确控制和方便调整所需压力来满足不同车型铆接 需求， 同时由于加工和装配误差， 原有系统增压缸缸体与 活塞杆之间容易发生拉伤、 粘着， 造成机器故障率较高。 为了满足用户对高频次铆接需求 ， 减少设备运行 故障， 我们研制开发了恒功率变量泵直压铆接液压控 制系统， 并带有电控转换的双泵集成阀块， 配有压力传 感器和调整数显仪表有效的解决了上述问题。 1 液压集成系统配置技术方案 本液压集成系统是把液压铆接机的液压双泵系统 和控制系统高度集成到一个阀块上， 通过压力变送器、 P L C和数字显示仪表实现工作压力的调整和实时监 控。高度集成阀块减少结合面及管接头， 减少液压系统 泄漏点， 降低阀块的加工难度， 减少加工工序； 由于去掉 原有增压缸结构， 不存在拉伤、 粘着、 卡死现象 ， 降低故 障率 ， 提高机器的稳定性 ； 同时增加备用系统 ， 一用一 备， 提高生产线可靠性； 通过压力变送器和数显仪表实 时显示铆接压力或吨位， 使铆接过程更直观， 便于控制 铆接质量。本液压系统主要由双油泵电机组、 双泵系统 集成阀体、 插装阀、 插装阀盖板、 方向控制阀、 压力传感 器、 压力数显表等组成， 插装阀、 插装阀盖板和方向控制 阀组成控制单元控制铆钳活塞杆的前进和回程， 通过压 力传感器和压力数显仪表来调整和控制铆接压力。 2 液压集成系统具体实施方式 以下结合附图 1 和附图2 就本液压集成系统的结 构特点及工作原理进行详细说明 本液压集成系统的原理如图1 所示， 主要有 油泵 电机组、 插装阀、 插装阀盖板和方向控制阀、 压力传感 器、 数显仪表、 铆钳油缸、 液压油循环过滤系统、 液压油 冷却系统、 滤油器、 压力表、 高压油管等组成； 该集成液 压系统的控制系统集成设置在集成阀块3 上， 集成阀块 3 内开设油路相应的接口， 中间加工各插件孔与控制油 路 ， 四面安装方向控制阀和插件盖板及其它液压阀， 在 集成阀块3 上设置有回油口1 1 和工作油口8 ， 集成阀块 上设置有控制单元 ， 控制单元由插装阀、 插装阀盖板和 方向控制阀组成 ， 插装阀盖板和方向控制阀均带有换 向调节阻尼孔 ， 能有效控制回油流速和换向时间， 减少 5 】 液 压 气 动 与 密 封 ／ 20 1 6年 第 05期 液压冲击， 通过方向控制阀和换向溢流盖板有效控制 铆钳油缸 的进油和卸油。 在集成阀块上设置有压力传感器2 ， 压力传感器连 接至P L C 控制系统 ， 并通过压力数显装置实时监控铆 接压力或吨位。通过压力传感器来调整和控制铆钳油 缸 1 的实际工作压力 ， 并通过数字显示仪表实时显示， 从而对工作压力实现精确无级调整来满足不同铆接 要求。 图2中9 为插件及梭阀换 向盖板 ， 1 0 为三位 四通换 向阀， 二者组成控制单元来控制铆钳活塞杆的前进和 回程。集成液压系统连接有液压油循环过滤系统4 、 空 气滤清器5 、 液压油冷却系统6 ， 这些保证液压系统可靠 性和稳定性。液压油泵为两个 ， 液压油泵采用恒功率 变量泵 ， 两个泵一备一用 ， 均连接至 P L C控制系统 ， 这 种一体化 电机泵组结构紧促合理 ， 噪声更低 ， 由于采用 恒功率变量泵， 使铆接速度先快后慢， 最终达到铆接压 力， 更有利于铆钉成形。 直压双泵集成阀块和压力显示调整是本集成系统 的关键， 如图2 所示 ， 高度集成阀块减少结合面和管接 头 ， 减少液压系统泄漏点 ， 同时没有增压缸结构 ， 不存在 拉伤、 粘着、 卡死现象 ， 降低故障率， 提高机器的稳定性 ； 铆钳油缸是铆接铆钉的具体执行元件。以上各个部分 通过精心设计集成一体， 实现了液压系统的模块化。 、 氘 ＼一 厂 二 _ ] 弋 蚴 席 _ 萌 3 { 扩 毒 k I i ＼ [ ] [ 0 [ 日 4 卜压力传感器 2 一 集成 }阋块3 一 油箱 4 一 工作油 口 5 一 梭阀换向盖板6 一 三位四通换向阀7 一 回油口 图2集成双泵直压阀块结构图 本液压集成系统主要实现 油泵卸荷、 快进、 铆接、 返回和卸荷等动作 ， 详述如下 1 油泵卸荷 启动电动机 ， 各阀无动作， 油液经滤 油器、 油泵、 溢流阀回油箱； 2 快进 当铆模对准铆钉后 ， 按铆钳油缸上铆接 按钮 ， 控制阀得电， 终止卸荷 ， 系统建立压力， 使活塞 快进； 3 铆接 当铆模在接近铆钉过程中， 可随时松开 按钮， 使铆模原位停止， 油液经方向控制阀控制换向卸 52 荷单元油液 回油箱 ； 4 返回与卸荷 当铆钳油缸内的压力达到工作压 力时， 铆钉成型后 ， 压力传感器发讯号， 油路换向， 油液 经主控换向阀换向后进入铆钳油缸后腔， 使铆模返回， 返 回动作 完成后 ， 所 有 电磁铁 断 电 ， 油 液经各 阀 回油 箱 ， 活塞和活塞杆复位， 完成整套液压动作。 3 液压集成系统实施特性 1 直压双泵系统铆接机 ， 采用程序控制的压力传 感器 和逻辑 阀实现双泵站 系统及分级压力 的快速 转换 。 2 一体的双泵液压阀块集成 ， 阀块体中间加工各 插件孑 L 与控制油路 ， 四面安装方 向控制阀和插件盖板 及其它液压 阀。 3 采用压力传感器和数显仪表可方便安全精准 实现压力分级并实时显示铆接压力或吨位 ， 使铆接过 程更直观， 便于控制铆接质量。 4 插件盖板和方向控制阀均带有换向调节阻尼 器， 便于调节换向时间， 减少因换向引起的液压冲击。 5 一体化电机泵组结构紧促合理 ， 噪声更低， 由 于采用恒功率变量泵， 使铆接速度先快后慢， 最终达到 铆接压力， 更有利于铆钉成形。 6 集成阀采用插装逻辑阀， 逻辑阀响应快 ， 故障 率低 ， 不易发热 ， 系统更稳定 。 4 结束语 此液压集 成系统为用户提供 了一种性 能稳定 、 压 力可显示调整、 维修方便、 操作简单 、 双泵电控转换的 液压集成。本液压系统采用了模块化设计 ， 尽量减少 液压集成系统中作为控制单元的各类液压阀和流体通 路 ， 采用具有高稳定性能的插装阀和压力传感器来控 制安全油压， 减少了铆接机在工作过程中的液压冲击、 振动和噪声 ， 减少了机器故障 ， 避免因管路泄漏而停 机 ， 使液压系统工作压力更加稳定 ， 从而提高了铆接机 的工作效率。双泵系统有效地提高生产线的连续性 ， 直观的压力显示与调整更有利于铆接质量控制。 参考文献 [ 1 】 雷天觉． 液压工程手册【 M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 5 ． 【 2 1 张德明．改善液压系统密封性能的方法探讨U ] ． 液压气动与 密封， 2 0 0 8 ， 3 ． [ 3 1 雷天觉． 新编液压工程手册上下【 M 】 ． 北京 北京理工大学出 版社， 1 9 9 8 ． [ 4 】 李洪人． 液压控制系统[ M 】 ． 北京 机械工业出版社， 1 9 8 6 ． [ 5 】 齐任贤． 液压传动与液力传动[ M ] ． 北京 冶金工业出版社， 】 9 8 0 ．