液壓同步回路的方法及特點(diǎn)

1、 液壓同步回路的方法及特點(diǎn) 液壓缸機(jī)械結(jié)合同步回路 圖1 中回路由兩執(zhí)行油缸和剛性梁組成，通過剛性梁聯(lián)接實(shí)現(xiàn)兩缸同步，圖2 中回路由兩執(zhí)行油缸、齒輪齒條缸組成，通過齒輪齒條將兩缸聯(lián)接在一起，從而實(shí)現(xiàn)同步。兩液壓回路液壓缸的同步都是靠機(jī)械結(jié)構(gòu)來保證的，這種回路特點(diǎn)是同步性能較可靠，但由于油缸的受力有差別時(shí)硬性的機(jī)械作用力可能對(duì)油缸有所損傷，同時(shí)對(duì)機(jī)械聯(lián)接的強(qiáng)度要求增加.2 串聯(lián)液壓缸同步回路 圖3 中回路由泵、溢流閥、換向閥、兩串聯(lián)缸組成，要求實(shí)現(xiàn)兩串聯(lián)缸同步。實(shí)現(xiàn)此串聯(lián)液壓缸同步回路的前提條件是：必須使用雙側(cè)帶活塞桿的液壓缸，或者串聯(lián)的兩油腔的有效作用面積相等，這樣根據(jù)油缸速度為流量與作用面積

2、的比值，油缸的速度才能相同。但是，這種結(jié)構(gòu)往往由于制造上的誤差、內(nèi)部泄露及混入空氣等原因而影響其同步性。對(duì)于負(fù)載一定時(shí)，需要的油路壓力要增加，其增加的倍數(shù)為其所串聯(lián)的油缸數(shù)。為了補(bǔ)償因?yàn)樾孤对斐傻挠透撞煌絾栴}，在設(shè)計(jì)同步回路時(shí)可以采用帶補(bǔ)油裝置的同步回路，見圖4。圖4 中回路較圖 3 增加了液壓鎖和控制液壓鎖打開的換向閥，這條油路的增加可使兩串聯(lián)缸更好地實(shí)現(xiàn)同步。同樣，缸的有桿腔A 和缸的無桿腔B 的受力面積相同。在工作狀態(tài)，活塞桿伸出的情況下，如果缸先伸出到底部，限位開關(guān)的作用使電磁換向閥得電，壓力油進(jìn)入 B 腔補(bǔ)入一部分油液，使油缸完成全部行程；如果缸先伸出到底部，限位開關(guān)的作用使電磁閥

3、得電，液控單向閥打開，使A 腔放出部分油液，使油缸完成全部行程。3 采用節(jié)流閥的同步回路 用節(jié)流閥來控制工作缸的同步，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，且同步效果較好，因此，是在液壓同步回來設(shè)計(jì)中較常用的控制方法。圖5圖8 的節(jié)流回路組成均是由通過換向閥來控制節(jié)流閥以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行油缸的同步，不同的是節(jié)流閥的形式和安裝位置不同。采用節(jié)流閥的同步回路分為進(jìn)油節(jié)流回路（見圖 5 ）、回油節(jié)流回路（見圖6 ）、單側(cè)進(jìn)回油節(jié)流回路（見圖7 ）和雙向出油節(jié)流（見圖 7 ）。圖 7 的回路液壓缸伸出和縮回均進(jìn)行出油節(jié)流，調(diào)整節(jié)流閥可以實(shí)現(xiàn)兩缸同時(shí)前進(jìn)和后退。在這種回路中，各個(gè)電磁換向閥必須同上切換，如果液壓缸操作回路管

4、線長(zhǎng)度不同，還需要考慮壓力差異的影響。 由于載荷、泄露與阻力的不同會(huì)影響其同步性，節(jié)流閥調(diào)速的同步精度一般低于4%5%。4 采用分流閥的同步回路 圖9 中分流閥由單向閥、分流閥、換向閥、背壓閥和執(zhí)行油缸組成。此設(shè)計(jì)方案可以實(shí)現(xiàn)液壓缸的上升、下降的雙向同步，并且可以在中間任意位置停留?；芈分谢赜涂谘b有背壓閥，這個(gè)閥的作用是為了防止液壓缸在下降行程中活塞很快滑下，此背壓閥的設(shè)定壓力應(yīng)該比最大負(fù)載時(shí)作用在液壓缸上的負(fù)載壓力要稍高。其缺點(diǎn)是當(dāng)活塞上升時(shí)功率損傷較大。 使用分流閥可以在瞬間得到等量的油，以達(dá)到同步工作。使用分流閥的回路，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，其同步精度約為2%5%。5 采用分流馬達(dá)的同步回路

5、圖11 中回路由四個(gè)柱塞缸、分流馬達(dá)組成。四個(gè)柱塞缸的同步靠四個(gè)分流馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)，其同步因素決定于每個(gè)液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)排油量之差和液壓馬達(dá)的容積效率，所以在要求精確度較高的場(chǎng)合可以采用容積效率高的柱塞式液壓馬達(dá)。由于分流馬達(dá)具有增壓器的功能，馬達(dá)出口的溢流閥可以防止分流馬達(dá)運(yùn)行過程中因增壓作用而導(dǎo)致馬達(dá)出口產(chǎn)生過高的壓力，起過載保護(hù)作用，即使回路中有一只液壓缸已經(jīng)提前完成了整個(gè)行程，其他液壓缸仍可以完成其工作行程。馬達(dá)出口的單向閥和回油的溢流閥的功能是：使分流馬達(dá)每腔分配室都維持一定壓力，保證系統(tǒng)最小工作壓力，這樣，當(dāng)一個(gè)液壓缸因?yàn)橥饬Φ纫蛩剡\(yùn)行加快時(shí)，最小工作壓力就能保證速度最快的液壓缸不會(huì)發(fā)生吸

6、空現(xiàn)象。6 采用并聯(lián)液壓泵的同步回路 圖11 中回路由液壓泵、溢流閥和換向閥組成。其特點(diǎn)是使用同一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)等量液壓泵，這樣電機(jī)轉(zhuǎn)速一致，等量泵供給2 臺(tái)油缸的流量就是一致的，從而達(dá)到兩執(zhí)行油缸同步的目的。這種靠并聯(lián)等量泵的回路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)，但該回路因受液壓泵、缸和溢流閥制造誤差等一系列因素，同步精度并不高，所以應(yīng)用不普遍。7 采用比例方向閥的同步回路按比例方向閥在回路中是控制進(jìn)油還是控制回油又可以分為兩種。圖12所示為比例方向閥控制進(jìn)油的同步回路。比例方向閥根據(jù)位移傳感器1和2的反饋信號(hào), 連續(xù)地控制閥口開度, 使之輸出一個(gè)與手調(diào)節(jié)流閥相應(yīng)的流量。當(dāng)出現(xiàn)位置偏差, 比例放大器得到一控制

7、信號(hào), 調(diào)整比例閥開口, 使之朝減小偏差的方向變化, 直到偏差消失。因此這是一個(gè)位置閉環(huán)控制系統(tǒng)?？刂凭热Q于位移傳感器的檢測(cè)精度及比例閥的響應(yīng)特性。理論上該回路沒有累積誤差。液壓缸的上行速度可以通過節(jié)流閥5來調(diào),而比例方向閥4則會(huì)自動(dòng)跟蹤適應(yīng)。這種回路要求比例閥有較大的通流能力, 采用比例閥回油同步回路則可以選用較小通徑的比例閥, 從而降低成本。比例閥回油同步回路如圖13所示, 該回路由兩個(gè)完全相同的定量泵分別向兩個(gè)液壓缸單獨(dú)供油。如果出現(xiàn)位置不同步, 則連接橫梁傾斜。傳感器1檢測(cè)到后控制比例閥3的比例電磁鐵a或b。使其中較快一側(cè)的定量泵通過比例閥排出部分流量, 使其控制的液壓缸速度慢下來。由于比例閥3通過的流量只是糾偏用的小流量,故可選用較小的通徑。 圖12 圖13 8 采用比例調(diào)速閥的比例同步回路如圖14所示。這種回路的顯著特點(diǎn)是雙向調(diào)速、雙向同步。上升行程為進(jìn)口節(jié)流, 下降行程為回油節(jié)流, 而且回油節(jié)流有助于防止因自重下滑時(shí)的超速運(yùn)行, 回路中的液控單向閥平衡負(fù)載的自重。另外的四個(gè)單向閥為一組, 構(gòu)成橋式整流回路。使正反向行程通過調(diào)速閥的流量方向一致。圖15所示是容積控制式的比例同步回路, 比例元件需采用比例變量泵。它也是一種具