双增压快速锁、开模系统.pdf

本发明提供了一种在不增加油泵排量的前提下提高压铸机锁、开模速度的一套双增压快速锁、开模系统。采用该系统可提高锁、开模速度，进而缩短压铸机空循环时间，最后到达提高设备的运行效率。实现方法：减小锁模油缸直径，在锁模油缸前后两端各加装两只增压油缸，增压启动通过顺序油路来控制。本发明可以实现在不提高油泵流量、压力的前提下，同时将锁、开模速度提高30-40％，达到高效且节能的效果，具有很强的推广意义。

权利要求书
1.  双增压快速锁、开模系统，由液压执行部分和液压控制部分组成，所述的液压执行部分包括：锁模油缸缸套(7)，设置在其内部相对轴向移动的锁模活塞杆(1)，所述的锁模活塞杆(1)一端穿过锁模油缸座(2)，所述锁模活塞杆(1)和锁模油缸座(2)之间固定有锁模油缸前盖(4)，其特征在于：在锁模油缸前后腔各配接有一个增压油缸，其中一个增压油缸同轴设置于锁模油缸缸套(7)，另一个增压油缸垂直设置于锁模油缸前盖(4)。

2.  根据权利要求1所述的双增压快速锁、开模系统，其特征在于：所述的锁模油缸前盖(4)与锁模油缸缸套(7)相对垂直设置，增压油缸与锁模油缸缸套(7)相互平行而不同轴设置。

3.  根据权利要求1所述的双增压快速锁、开模系统，其特征在于：所述的增压油缸与锁模油缸缸套(7)相互垂直设置。

4.  根据权利要求1-3任意一项所述的双增压快速锁、开模系统，其特征在于：所述的增压油缸包括有固接的增压油缸缸套(10)和增压缸后盖(17)，在增压油缸缸套(10)内部设置有增压活塞(15)，在增压活塞(15)内部设置有单向阀芯(13)和弹簧座(12)，有一弹簧(14)一端抵接在单向阀芯(13)内部，另一端抵接在弹簧座(12)上，并有一顶杆(16)配接在单向阀芯(13)的顶端，并且伸出到增压缸后盖(17)之外。

5.  根据权利要求1所述的双增压快速锁、开模系统，其特征在于：所述的液压控制部分包括有方向阀(V1)和分别控制两个增压油缸的单向顺序阀(V2、V3)。

说明书双增压快速锁、开模系统
技术领域
本发明涉及一种锁、开模系统，尤其涉及一种适用于压铸机的结构改进的锁、开模系统。
背景技术
压铸是一种在高速、高压环境下而又能生产精密、美观、稳定的铸造产品的模具铸造熔融金属的成形方法。与锻造或挤压等塑性加工或切削加工以及低压铸造相比，压铸具有在一道耗时较短的工序中形成复杂形状的成品件的显著优点。虽然生产效率相对前面提及的几种工艺来讲是大大提高了，但人们对于效率的追求永无止境。提高压铸生产效率是一个系统工程，必须从多方面着手，如熔炼方法、金属熔液转送、压铸机与周边设备工序布置、各工序生产节拍的合理分配，模具快速安装与快速维修等。而在提高压铸机生产效率的多种途径之中，缩短空循环时间是一个极为根本的有效途径。而要缩短空循环时间，其中提高压铸机的锁、开模速度是最为关键的一环，因为锁、开模所占的时间是压铸机空循环时间的一半左右。因此，许多压铸机生产厂商在如何提高压铸机的锁开模速度上不断的钻研和改进，并且也取得了一定的成效。到目前为止，国内主要采用三种方法来提高锁、开模速度：第一种，通过加大油泵排量；第二种，通过增加锁、开模储能器；第三种，通过增加锁、开模储能器锁模差动。但是这三种方法都存在着不足之处：
1、第一种方法，在加大油泵排量后，油泵压力不变的前提下，必须要加大油泵电机的功率，随着电机功率的加大，能耗也随之增加。例如，锁模力800T压铸机，配三联泵+45KW电动机的比配双联泵+37KW电动机的在锁、开模速度上的确要快，但机器能耗相应也增大了不少，从而增加了生产成本。
2、第二种方法，它无须增加油泵排量，而是通过在锁模油路附近增加一只储能器，利用压铸机待机时间事先将高压油储入储能器内，在锁、开模时再瞬间注入锁模油缸内。这种方法虽然无须增加油泵排量及电机功率，但它额外增加了油泵储能时间，同时，机器能耗比没加储能器的要大。
3、第三种方法，其原理是快速锁模时锁模油缸有杆腔液压油不回油箱，而是回流入无杆腔内。因锁模油缸无杆腔同时流入两股液压油(另一路来自油泵)，所以锁模速度明显加快，这个原理可以简称为差动。它无须增加油泵排量，也不增加储能时间，但只能增加锁模速度，而不能增加开模速度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不需增加油泵排量而能够提高压铸机锁、开模速度的快速锁、开模系统。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种双增压快速锁、开模系统，由液压执行部分和液压控制部分组成，所述的液压执行部分包括：锁模油缸缸套，设置在其内部相对轴向移动的锁模活塞杆，所述的锁模活塞杆一端穿过锁模油缸座，所述锁模活塞杆和锁模油缸座之间固定有锁模油缸前盖，在锁模油缸前后腔各配接有一个增压油缸，其中一个增压油缸同轴设置于锁模油缸缸套，另一个增压油缸垂直设置于锁模油缸前盖。
所述的锁模油缸前盖与锁模油缸缸套相对垂直设置，增压油缸与锁模油缸缸套相互平行而不同轴设置。所述的增压油缸与锁模油缸缸套也可相互垂直设置。
上述的增压油缸包括有固接的增压油缸缸套和增压缸后盖，在增压油缸缸套内部设置有增压活塞，在增压活塞内部设置有单向阀芯和弹簧座，有一弹簧一端抵接在单向阀芯内部，另一端抵接在弹簧座上，并有一顶杆配接在单向阀芯的顶端，并且伸出到增压缸后盖之外。
所述的液压控制部分包括有方向阀和分别控制两个增压油缸的单向顺序阀。
本发明的有益效果体现在：不增加能耗的情况下提高了锁、开模速度，锁、开模速度提高之后可大大的缩短空循环时间，进而实现了压铸机的高速、高效，并且节能。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明双增压快速锁、开模系统构成示意图。
图2：图1中锁模增压缸放大图。
图3：图1中开模增压缸放大图。
其中：
1：称为锁模活塞杆；2：称为锁模油缸座；3：称为锁模活塞杆导向铜司；4：称为锁模油缸前盖；5：称为闷盖；6：称为锁模油缸前法兰；7：称为锁模油缸缸套；8、8*：称为孔用挡圈；9：称为锁模油缸后法兰；10、10*：称为增压油缸缸套；11、11*：称为增压活塞杆导向铜套；12、12*：称为弹簧座；13、13*：称为单向阀芯；14、14*：称为弹簧；15、15*：称为增压活塞；16、16*：称为顶杆；17、17*：称为增压缸后盖；V1：代指方向阀；V2、V3：代指单向顺序阀；a、d：增压活塞杆周向孔；b、e：增压活塞环形间隙；c：增压缸前腔。
具体实施方式
本发明揭示了一种双增压快速锁、开模系统，其英文翻译为DoubleSupercharger Quickly Clamp System，为使说明书简洁，以下该双增压快速锁、开模系统会使用其英文缩写DSQCS。
如图1所示，双增压快速锁、开模系统由两大部分构成：液压执行部分和液压控制部分。所述的液压执行部分包括：锁模油缸缸套7，设置在其内部相对轴向移动的锁模活塞杆1，所述的锁模活塞杆1一端穿过固定于锁模油缸座2上的锁模活塞杆导向铜司3。所述锁模活塞杆1和锁模油缸座2之间固定有锁模油缸前盖4，该锁模油缸前盖4上设置有一个闷盖5和一个起固定作用的锁模油缸前法兰6。在锁模油缸无杆腔侧同轴配接有一个增压油缸，为锁模增压缸，由锁模油缸后法兰9固定；在锁模油缸有杆腔侧也配接有一个增压油缸，为开模增压缸。在本优选实施例中，锁模油缸前盖4与锁模油缸缸套7相对垂直设置，开模增压缸同样垂直设置在锁模油缸前盖4上，故开模增压缸与锁模油缸相互平行而不同轴设置。当然，本发明也不排除增压油缸与锁模油缸相互垂直设置，即当锁模油缸前盖4与锁模油缸缸套7平行设置时即可，由于结构大致相同，故不再赘述。
两个增压油缸的内部结构相同，以锁模增压缸为例，包括有固接的增压油缸缸套10和增压缸后盖17，在增压油缸缸套10内部设置有增压活塞15和增压活塞杆导向铜套11，在增压活塞15内部设置有单向阀芯13和弹簧座12、孔用挡圈8，有一弹簧14一端抵接在单向阀芯13内部，另一端抵接在弹簧座12上。有一顶杆16配接在单向阀芯13的顶端，并且伸出到增压缸后盖17之外。所述的液压控制部分包括有方向阀V1和分别控制锁模增压缸和开模增压缸的单向顺序阀V2、V3。开模增压缸的结构在此就不再赘述。
本发明的工作原理如下：图1所示状态为油缸原始位，锁、开模方向阀V1为中位，液压系统压力为150bar。锁模时，S1电磁铁得电，方向阀置右位，压力油P通A，进入锁模增压缸10，经过增压活塞杆周向孔a、单向阀芯13和增压活塞环形间隙b，最后进入到锁模油缸无杆腔。油压推动曲肘、联在曲肘上的动模座板、固定在动模座板上的模具动模一道快速向前运动，此时因模具尚未合拢，合模油缸只需很小的压力，大约在10-20bar。油缸前进至一定位置，模具动模与静模贴合，单独由合模油缸产生的推力不足以继续推动曲肘向前运动，合模缸后腔压力迅速上升，当压力上升至顺序阀V2设定值时(100bar)，锁模增压缸前腔c压力油经顺序阀V2、锁开模方向阀B口流入油箱T口。锁模增压活塞15得以向前运动，单向阀芯13在弹簧及油压作用下关闭，增压开始。在增压力作用下，锁模活塞杆1继续向前运动，直至模具完全贴合。
开模时原理与合模时类似。开模时，S2电磁铁得电，方向阀置于左位，压力油P通B，进入开模增压缸10*，经过增压活塞杆周向孔d、单向阀芯13*和增压活塞环形间隙e，最后进入锁模油缸无杆腔。因此时模具紧紧合拢，单靠锁模油缸回退力不足以开模，锁模油缸无杆腔压力上升，当压力上升至顺序阀V3设定值(100bar)，开模增压缸前腔f压力油经顺序阀V3，锁、开模方向阀A口流入油箱T口。开模增压活塞15*得以向前运动，单向阀芯13*在弹簧及油压作用下关闭，增压开始。在增压力作用下，锁模活塞杆1得以向后回退，直至模具完全打开。模具打开后，锁模油缸无杆腔压力下降，当压力下降低于至顺序阀V3设定值(100bar)，顺序阀关闭，增压停止，液压油推动锁模活塞杆1快速后退。
整个过程，刚好吻合锁、开模工况，即锁模时先是低压快速，后是高压慢速，开模时先是高压慢速，后是低压快速。在高压锁、开模阶段，即对应DSQCS增压阶段，DSQCS锁模油缸运动速度完全与不使用DSQCS的压铸机相同。
下面用公式来进行验证：
假定系统压力P，没安装DSQCS压铸机锁模油缸缸套面积为Ass，锁模油缸有杆腔过油面积(即环形面积)为Ash，DSQCS锁模油缸缸套面积为As，锁模油缸有杆腔过油面积(即环形面积)为Ah，锁模增压缸缸套面积As1，锁模增压缸活塞杆面积为As2，开模增压缸缸套面积Ak1，锁模增压缸活塞杆面积为Ak2。锁模增压缸增压比为K1＝As1/As2，开模增压缸增压比为K2＝Ak1/Ak2，两套系统锁模油缸推力及拉力相同，所以
P*Ass＝K1*P*As..................(1)
P*Ash＝K2*P*Ah..................(2)
由上公式可看出
Ass＝K1*As......................(3)
Ash＝K2*Ah......................(4)
假定高压锁模行程为Ls，高压开模行程为Lk，
1、对于没安装DSQCS的压铸机
高压锁模时油泵须提供液压油容积Qss＝锁模油缸无杆腔容积增量＝Ass*Ls...........(5)
高压开模时油泵须提供液压油容积Qsk＝锁模油缸有杆腔容积增量＝Ash*Lk...........(6)
2、对于安装了DSQCS的压铸机
高压锁模时油泵须提供液压油容积Qzs＝锁模增压油缸无杆腔容积增量Q1..........(7)
高压开模时油泵须提供液压油容积Qzk＝开模增压油缸无杆腔容积增量Q3..........(8)
因锁模增压缸活塞伸入锁模缸无杆腔容积Q2＝锁模油缸无杆腔容积增量＝As*Ls......(9)
而锁模增压油缸无杆腔容积增量Q1＝Q2*K1..............(10)
所以                        Q1＝K1*As*Ls......  ...(11)
由(3)式看出                 Q1＝Ass*Ls.................(12)
由(5)式、(7)式看出Qss＝Qzs.............................(13)
即两种系统在高压锁模时所需油泵供油量相同，因而其锁模时间相应也一样。同样可以验证两种系统在高压开模时所需油泵供油量相同，其开模时间也一样，DSQCS系统提高锁、开模速度，缩短锁、开模时间是在低压阶段，此时增压缸不工作，因DSQCS系统油缸直径较小，因而可以获得更快的速度。采用DSQCS的快速锁模速度和快速开模速度分别是不使用DSQCS的K1倍和K2倍，相对应的时间分别是不使用DSQCS的1/K1和1/K2。
在上述公式中代入数值，油泵总排量为1078升/分，锁模行程1485毫米。没安装DSQCS压铸机锁模油缸缸套直径280毫米，活塞杆直径为195毫米。安装DSQCS后锁模油缸缸套直径230毫米，活塞杆直径190毫米。按中华人民共和国机械行业标准JB/T8084.2-2000方法，测试数据不考虑模具负载，机器全速运动空运转。理论计算值：
没安装DSQCS压铸机锁模4.74秒，开模2.44秒；
安装DSQCS压铸机锁模3.20秒，开模1.01秒；
理论空运转时间，安装DSQCS压铸机锁、开模时间总共缩短2.97秒；
经过实际测试和生产现场比较验证，得出缩短时间基本上在2.5-3秒之间。
以上通过具体实施例对本发明技术方案作了进一步说明，给出的例子仅是应用范例，不能理解为对本发明权利要求保护范围的一种限制。因此，凡在相同的发明条件下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆乃应包括在本发明保护的范围。