基于新型数字同步阀的液压同步系统
液压同步驱动因具有结构简单、组成方便、易于控制和适宜大功率场合等特点,在各类金属加工设备、工程机械和冶金机械等领域得到越来越广泛的应用,同步精度要求也越来越高。目前,影响同步精度因素主要就是所采用的液压同步控制元件和实现闭环控制的策略。在此介绍一种以新型数字同步阀为同步控制元件的同步控制系统。
1.新型数字同步工作原理
新型数字同步阀结构原理如图8所示。其工作过程如下:
油源压力油经稳压后进人数字同步阀P腔(压力为Ps),经过一次节流口f1、f2分成两路,分别进入腔a1、a2(压力为pa1、pa2)。再经过二次节流口f3、f4进入b1、b2腔进入两液压执行元件。同时,b1或b2腔的压力油通过梭阀进入两结构对称的补偿阀上腔。当两执行元件负载相同时,pb1和pb2压力相等,则pa1和pa2相等,节流口f1、f2两端的压差相同(油源压力为ps),若此时主阀心处于零位置,根据小孔流量公式知道Qa1=Qa2,即进入两液压执行元件的流量相等;当两执行元件偏载时(设pb1>pb2),通过梭阀的作用,此时两补偿阀的弹簧腔压力相同,二次节流口f3、f4的开口度各自调到平衡位置后,若此时忽略弹簧力的变化,则作用在两补偿阀底部的压力pa1和pa2相等,这时仍有Qa1=Qa2,可看出,该数字阀有较好的静态性能。实际使用中,由于各种因素如液动力、弹簧压缩力、非线性摩擦力、泄漏、阀结构本身及执行元件的结构不对称,都会影响执行元件的同步精度,这时就可以通过步进电动机驱动主阀心,调节一次节流口f1、f2的大小来控制。
2. 液压同步系统
以新型数字同步阀为控制元件的立式双缸同步系统原理如图9所示(其中5为新型数字同步阀),该系统既可实现无差同步(双缸位置误差为O),叉可实现有差同步(双缸位置差为期望值)。
两液压缸同步性能很好,具有良好的跟踪性能且过渡时间短。系统对双缸负载不均衡(偏载)造成的同步误差具有较强的抑加工用。
基于数字同步阀的液压同步系统,能有效消除制造误差、液压系统泄漏、外干扰等因素造成的同步误差,能有效抑制偏载对同步精度的影响,具有良好的设定值跟踪特性和干扰抑制特性。