金刚石液压机方案

[19]中华人民共和国专利局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1129145A[43]公开日1996年8月21日[21]申请号95113749.2[22]申请日95.9.21[71]申请人咸阳超硬材料研究所地址712000陕西省咸阳市西兰路6号[72]发明人陈宏燕 吕存祥 王经国 许立宪 童传薪冯利军 庞辉 蒋增科 李宏耀 [74]专利代理机构咸阳市专利事务所代理人康志安[51]Int.CI 6B01J 3/06权利要求书 1 页 说明书 3 页[54]发明名称一种采用六面顶液压机合成金刚石的方法[57]摘要本发明给出了一种采用六面顶液压机合成金刚石的方法，它由组装、合成、提纯和分检步骤完成，其组装所选用原材料的尺寸叶蜡石块为43.5mm×43.5mm×43.5mm，腔体直径为φ28mm，其合成是六缸连通充液5MPa-10MPa后超压逐步升压到30MPa-50MPa 向组装块通电加热，继续升压到60MPa-65MPa，然后慢升压至80MPa-85MPa。

它能显著地提高单块产量和提高产品高强料所占比例，从而有效地提高单机的年产量和年利润，较φ23mm腔体直径年利润可增加一倍多。

95113749.2权 利 要 求 书第1/1页 一种采用六面顶液压机合成金刚石的方法，它由组装、合成、提纯和分检步骤完成，其特征在于所述的组装它的原材料所选用的尺寸是叶蜡石块为43.5mm×43.5mm×43.5mm，腔体直径为φ28mm，碳片为φ28mm×1.2mm－1.6mm，堵头为φ21m m×8mm，壁厚为2mm，触煤为φ28mm×0.5mm－0.6mm，所述的合成是先将组装块放入液压机的合成腔内，启动三活动缸活塞空程前进，前进到位暂停3—5秒钟，然后六缸连通充液5MPa—10 MPa，六缸连通超压逐步升压到30MPa—50MPa向组装块通电加热，其加热电流强度为2000A—2500A，继续升压到60MPa—65MPa，然后慢升压至80MPa—85MPa停泵保压，从开始加热12 .5分钟后断电停止加热，停热后继续保压1.5分钟卸压后取出成块。

超硬材料UPHT高温超高压六面顶液压机的液压装置专利名称：超硬材料UPHT高温超高压六面顶液压机的液压装置的制作方法技术领域：本实用新型涉及油压机械设备，特别是涉及一种合成超硬材料用UPHT高温超高压六面顶液压机的液压装置。

超硬材料UPHT高温超高压六面顶液压机是合成人造金刚石等超硬材料专用超高压设备，包括有主机、增压器、液压电气控制台、电气柜、电加热和液压系统等几部分组成。

其主机能从六个方向同步向中心合成工作腔加压，使主机中心工作腔形成为具一定精度的正立方体超高压容腔。

主机工作程序为工作活塞空程前进→暂停→六工作缸充液→超压→起高压合成平衡压力保压→增压器卸压→增压器回程→工作活塞快速回程→工作活塞运动停止。

其中克液动作至关重要，要求六个工作缸活塞必须具有较好的同步性。

否则当转入超压动作程序后会出现事故而无法工作。

现通用的UPHT高温超高压六面顶液压机的液压系统中对充液动作的控制是由主机六个工作缸分别对应的六个电磁换向阀、六个双向节流阀、六个超高压可控单向阀组成的六套阀组控制六缸充液进油，使六缸活塞同步运行。

但由于采用多套阀组，如果出现个别电磁铁动作失误，阀芯卡死或动作不到位等机电故障则会影响六缸活塞的同步动作。

此外，六个双向节流阀对各自对应工作缸的流量控制只局限于超高压二位七通阀连通之前，不能对充液动作的全过程进行流量控制。

而且，充液动作时由六套阀组控制的六条油路在供给主机六缸充液压力油的同时各条油路的克液压力油也从超高压二位七通阀的六个油孔进入阀体内，此时超高压二位七通阀无法对全流量充液压力油给六个工作缸进行等量分配供液。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、同步工作性能可靠、故障少、体积小、安装维修操作方便的UPHT高温超高压六面顶液压机的液压装置。

本实用新型设计的UPHT高温超高压六面顶液压机的液压装置，包括液压站、增压器、双液控超高压二位七通阀和控制阀，其特点是液压站是小型液压控制站，与液压站及增压器连接的双液拉超高压二位七通阀接有六个超高压单向节流法兰，它们又分别直接与六个工作缸相连通。

大型金刚石压机结构型式选择及参数的研究摘要：通过对大型金刚石油压机结构型式的比较及影响压机性能的主要参数的研究，指出公道选择压机的主参数及结构型式，对进步金刚石设备及模具使用寿命、降低金刚石生产本钱具有重要意义。

关键词金刚石压机结构参数选择我国人造金刚石生产已有30余年历史，合成人造金刚石的工艺逐渐走向成熟。

改革开放以来，金刚石市场需求量逐年进步，特别是高档、优质、高强度、粗颗粒的人造金刚石需求量每年以10%速度增长。

而我国目前只能生产低档次的金刚石，每年还花大量外汇从国外进口。

其原因之一是我国还没有与先进工艺相适应的大型金刚石设备，严重影响了金刚石的生产和发展。

因此，尽快为金刚石产业提供与工艺相适应的大型金刚石设备是当务之急。

本文重点探讨大型金刚石油压机结构型式的选择及对影响压机性能的主要参数的研究。

1 金刚石油压机结构型式的选择金刚石油压机的机型选择直接影响人造金刚石的质量、产量及其本钱。

目前，我国大部分生产厂家仍然是以六面顶式压机为主进行金刚石生产。

这种压机吨位低、高压腔容积小、控制精度差及工艺水平落后，使产品品种少。

其原因是六面顶式压机不能适应先进的金刚石合成工艺要求。

目前，如美国、德国、日本、瑞典等先进国家早就不用这种六面顶式压机，而改用两面顶式油压机并采用新工艺来生产人造金刚石。

从结构上看，两面顶式金刚石油压机主要有预应力钢丝缠绕式、预应力三柱式、叠板框架式，这三种型式各有其特点。

由于金刚石合成生产中，为了进步模具使用寿命，降低金刚石生产本钱，对所用压机的刚度指标有严格的要求。

压机的结构型式不同，所表现的刚性也不同。

因此，压机选型时应该按照所需压机的吨位大小来确定。

另一方面，还要考虑压机制造中的难度。

同吨位的压机，有的型式比较难于制造，设备本钱也大。

同时，还要考虑压机在合成金刚石过程中，压机工作台面在集中载荷作用下的变外形态对模具的影响程度。

为此，我们对三种结构型式的压机(图1)作一比较，以便选出适合金刚石生产的机型。

作者： 卢永旁
作者机构： 焦作大学,河南焦作454003
出版物刊名： 焦作大学学报
页码： 51-52页
主题词： 金刚石;六面顶压机;硬件设计
摘要：介绍了金刚石在合成过程中的液压系统以及液压系统的工作时序,提出了以STD工控机为控制核心的控制系统;通过工控机对整个系统进行检测,由触发板驱动SCR,使对合成块的输出电压维持恒定;利用触发板驱动SCR,使SCR的输出电压能调节副泵的转速,使之能够满足金刚石在保压阶段对压力的要求;在系统设计的最后,对活塞和锤头之间的绝缘性进行了硬件设计.。

专利名称：大吨位UPHT高温超高压六面顶金刚石压机的液压站的制作方法技术领域：本实用新型属于液压技术领域，特别是用于大吨位六面顶金刚石压机的液压站。

(2)各液压阀件分别安装在六个阀板上，各阀板由管路连接，由于连接的管路多，易产生外漏且液压冲击压力损失大，因此可靠性差。

(3)由于阀板安装较分散，管路较多，不易于维修。

实现本实用新型的目的所采取的技术方案是该大吨位UPHT高温超高压六面顶金刚石压机液压站的主要特点是将所有液压阀件集中在两块阀板上，两阀板之间由一条油管连接，其中，阀板1上安装有三个阀件，是由两个电磁阀和溢流阀构成，一个电磁阀用于控制二位七通阀的通断，另一个电磁阀控制溢流阀的遥控口，使在压机停止工作时能使油泵卸荷。

在阀板2上集中装有用于完成主机所有动作的单向阀、换向阀、节流阀等二十五个控制阀件，并由阀板上的电磁球阀、增压器、液控单向阀，电磁换向阀等阀件构成无动力泄压工步。

按照上述方案制成的大吨位六面顶金刚石压机液压站。

它可以满足大吨位、大腔体金刚石压机的液压控制需要，与现有技术相比，具有液压件集成度高，结构布局整齐美观，液压油流量大，压力损失小，噪音低，工作可靠，易于调整和维护等优点。

下面利用附图进一步描述本实用新型的实施例。

在2号阀板上安装了二十五个控制阀件，是由单向阀8～13、电磁换向阀19～24、节流阀25～30、以及电磁阀17、33、36、37、单向阀34、48、节流阀35构成。

其中，8～13阀件采用超高压液控单向阀，其作用是隔离超高压油，保证在超压保压状态下不致使超高压油进入低压系统；19～24阀件采用二位四通电磁换向阀，由其控制六个工作缸动作；25～30的阀件为节流阀，由其调整六个工作缸的动作速度17为二位四通电磁换向阀，由其控制超高压液控单向阀的反向通断，在快速回程工步12CT通电，17阀动作，打开超高压液控单向阀使工作缸下腔油能够回油箱实现快速回程；33、37为二个三位四通电磁换向阀，它们与其它阀相配合可以实现压机的空程前进，充液、超压、快速回程等工步；阀板1与阀板2之间由一条油管连接，使整个液压站内管路较少。

摘要人工超硬材料技术是利用超高压、高温技术来合成金刚石晶体的新兴技术。

该技术的应用使金刚石生产工业化成为现实。

我国的人工合成金刚石近年来发展迅速，总产量位居世界前茅。

但由于腔体及控制技术的原因，产品以中、低档的金刚石为主，缺乏国际竞争力。

而六面顶液压机作为合成金刚石的主要设备，对于六面顶液压机的研究也越来越引起更多人的关注。

如何去改善六面顶液压机的工作情况情况已经成为许多人饭后谈论的话题。

本设计主要对超硬材料六面顶液压机的控制装置进行研究，其中主控制器我们选用的是PLC。

PLC具有编程简单、运用灵活和易于维护等许多优点。

论文中给出了六面顶液压机的工作流程图，根据工作流程图编写了相应的控制程序进行自动控制。

文中主要去对六面顶液压机的运行情况和液压油的压力值进行了控制，当液压油的压力值达到一定值时，就执行相应的操作。

另外，文中还具体介绍了所选的PLC的特点，基本组成和工作情况，并编写了相应的运行程序。

经过程序的调试与仿真，证明了程序的可行性。

通过用PLC控制六面顶液压机的工作，大大的改善了生产过程的自动化，同时也有效的提高了生产效率，节约了许多的劳动力。

关键字：六面顶液压机；PLC；自动控制AbstractArtificial superhard materials technology is the use of ultra-high pressure, high temperature technology to emerging technology of synthetic. This technology's application causes the diamond production industrialization to become the realit.Diamond synthesis technology developed rapidly in recent years in China, total output was ranked the highest in the world.But due to reasons cavity and control technology, products mainly for middle and low diamond, lack of international competition. As a major diamond synthesis cubic hydraulic press equipment,ther study of cubic hydraulic press also increasingly attracted the attention of more people.How to improve the working conditions of hydraulic machine has become a topic many people talk about after dinner.The design is mainly on superhard materials of cubic hydraulic machine control device research, the main controllers we use is the PLC. PLC programming simple, flexible and easy to maintain, and many other advantages.Cubic hydraulic machines are given in the paper's work flow, according to the flowchart prepared appropriate control procedures for automatic . Key in the text of cubic hydraulic machine operation and control of hydraulic oil pressure value, when hydraulic oil pressure reaches a certain value, perform the appropriate action. In addition, also introduced in the text of selected features of PLC, basic composition and working conditions, and write the corresponding run program. After debugging and simulation program, proved the feasibility of the program.By PLC controlled hydraulic machines work, greatly improving the automation of the production process, but also effectively improve the productivity, conservation is a lot of labour.Keyword: Hydraulic machine;PLC ;Atomatic control目录引言 (5)1 绪论 (6)1.1课题的提出 (6)1.2人工合成金刚石技术的现状 (7)1.3六面顶压机控制系统的现状 (8)1.4本论文研究的内容 (9)2 六面顶液压机系统的介绍 (11)2.1六面顶液压系统的简介 (11)2.2六面顶液压机的工作流程 (12)2.3六面顶液压系统的工作原理 (12)3 方案论证与选择 (15)3.1方案1 (15)3.2方案2 (15)3.3方案3 (16)3.4方案的选择 (16)4 可编程控制器介绍 (17)4.1PLC的发展及趋势 (17)4.2PLC的基本组成 (18)4.3PLC各组成部分的作用 (19)4.4PLC的工作过程 (20)4.5PLC机型的选择 (21)4.6FX2N-4AD模拟转换器 (22)5 六面顶液压机的硬件系统 (25)5.1六面顶液压机系统硬件的组成 (25)5.2电磁阀控制电路的设计 (25)5.3油泵控制电路的设计 (27)5.4传感器的选择 (27)5.5键盘的介绍 (28)5.6行程开关的选择 (28)5.7接触器的选择 (29)6 系统的软件设计 (30)6.1软件设计的原则 (30)6.2PLC的I/O接口的选择 (30)6.3编程语言的选择 (32)7 系统的仿真与调试 (33)7.1准备工作 (33)7.2程序的编写 (33)7.3梯形图的调试 (33)8 结论 (35)谢辞 (36)参考文献 (37)附录 (38)附录1 (38)附录2 (43)附录3 (44)引言一个国家的超硬材料的应用状态，体现了这个国家的工业发展水平。

本技术新型涉及液压机械的技术领域，特别是涉及一种金刚石附件液压成型机脱模机构，其压模件便于取出，提高实用性；包括压机底座、油缸座支架、油缸座，控制盒上设置有按钮，工作台底端与压机底座顶端中部相连接，油箱在压机底座右侧，油箱顶端左部与油泵底端相连接，油箱输出端与进油管一端相连通，进油管另一端与油缸入口相连通，油箱输入端与出油管一段相连通，出油管另一端与油缸出口相连通；还包括两组推管、推杆，连接板外壁与活动室内壁可滑动连接，连接板底端左右侧分别与一组顶杆左右端相连接，模具盒内部中端设置有顶杆导向口，每组顶杆底端分别与一组顶座顶端中部相连接，顶座下表面与模具盒模具腔的上表面平齐。

技术要求1.一种金刚石附件液压成型机脱模机构，首先将待冲压件放置在工作台(12)上固定，之后启动冲压机，使油泵(14)工作从油箱(13)向油缸(4)内注油，油缸柱(6)从柱管(5)内下滑，带动模具盒(8)下降，通过与工作台(12)作用对其进行冲压成型，完工后进油管(15)关闭，油泵(14)运行使油从油缸(4)回流至油箱(13)内，油缸柱(6)从柱管(5)内上升，使模具盒(8)从工作台(12)表面上升即可；其特征在于，还包括两组推管(17)、推杆(18)、连接板(19)、复位杆(20)、两组顶杆(21)和顶座(22)，模具盒(8)内端上部设置有活动室，两组模具板(7)顶端分别与压机导向管(23)顶端左右侧相连接，推杆(18)外壁与推管(17)内壁可滑动连接，两组推杆(18)底端分别与连接板(19)顶端做右侧相连接，连接板(19)外壁与活动室内壁可滑动连接，连接板(19)底端左右侧分别与一组顶杆(21)左右端相连接，模具盒(8)内部中端设置有顶杆(21)导向口，每组顶杆(21)底端分别与一组顶座(22)顶端中部相连接，顶座(22)下表面与模具盒(8)模具腔的上表面平齐。

2.如权利要求1所述的一种金刚石附件液压成型机脱模机构，其特征在于，还包括四组压机导向管(23)、压机导向柱(24)和压机导向板(25)，其中四组压机导向管(23)顶端分别与油缸座(3)底端四个角侧相连接，四组压机导向管(23)底端分别与压机底座(1)顶端四个角侧相连接，压机导向柱(24)内壁与压机导向管(23)外壁可滑动连接，压机导向柱(24)外壁与压机导向板(25)内壁相连接，压机导向板(25)顶端中部与油缸柱(6)底端向连接，压机导向板(25)底端中部与模具板(7)顶端相连接。

专利名称：六面顶金刚石压机液压系统专利类型：实用新型专利
发明人：杨晓红,周理
申请号：CN200920259754.3
申请日：20091218
公开号：CN201586515U
公开日：
20100922
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种六面顶金刚石压机液压系统，包括油泵组合、二位七通阀、增压器、六个油缸、六个液控单向阀、六个单向比例节流阀、电磁阀和比例节流阀，各部件通过工作油路和控制油路连接起来，其中工作油路为油泵组合连接电磁阀，电磁阀分别连接六个单向比例节流阀，六个单向比例节流阀分别连接六个液控单向阀，六个液控单向阀分别连接六个油缸，比例节流阀一端与油泵组合连接，另一端与增压器连接，增压器连接二位七通阀，二位七通阀分别与六个油缸连接，控制油路为油泵组合分别与六个液控单向阀连接，二位七通阀与油泵组合连接。

本实用新型可提高金刚石产品的质量和产能并有油路结构简单，便于调试和维修的优点。

申请人：杨晓红
地址：410208 湖南省长沙市含浦科教园湖南工业职业技术学院机械系
国籍：CN
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