CN103752792A - 节能压铸机 - Google Patents
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Abstract
一种节能压铸机，包括锁模油缸、压射油路本体、第一油路***、第二油路***、第三油路***、慢压射***、压射蓄能器、增压蓄能器及低压蓄能器，所述第一油路***、第二油路***及第三油路***分别与压射蓄能器、增压蓄能器及低压蓄能器连接，所述锁模本体通过一油路控制***与第一油路***、第二油路***、第三油路***连接，所述压射油路本体包括主油缸，所述压射蓄能器和增压蓄能器装设于主油缸上，所述压射蓄能器作用于油路压射方向的后方，所述增压蓄能器作用于油路压射方向的前方，所述慢压射***的输出端与油路控制***连接，合模时，低压蓄能器带动锁模油缸内的锁模推杆作动，完成合模后，慢压射***对低压蓄能器进行充能。
Description
技术领域
本发明涉及一种压铸机装置，具体涉及一种节能压铸机。
背景技术
压铸机用于将熔融金属液在压力作用下压射到模具中冷却成型，开模后得到固体金属铸件的一系列工业铸造机械。随着科学技术和工业生产的进步，尤其是随着汽车、摩托车以及家用电器等工业的发展，压铸机在工业生产中所起的作用也越来越大。
压铸机是一种典型的周期性变负荷设备，一个完整的生产周期包括合模、射料、冷却和开模顶出等阶段。通常液压设备的动力是由定量油泵提供的，而带动油泵运转的电机一直以其额定转速运行。设备在运行时，每个产品的生产周期中各环节的速度和压力是由油路中的比例阀和溢流阀控制。当油泵提供的压力和流量超过机器生产所需时，多余的部分将通过溢流阀回流到储油箱中。设备在实际运行时，每个产品周期中的各环节需要的压力是不同的；但油泵提供的压力却是溢流阀限制的最高压力。只有***完全不需要压力时才会有卸荷、电机处于轻载运行；此时电动机依然消耗较大的电能。
普通压铸工艺中的主要损耗：第一为溢流损耗。随产品及加工工序不同，各工序所需液压、流量、压力不同。对于油泵马达而言，压铸机在压射过程的负载是处于变化状态。而泵的流量是按照所需的最大流量来设计的，其原压铸油泵马达以恒定的转速提供的液压流量，当压铸所需的流量小于最大的流量时，多余的液压将通过溢流阀回流，这一部分能量就损耗掉了。第二为节流损耗。当液压油流经阀的节流口时会有一定的压降，这就是节流损耗。由于方向阀的节流面积比较大，所以大部分的节流损耗发生在比例阀上。同时由于液压长期全速循环流动与液压件机械剧烈磨擦，造成油温过高，噪音过大，机械寿命缩短等不良现象。第三为设计余量损耗。通常在设计中，一般会考虑到共用性，设计时以最大容量为基础，因此用户油泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，造成电能的浪费。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中的不足，提供一种采用减少余量损耗、节约电能的节能压铸机。
本发明是通过以下方式实现的：一种节能压铸机，包括锁模油缸、压射油路本体、第一油路***、第二油路***、第三油路***、慢压射***、压射蓄能器、增压蓄能器及低压蓄能器；所述第一油路***、第二油路***及第三油路***分别与压射蓄能器、增压蓄能器及低压蓄能器连接，所述锁模本体通过一油路控制***与第一油路***、第二油路***、第三油路***连接，所述压射油路本体包括主油缸，所述压射蓄能器和增压蓄能器装设于主油缸上，所述压射蓄能器作用于油路压射方向的后方，所述增压蓄能器作用于油路压射方向的前方，所述慢压射***的输出端与油路控制***连接；所述第三油路***包括换向阀V50、插装阀V11、单向阀V12，所述插装阀V11的控制端通过换向器V50与低压储能器的输出端连接，该换向器V50的自由端的另一工作油口与外部的储油罐连接，所述插装阀V11的一工作油口通过单向阀V12与慢压射***的输出端连接，插装阀V11与单向阀V12的输入端连接，同时，单向阀V12的输出端通过节流阀V15连接于低压储能器的输出端上，该节流阀V15受控制阀S10控制，合模时，低压蓄能器带动锁模油缸内的锁模推杆作动，完成合模后，慢压射***通过第三油路***对低压蓄能器进行充能。
进一步地，所述压射油路本体还包括增压油缸、增压活塞、压射油缸及压射活塞杆，所述压射活塞杆装设于压射油缸内，该压射油缸的后端与压射油路本体前端相连接，所述增压油缸设置压射油路本体内的前端，所述增压活塞设置于增压油缸内。
进一步地，所述增压活塞内设有差压式单向阀，所述压射油路本体上设有主油道，所述主油道的液压油从差压式单向阀流入到压射油缸内。
进一步地，所述该锁锁模油缸两端设有进油口和回油口，所述油路控制***包括单向阀V7、换向阀V6、插装阀V8、换向阀V10、换向阀V31，所述单向阀V7的输出端与锁模油缸的进油口连接，该单向阀V7的输入端与插装阀V9的工作油口连接，该插装阀V9的另一工作油口与外部的储油罐连接，插装阀V9的控制端连接于换向阀V31的工作油口上，该换向阀V31的另一工作油口与外部的储油罐连接。所述四通换向阀的四工作油口分别与锁模油缸的进油口、插装阀V8的一工作油口和锁模油缸的出油口、换向阀V31的一自由端的工作油口和慢压射***的输出端连接、单向阀V7的输入端连接，所述插装阀V8的自由端的工作油口与锁模油缸的进油口连接，所述插装阀的控制端与换向阀的自由端的工作油口的连接。
进一步地，所述第一油路***包括换向阀S14、插装阀V23、换向阀V36、换向阀V38、插装阀V35、插装阀V37。所述换向阀V24的一工作油口与插装阀的控制端连接，所述插装阀的一工作油口的分别与压射储能器和换向阀V24的一自由端的工作油口连接，该换向阀V23的另一工作油口与慢压射***连接，所述换向阀V36和插装阀V35、换向阀V38和插装阀V37为二级控制端，换向阀V36和换向阀V38分别控制插装阀V35和插装阀V37的开闭，所述插装阀V35和插装阀V37的工作油口与压射储能器的输出端连接，所述插装阀V35和插装阀V37的另一工作油口通过一换向器V29与单向阀V27与油路控制***的输入端连接。
进一步地，所述第二油路***包括插装阀V41及换向阀V43，所述插装阀V41上的二工作油口分别与增压储能器及增压油缸40连接，所述换向阀V43的两工作油口分别连接于插装阀V41的控制端和增压储能器的输出端上。
进一步地，所述慢压射***的输出端通过一调节阀V3与油路控制***的输入端连接。
综上所述，本发明节能压铸机设计为三回路液压控制回路；即在原双回路油压原理上，增加一个低压储能回路来满足压铸机最大油量的需求。再者、配置小型电机油泵，满足机台高压小流量段压铸机工艺需求，实现直接节约电能。利用压铸机工作循环中冷却、取件和喷雾等阶段，将油泵溢流油压储备到低压蓄能瓶，进行多工段低压大流量补充工艺要求，充分利用了能源，使用小电机油泵来完成压铸机工艺要求，实现直接用电节能。再者、小电机油泵恒定转速有利压铸机油压稳定和提高油泵使用寿命。
附图说明
图1为本发明节能压铸机的连接示意图，其中低压储能器未显示。
图2为本发明节能压铸机的油路原理图。（全部换成横向）
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1和图2所示为本发明一较佳实施例的一种节能压铸机，用于挤压熔融液体，使之形成高压液体压射到模具中冷却成型。该节能压铸机包括压射油路本体10、锁模油缸20、第一油路***41、第二油路***42、第三油路***43、慢压射***45、压射蓄能器31、增压蓄能器32及低压蓄能器33。所述第一油路***41、第二油路***42及第三油路***43分别与压射蓄能器31、增压蓄能器32及低压蓄能器33连接，所述锁模油缸20通过一油路控制***44与第一油路***41、第二油路***42、第三油路***43连接。
所述压射油路本体10包括主油缸11、增压油缸12、增压活塞13、压射油缸14、及压射活塞杆15。
所述压射蓄能器31和增压蓄能器32装设于主油缸11上，所述压射蓄能器31作用于油路压射方向的后方，所述增压蓄能器32作用于油路压射方向的前方，即增压蓄能器32前置，压射蓄能器31后置。所述主油缸11上设有主油道（图未标）、压射油道（图未示）及增压油道（图未示）。所述压射活塞杆15装设于压射油缸14内，该压射油缸14的后端与主油缸11前端相连接，所述增压油缸12设置于主油缸11内的前端，所述增压活塞13设置于增压油缸12内，该增压活塞13内设有差压式单向阀131，所述主油道的液压油从差压式单向阀131流入到增压油缸12内。
所述压射蓄能器31连接于压射油道上，该压射油道上设有电磁阀（图未示），通过控制电磁阀的开闭，从而控制压射油道与主油道的连通或相互封闭。所述增压蓄能器32与增压油道连接，所述增压油道上设有控制阀，通过控制控制阀的开闭，使增压油道与增压油缸32内部导通或封闭。
本发明节能压铸机的集成压射装置在冷式压铸机运行时，当冷式压铸机压铸模具合模锁固后，压射油道的控制阀打开，压射蓄能器31的向压射油道施放压力，压力油经压射油道和差压式单向阀131，进入增压油缸12的前侧，推动压射油缸14中的压射活塞杆15向前移动，锤头将溶液通过流道注满压铸机压铸模具中，在注满压铸机压铸模具的溶液凝固的过程中，压射油道的控制阀关闭，同时增压油道的控制阀打开，增压蓄能器32向增压油道施放压力，具有高压的压力油经增压油道传递到增压油缸的前侧，由于增压活塞13内设有差压式单向阀131，油不能回流，增压储能器32的巨大压力经压射油缸14中的压射活塞杆15传递到压铸机压射机构的锤头再次挤压压铸模具中开始凝固的金属溶液，排除铸件中的气泡、气孔，使铸件组织更加致密。当保压一定时间后，关闭增压油道的控制阀卸压。
所述锁模油缸20用于模具合后对模具的公母模锁模时提供锁模力，该锁模缸上设有锁模推杆21，所述锁模油缸20提供油压使锁模推杆21抵顶公母模，防止公母模上的熔融原料发生渗漏。所述低压储能器33通过第三油路***43带动锁模油缸20的锁模推杆21前后移动，从而使锁模推杆21合模时压紧公、母模或开模时松开公、母模，锁模油缸20两端（即无杆腔和有杆腔）设有进油口和回油口，通过外部油路通过控制进油口和回油口的油压，从而控制锁模油缸20两端的油压，当进油口的油压大于回油口的油压时，锁模推杆21向前抵顶公、母模，当进油口的油压小于回油口的油压时，锁模推杆21向后向远离公母模方向前进。
请再次参阅图2，图2为本发明节能压铸机的油路控制***的原理图，在该油路控制***中，所述慢压射***将***压力油经压射油路注入增压油缸12内，作用于压射活塞杆15，并推动压射活塞杆15向前运动，实现冲压填充物料的工作。第一油路***41和第二油路***42分别控制压射蓄能器31和增压蓄能器32工作，本发明还包括快排油***46，快排油***46对增压油缸12里的油进行排油处理。
所述油路控制***44包括单向阀V7、换向阀V6、插装阀V8、换向阀V10、换向阀V31，所述单向阀V7的输出端与锁模油缸20的进油口连接，该单向阀V7的输入端与插装阀V9的工作油口连接，该插装阀V9的另一工作油口与外部的储油罐连接，插装阀V9的控制端连接于换向阀V31的工作油口上，该换向阀V31的另一工作油口与外部的储油罐连接。所述换向阀V6的四个工作油口分别与锁模油缸的进油口、插装阀V8的一工作油口和锁模油缸20的出油口、换向阀V31的一自由端的工作油口和慢压射***45的输出端连接、单向阀V7的输入端连接，所述插装阀V8的自由端的工作油口与锁模油缸20的进油口连接。所述插装阀V8的控制端与换向阀V10的自由端的工作油口的连接。
所述第一油路***41包括换向阀S14、插装阀V23、换向阀V36、换向阀V38、插装阀V35、插装阀V37。所述换向阀V24的一工作油口与插装阀V23的控制端连接，所述插装阀V23的一工作油口的分别与压射储能器和换向阀V24的一自由端的工作油口连接，该换向阀V23的另一工作油口与慢压射***45连接，所述换向阀V36和插装阀V35、换向阀V38和插装阀V37为二级控制端，换向阀V36和换向阀V38分别控制插装阀V35和插装阀V37的开闭，所述插装阀V35和插装阀V37的工作油口与压射储能器31的输出端连接，所述插装阀V35和插装阀V37的另一工作油口通过一换向器V29与单向阀V27与油路控制***的输入端连接。
所述第二油路***42包括插装阀V41及换向阀V43，所述插装阀V41上的二工作油口分别与增压储能器32及增压油缸12连接，所述换向阀V43的两工作油口分别连接于插装阀V41的控制端和增压储能器32的输出端上。
所述第三油路***43包括换向阀V50、插装阀V11、单向阀V12，所述插装阀V11的控制端通过换向器V50与低压储能器33的输出端连接，该换向器V50的自由端的另一工作油口与外部的储油罐连接，所述插装阀V11的一工作油口通过单向阀V12与慢压射***35的输出端连接，插装阀V11与单向阀V12的输入端连接，同时，单向阀V12的输出端通过节流阀V15连接于低压储能器33的输出端上，该节流阀V15受控制阀S10控制。所述慢压射***45的输出端通过一调节阀V3与油路控制***的输入端连接，另外，所述慢压射***45的输出端通过一换向器V17与模具的顶针对应的油缸连接。
较佳地，本发明节能压铸机的压射蓄能器31、增压蓄能器32及低压蓄能器33分别连接有压力表G5、压力表G4、压力表G6，整个油路电气控制采用了压力传感进行智能控制，对压射蓄能器31、增压蓄能器32及低压蓄能器33进行智能补压。
本发明通过增加一个低压蓄器解决溢流损耗和节流损耗二个问题，压铸机最大流量由低压蓄能瓶来实现，从而优化余量损耗设计的缺点。若DCC200T压铸机驱动电机功率为7.5kw、n=1450油泵总流量为79L（分别高压140kg/cm2、Q1=22L低压50kg/cm2、Q2＝57L）低压蓄油瓶23L，压降小于10％。工作时，先进行开机前准备，先进行低压蓄油瓶充油50kg/cm2、快速压射蓄油瓶充油120-130kg/cm2、增压蓄油瓶充油110-120kg/cm2。以下为一次压铸循环的工作过程：
a、合模换向阀V6的S6端得电压力油经阀V6的进油口进入锁模油缸20全模无杆腔，推动推杆21前进，同时换向阀V10的S8端得电、换向阀V31的S9端得电。合模时，锁模油缸20的有杆腔油液经插装阀V8、单向阀V7进入无杆腔（差动原理），实现快速合模；换向阀的S8端断电、换向阀V31的S9端断电，换向阀V24的S14端得电、压力油经插装阀V23进行流量补给，从而进行高压合模。
b、射料，换向阀S15得电压力油分别经插装阀V11、换向阀V29进行慢压射，根据压力表G5、压力表G4、压力表G6所测油压，流量阀V3控制慢压射速度（可调整范围0.01-0.5m/s）；换向阀V50的S13端断电、换向阀V36的S20端得电压力油经插装阀V35进入增压油缸的后腔实现快射。完成快射后，换向阀V43的S21端得电、换向阀V36的S20端断电压力油经插装阀V41实现增压，物料冷却阶段，控制阀S10得电，低压储能器充油压。
d、开模，换向阀V6的S7端得电、换向阀V38的S19端得电，高压油经插装阀V23流入主油管，换向阀V31的S9端得电进行慢速高压开模，完成初步开模后，换向阀V31的S9端和换向阀V24端S14断电、换向阀V50的S13端得电，合模后，锁模油缸内的腔油经单向阀V7快速回油，实现快速开模。完成快速开模后，换向阀V50的S13端断电、换向阀V10的S9端得电，低压慢速缓冲开模。同时换向阀V38的S19端得电，插装阀V37作为跟踪阀打开，实现锤头跟出。
e、换向阀V29的S16端得电，对增压油缸12里的油进行排油处理。
f、换向阀V17的S11端得电顶出、换向阀V17的S12端得电，顶针顶回，一次压铸循环完成。
以下为普通200T压铸机与DCC200T直接电源节能机生产参数对比表试验：
| 机型 | 普通DCC200T机 | 节能DCC200T机 |
| 电机 | 四级18.5kw异步电动机 | 四级7.5kw异步电动机 |
| 油泵 | SQP21-25-14 | SQP21-17-6 |
| 压力P1 | 14mpa | 14mpa |
| 压力P2 | 7mpa | 5mpa |
| 液压油初始温度℃ | 28 | 28 |
| 1时后液压温度℃ | 40 | 37.5 |
| 小时压铸模数 | 230 | 240 |
| 小时耗电量 | 15.3kw/小时 | 10kw/小时 |
以上可知，通过采用本发明铸机压射***所控制的DCC200T比普通200T压铸机节能35%。
综上所述，本发明节能压铸机设计为三回路液压控制回路；即在原双回路油压原理上，增加一个低压储能回路来满足压铸机最大油量的需求。并且，配置小型电机油泵，满足机台高压小流量段压铸机工艺需求，实现直接节约电能；利用压铸机工作循环中冷却、取件和喷雾等阶段，将油泵溢流油压储备到低压蓄能瓶，进行多工段低压大流量补充工艺要求，充分利用了能源，使用小电机油泵来完成压铸机工艺要求，实现直接用电节能。最后，小电机油泵恒定转速有利压铸机油压稳定和提高油泵使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种节能压铸机，其特征在于：包括锁模油缸、压射油路本体、第一油路***、第二油路***、第三油路***、慢压射***、压射蓄能器、增压蓄能器及低压蓄能器；所述第一油路***、第二油路***及第三油路***分别与压射蓄能器、增压蓄能器及低压蓄能器连接，所述锁模本体通过一油路控制***与第一油路***、第二油路***、第三油路***连接，所述压射油路本体包括主油缸，所述压射蓄能器和增压蓄能器装设于主油缸上，所述压射蓄能器作用于油路压射方向的后方，所述增压蓄能器作用于油路压射方向的前方，所述慢压射***的输出端与油路控制***连接；所述第三油路***包括换向阀V50、插装阀V11、单向阀V12，所述插装阀V11的控制端通过换向器V50与低压储能器的输出端连接，该换向器V50的自由端的另一工作油口与外部的储油罐连接，所述插装阀V11的一工作油口通过单向阀V12与慢压射***的输出端连接，插装阀V11与单向阀V12的输入端连接，同时，单向阀V12的输出端通过节流阀V15连接于低压储能器的输出端上，该节流阀V15受控制阀S10控制，合模时，低压蓄能器带动锁模油缸内的锁模推杆作动，完成合模后，慢压射***通过第三油路***对低压蓄能器进行充能。
2.根据权利要求1所述的节能压铸机，其特征在于：所述压射油路本体还包括增压油缸、增压活塞、压射油缸及压射活塞杆，所述压射活塞杆装设于压射油缸内，该压射油缸的后端与压射油路本体前端相连接，所述增压油缸设置压射油路本体内的前端，所述增压活塞设置于增压油缸内。
3.根据权利要求2所述的节能压铸机，其特征在于：所述增压活塞内设有差压式单向阀，所述压射油路本体上设有主油道，所述主油道的液压油从差压式单向阀流入到压射油缸内。
4.根据权利要求1所述的节能压铸机，其特征在于：所述该锁锁模油缸两端设有进油口和回油口，所述油路控制***包括单向阀V7、换向阀V6、插装阀V8、换向阀V10、换向阀V31，所述单向阀V7的输出端与锁模油缸的进油口连接，该单向阀V7的输入端与插装阀V9的工作油口连接，该插装阀V9的另一工作油口与外部的储油罐连接，插装阀V9的控制端连接于换向阀V31的工作油口上，该换向阀V31的另一工作油口与外部的储油罐连接。所述四通换向阀的四工作油口分别与锁模油缸的进油口、插装阀V8的一工作油口和锁模油缸的出油口、换向阀V31的一自由端的工作油口和慢压射***的输出端连接、单向阀V7的输入端连接，所述插装阀V8的自由端的工作油口与锁模油缸的进油口连接，所述插装阀V8的控制端与换向阀V10的自由端的工作油口的连接。
5.根据权利要求4所述的节能压铸机，其特征在于：所述第一油路***包括换向阀S14、插装阀V23、换向阀V36、换向阀V38、插装阀V35、插装阀V37。所述换向阀V24的一工作油口与插装阀的控制端连接，所述插装阀的一工作油口的分别与压射储能器和换向阀V24的一自由端的工作油口连接，该换向阀V23的另一工作油口与慢压射***连接，所述换向阀V36和插装阀V35、换向阀V38和插装阀V37为二级控制端，换向阀V36和换向阀V38分别控制插装阀V35和插装阀V37的开闭，所述插装阀V35和插装阀V37的工作油口与压射储能器的输出端连接，所述插装阀V35和插装阀V37的另一工作油口通过一换向器V29与单向阀V27与油路控制***的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的节能压铸机，其特征在于：所述第二油路***包括插装阀V41及换向阀V43，所述插装阀V41上的二工作油口分别与增压储能器及增压油缸40连接，所述换向阀V43的两工作油口分别连接于插装阀V41的控制端和增压储能器的输出端上。
7.根据权利要求1所述的节能压铸机，其特征在于：所述慢压射***的输出端通过一调节阀V3与油路控制***的输入端连接。
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