[发明专利]一种无油泵交流伺服电机直驱式力控制增压型液压机

摘要

一种无油泵交流伺服电机直驱式力控制增压型液压机，采用滚珠丝杠的传动机构，交流伺服电机的伺服驱动方式，把螺旋压力机的飞轮传动理论应用到液压机中，实现滚珠丝杠高速下行运动，液压机滑块快速下行和回程均是靠交流伺服电机直接驱动滚珠丝杠完成，使用主副复合增压缸实现低速增力压制，同时降低了冲压驱动力，液压阀、油箱、管路连接紧凑，主缸体与滑块一体，大小充液阀浸入油箱中，快速下行和上行时，迅速反应充液和排液，采用双拉杆结构与主缸体活动连接，实现柔性锻压及滑块回程高速运动，本发明液压机的传动效率大大提高，滑块定位精度高，快降及回程速度可达700mm/s，实现了压力机的工作特性柔性可调、节能降耗。

主权项

一种无油泵交流伺服电机直驱式力控制增压型液压机，包括交流伺服电动机（1）及其转轴（2）上连接的小带轮（3），其特征在于：小带轮（3）通过齿形带（4）连接一个大带轮（5），大带轮（5）和丝杠螺母（7）通过双键定位，再通过两个大圆螺母（6）联结为一体，大带轮（5）下端通过支撑套（9）支撑在轴承（10）上，使大带轮（5）作为惯性轮，丝杠螺母（7）与一个与其同轴的滚珠丝杠（8）以螺纹、滚珠配合，这样大带轮（5）通过与其联接的丝杠螺母（7）旋转驱动滚珠丝杠（8）；滚珠丝杠（8）的中部固定有横向连杆（14），横向连杆（14）通过连接螺母（15）与滚珠丝杠（8）中部联结为一体的，横向连杆（14）的两端对称连接有拉杆（12），拉杆（12）通过拉杆衬套（11）、轴端盖板（13）连接在横向连杆（14）的端轴上，拉杆（12）下端穿过机架（16）用两个止脱螺母（20）与主缸体（23）的法兰连接，横向连杆（14）、拉杆（12）、止脱螺母（20）组成主缸体轴向传动组件，柱塞（22）是通过卡环（18）与机架（16）联结为一体的，滚珠丝杠（8）下端通过密封环（17）与柱塞（22）内腔配合；主缸体（23）通过密封盖板（19）、缸内衬套（21）与柱塞（22）径向密封连接，滚珠丝杠（8）下端相当于活塞，推动柱塞（22）内腔油液，进而推动与柱塞（22）径向密封配合的主缸体（23）下行，液压机滑块即主缸体（23）下行时的液压势能是通过交流伺服电动机直驱活塞获得；小活塞（26）下端与主缸体（23）联结为一体，滚珠丝杠（8）下端、柱塞（22）内腔、小活塞（26）构成副缸，滚珠丝杠（8）下端面积为a,小活塞（26）的面积为b；柱塞（22）下部的缩颈与主缸体（23）组成主缸，副缸的C部、小活塞（26）内腔及主缸内充满液压油（30），主缸和副缸在同一中心线上垂直放置，主缸的压力接受面积c大于副缸的压力接受面积b，副缸中活塞的压力接受面积b大于副缸中滚珠丝杠（8）的压力接受面积a， 使得液压机的滑块即主缸体（23）的下端能够快速下行；当液压机低速压制时，顺序阀（25）开启，主缸与副缸连通，副缸中的液压油流入主缸中，系统增压比变为c/a，主缸内产生增加到足够大的液压力，从而实现低速增力压制；在主缸体（23）的左右两侧对称布置了第一大充液阀（28）、第二大充液阀（32），第一大充液阀（28）、第二大充液阀（32）均为液控单向阀，第一大充液阀（28）的两个端口分别通过液压管路28a、28b与油缸（27）、主缸相连，第一大充液阀（28）的高压油口通过第一二位二通阀（29）与副缸相连；第二大充液阀（32）的两个端口分别通过液压管路32a、32b与油缸（27）、主缸相连，第二大充液阀（32）的高压油口通过第二二位二通阀（33）与副缸相连，在滑块即主缸体（23）的下端低速压制时给二位二通阀（29）、（33）通电，使得液压管路28c和32c断开，以防止大充液阀反向开启导致的主缸漏油，在滑块快速下行和回程时二位二通阀（29）、（33）均是断电状态，在主缸体（23）快速下行时，第一大充液阀（28）和第二大充液阀（32）开启，同时对主缸充液压油，在液压机工作结束后，主缸体（23）开始上行时，副缸内压力升高达到大充液阀（28）、（32）的高压油口开启压力，大充液阀反向开启，主缸向油缸（27）排液；在主缸体（23）的前后两侧分别放置了小充液阀（24）和顺序阀（25），小充液阀（24）为单向阀，其两个端口分别通过液压管路24a、24b与油缸（27）、副缸相连，工作行程结束即回程起始时，滚珠丝杠（8）、横向连杆（14）、拉杆（12）组成的整体上行，小冲液阀（24）开启对副缸充液，拉杆（12）走完之前工作状态时与主缸体法兰分离的距离后，止脱螺母（20）将主缸体（23）与拉杆（12）链接，然后主缸体（23）在拉杆（12）的带动下开始高速同步上行，此时小充液阀（24）关闭；顺序阀（25）的两个端口分别通过液压管路25a、25b与副缸、主缸相连接，当主缸体（23）下行接 触到工作台（31）上的负载时，滚珠丝杠（8）继续下行，当副缸内压力升高达到顺序阀（25）预设开启压力，副缸中的液压油流入主缸中，实现低速增力压制，在液压机工作结束后，主缸体（23）开始上行时，顺序阀（25）开启，使副缸中液压油排入主缸。