專(zhuān)利名稱(chēng)：液壓?jiǎn)㈤]機(jī)高壓大流量無(wú)級(jí)變速控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種閥門(mén)啟閉機(jī)，更具體的是指一種液壓?jiǎn)㈤]機(jī)高壓大流量無(wú)級(jí)變速控制方法及系統(tǒng)，應(yīng)用在長(zhǎng)江三峽水利樞紐永久船閘等水利水電船閘中。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有啟閉機(jī)的傳動(dòng)方式主要有機(jī)械和液壓兩種形式，機(jī)械式啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)龐大、占據(jù)空間大、運(yùn)行過(guò)程不平穩(wěn)，而現(xiàn)有的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)無(wú)法適應(yīng)高壓大流量的工況要求，無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速要求，系統(tǒng)能耗大，內(nèi)泄露嚴(yán)重。(見(jiàn)江蘇交通工程2000年第1期(總第89期)船閘閘、閥門(mén)啟閉機(jī)的液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì))。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決如下問(wèn)題1、適應(yīng)高壓大流量的要求；2、調(diào)節(jié)方式為無(wú)級(jí)調(diào)速；3、節(jié)能；4、無(wú)泄露，提供一種液壓?jiǎn)㈤]機(jī)高壓大流量無(wú)級(jí)變速控制方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的解決方案為采用電一液比例的高壓大流量通軸式軸向柱塞泵作為無(wú)級(jí)變速的基本元件同基于“液阻理論”的二通插裝閥集成控制結(jié)構(gòu)相組合，組成對(duì)船閘輸水閥門(mén)和人字門(mén)啟閉機(jī)的高壓大流量無(wú)級(jí)變速是目前比較合理和先進(jìn)的方式。從長(zhǎng)江三峽永久船閘運(yùn)行情況看該液壓系統(tǒng)對(duì)永久船閘大慣量負(fù)載的控制準(zhǔn)確可靠、運(yùn)行平穩(wěn)，具有良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，并保證和滿足了永久船閘啟閉設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)要求。
液壓?jiǎn)㈤]機(jī)主要技術(shù)特征及運(yùn)行工況的分析液壓?jiǎn)㈤]機(jī)主要控制輸水閥門(mén)和人字門(mén)運(yùn)行。
輸水閘門(mén)屬于單吊反向弧門(mén)，是典型的重力負(fù)載。其在運(yùn)行過(guò)程中，由于受水流壓力及負(fù)載力矩變化等因素的影響，在運(yùn)行過(guò)程中為變負(fù)載運(yùn)行，運(yùn)行中受動(dòng)水阻力及推力影響，工況復(fù)雜。這些工作特點(diǎn)要求液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能根據(jù)負(fù)載特性對(duì)負(fù)載變化進(jìn)行補(bǔ)償，滿足閥門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性要求。在啟動(dòng)、停止過(guò)程中，因?qū)儆诖笾亓ω?fù)載，要求液壓系統(tǒng)能適應(yīng)負(fù)載的狀態(tài)變化，避免產(chǎn)生液壓沖擊。
輸水閥門(mén)啟閉機(jī)主要運(yùn)行要求1、高水頭動(dòng)水啟門(mén)，低水頭動(dòng)水閉門(mén)，同時(shí)需要考慮事故條件下高水頭動(dòng)水閉門(mén)和單邊啟閉閥門(mén)；2、在閥門(mén)全開(kāi)位，啟閉機(jī)停機(jī)后必須可靠保壓持住閥門(mén)；3、在廊道充、泄水過(guò)程中，為控制閘室超灌或超泄，閥門(mén)需低水頭動(dòng)水關(guān)閉；4、啟閉機(jī)運(yùn)行應(yīng)適應(yīng)閥門(mén)和輸水廊道水力學(xué)條件；
5、液壓系統(tǒng)與人字門(mén)啟閉機(jī)共用；6、液壓系統(tǒng)應(yīng)具有事故狀態(tài)下通過(guò)手動(dòng)方式操作閥門(mén)的功能。
三峽人字門(mén)最大尺寸為高38.5m，寬20.2m，最大運(yùn)行淹沒(méi)水深達(dá)36m，工作及邊界條件復(fù)雜。液壓系統(tǒng)必須適應(yīng)高壓大流量的技術(shù)要求并保證與電氣聯(lián)動(dòng)的可靠性。
人字閘門(mén)啟閉機(jī)主要運(yùn)行要求各級(jí)閘首兩臺(tái)人字門(mén)啟閉機(jī)經(jīng)電氣同步控制后運(yùn)行誤差不大于25mm。啟閉機(jī)按給定的V-T變速特性曲線運(yùn)行，且可在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該曲線進(jìn)行調(diào)整修改。
第一、二、六閘首人字門(mén)全開(kāi)到位后，由液壓鎖定鉤自動(dòng)鎖定閘門(mén)。人字門(mén)閉門(mén)啟動(dòng)前，鎖定鉤提前自動(dòng)脫鉤，液壓自動(dòng)鎖定鉤應(yīng)與啟閉機(jī)電氣連鎖。
對(duì)于人字門(mén)在正常運(yùn)行過(guò)程中由于風(fēng)、浪可能對(duì)啟閉機(jī)造成的負(fù)向載荷而造成的失速，液壓系統(tǒng)應(yīng)能迅速平穩(wěn)地調(diào)整過(guò)渡。在調(diào)整過(guò)程中，系統(tǒng)應(yīng)控制速度、壓力及流速等參數(shù)平穩(wěn)變化，避免出現(xiàn)沖擊和振動(dòng)。
在閘室充、泄水在出現(xiàn)較大的超灌超泄或遇到較大荷載時(shí)，即在閘室出現(xiàn)反向水頭直至0.4m(第六閘首為0.6m)時(shí)，人字門(mén)啟閉機(jī)應(yīng)以持住方式操縱閘門(mén)開(kāi)門(mén)，避免啟閉機(jī)承受過(guò)大荷載。
液壓系統(tǒng)還應(yīng)具備利用閘室充、泄水過(guò)程中出現(xiàn)的超灌超泄所產(chǎn)生的人字門(mén)反向水頭，配合水位計(jì)與系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)人字門(mén)的初始開(kāi)啟。
人字門(mén)在全關(guān)位時(shí)，啟閉機(jī)應(yīng)能適應(yīng)閘室泄水過(guò)程中閘門(mén)上、下游水位差造成的人字門(mén)塌拱變形。該部分發(fā)明內(nèi)容另案申請(qǐng)，本案不作詳述。
液壓?jiǎn)㈤]機(jī)液壓系統(tǒng)分析通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)、外在建和已建的船閘液壓系統(tǒng)的分析和比較，以及在長(zhǎng)江三峽臨時(shí)船閘工程實(shí)踐中取得的經(jīng)驗(yàn)，本發(fā)明采用電一液比例的高壓大流量通軸式軸向柱塞泵作為無(wú)級(jí)變速的基本元件同基于“液阻理論”的二通插裝閥集成控制結(jié)構(gòu)相組合，組成對(duì)船閘輸水閥門(mén)和人字門(mén)啟閉機(jī)的高壓大流量無(wú)級(jí)變速是目前比較合理和先進(jìn)的方式。按這種組合方式形成的液壓系統(tǒng)作為三峽永久船閘液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的液壓系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)了三峽總公司組織的兩次專(zhuān)家審查并獲得了認(rèn)可。泵調(diào)速是一種較先進(jìn)的液壓調(diào)速方式，具有調(diào)速功能的液壓泵有電液比例變量泵、電液伺服泵。這類(lèi)泵的輸出流量與輸入的控制電信號(hào)成比例，通過(guò)改變電控輸入信號(hào)可以方便和有效的改變系統(tǒng)流量，從而達(dá)到控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)—油缸的運(yùn)行速度的目的。同時(shí)，由于液壓系統(tǒng)內(nèi)不存在節(jié)流和溢流損失，實(shí)現(xiàn)了流量、壓力匹配，有效的節(jié)約了能源，減少了油液發(fā)熱，延長(zhǎng)了壽命。但電液伺服變量泵對(duì)系統(tǒng)清潔度的要求更高，考慮到船閘啟閉機(jī)的運(yùn)行工況和設(shè)備的維護(hù)性，選用了REXROTH公司的A4VSO250FEID電液比例泵。傳統(tǒng)的滑閥式結(jié)構(gòu)響應(yīng)慢、易泄露及通流能力不大。對(duì)于高壓、大流量的液壓系統(tǒng)，滑閥式液壓閥在使用性能上已不盡人意，近十幾年來(lái)，啟閉機(jī)上逐漸采用了二通插裝閥集成控制系統(tǒng)。二通插裝閥是一種基于“液阻理論”而發(fā)展起來(lái)的新型元件，具有通流能力大、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高和易于控制的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于高壓大流量和對(duì)大慣量運(yùn)動(dòng)負(fù)載進(jìn)行控制的液壓系統(tǒng)。
輸水閥門(mén)啟閉機(jī)液壓控制回路輸水閥門(mén)油缸的二通插裝閥控制回路是擴(kuò)展型四通回路，用于對(duì)輸水閥門(mén)油缸進(jìn)行換向和進(jìn)、回油阻力控制。針對(duì)輸水閥門(mén)的豎缸布置及其運(yùn)動(dòng)特征，液壓回路使油缸的有桿腔在進(jìn)回油的設(shè)計(jì)為典型的方向和流量復(fù)合控制以及方向和壓力復(fù)合控制功能控制組件。當(dāng)油缸加壓下行一段距離到接近油缸行程終點(diǎn)和輸水閥門(mén)即將關(guān)閉時(shí)(例如高底坎200mm處)，為防止反向弧門(mén)對(duì)閘門(mén)底坎的沖擊，通過(guò)增加油缸下腔的回油阻力使輸水閥門(mén)處于靠重力自行下降狀態(tài)。這種采用并聯(lián)組合的二通插裝閥主級(jí)來(lái)組成油缸受控腔的排油阻力，是“液阻理論”在工程實(shí)踐中的一種重要應(yīng)用。
人字門(mén)啟閉機(jī)液壓控制回路人字門(mén)控制回路也是一種典型的四通回路，在主級(jí)控制回路中，根據(jù)人字門(mén)油缸兩個(gè)受控腔的技術(shù)特征，分別采用主級(jí)通徑規(guī)格相異的控制組件，作為連接二臺(tái)比例泵輸出油路(高壓端)和油缸兩受控腔之間的控制液阻。該部分發(fā)明內(nèi)容另案申請(qǐng)，本案不作詳述。
本發(fā)明采用不同規(guī)格的插裝閥主級(jí)來(lái)適應(yīng)不同的受控腔進(jìn)、回油，是二通插裝閥控制回路的主要技術(shù)特征之一，在大中型流量控制中，這是一種經(jīng)濟(jì)適用的方式。四個(gè)插裝閥主級(jí)，由電磁閥、先導(dǎo)壓力閥和節(jié)流螺塞等液阻組成的先導(dǎo)控制液壓網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制。二通插裝閥主級(jí)的各方向控制功能以及開(kāi)、關(guān)時(shí)間、阻力的大小等功能是可以通過(guò)先導(dǎo)液阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組合和控制調(diào)整的，這對(duì)適應(yīng)中大功率的液壓控制具有很高的實(shí)用價(jià)值。
人字門(mén)油缸的二通插裝閥主控制回路和電一液比例泵系統(tǒng)構(gòu)成了對(duì)人字門(mén)高壓大流量液壓系統(tǒng)優(yōu)良的無(wú)級(jí)變速運(yùn)行和控制。對(duì)人字門(mén)處于關(guān)終位或人字門(mén)運(yùn)行時(shí)，受到動(dòng)水作用后復(fù)雜多變的控制要求將進(jìn)一步由該結(jié)構(gòu)和人字門(mén)缸旁控制回路即多級(jí)平衡控制組合起來(lái)實(shí)現(xiàn)。
人字門(mén)啟閉機(jī)與輸水閥門(mén)啟閉機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)行的問(wèn)題輸水閥門(mén)啟閉機(jī)與人字門(mén)啟閉機(jī)共用一套液壓泵站和電氣控制柜，但兩者大部分時(shí)間不同時(shí)工作，只有短時(shí)間內(nèi)需同時(shí)工作。在船閘運(yùn)行期間，人字門(mén)啟閉機(jī)運(yùn)行時(shí)流量較大，需要兩臺(tái)比例變量泵同時(shí)供油。只有在輸水閥門(mén)啟閉機(jī)關(guān)門(mén)末段，在閘室水位計(jì)控制下人字門(mén)需要開(kāi)門(mén)運(yùn)行。此時(shí)輸水閥門(mén)啟閉機(jī)關(guān)門(mén)動(dòng)作可以由單獨(dú)一臺(tái)手動(dòng)變量泵來(lái)供油而不影響人字門(mén)啟閉機(jī)的運(yùn)行。而在其余的時(shí)間內(nèi)輸水閥門(mén)與人字門(mén)錯(cuò)開(kāi)運(yùn)行。系統(tǒng)中人字門(mén)油缸和閥門(mén)油缸的油路互相獨(dú)立，分別設(shè)置各自的保護(hù)支路，以適用兩者運(yùn)行時(shí)不同壓力等工作參數(shù)的要求并防止相互干擾。
四

圖是本發(fā)明輸水閥門(mén)啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖。
五具體實(shí)施例方式根據(jù)附圖，P為泵源接口，T接油箱6，A口接油缸有桿腔即下腔，B接油缸無(wú)桿腔即上腔，L為先導(dǎo)泄油口。
輸水閥門(mén)啟閉機(jī)液壓控制回路由電機(jī)泵組及由二通插裝閥構(gòu)成的四通控制回路組成電機(jī)泵組由電機(jī)7、電液比例變量泵5通過(guò)聯(lián)軸器、鐘罩剛性連接；四通控制回路由二通插裝閥組件中1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6通過(guò)油路塊8進(jìn)行連接，各組件又分別連接電磁換向閥2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6，同時(shí)二通插裝閥1-1的壓力通過(guò)電磁換向閥2-1先導(dǎo)選擇控制，組件1-1的壓力值通過(guò)與之連接的壓力組件3-1、3-2調(diào)定，1-2通斷由2-2控制，1-3的通斷由2-3控制，1-4的通斷由2-4控制，1-5的通斷由2-5控制，1-6的通斷由2-6控制，1-6的壓力值通過(guò)與之連接的壓力組件3-3調(diào)定，梭閥4-1、4-2作為壓力比較元件對(duì)分別與之連接的1-4、1-5的控制壓力進(jìn)行選擇；電機(jī)泵組與四通控制回路之間通過(guò)液壓管路剛性連接。
各插裝閥功能如下插裝閥1-4、1-5控制壓力油供給，1-4開(kāi)啟壓力油進(jìn)入弧門(mén)油缸下腔；1-5開(kāi)啟壓力油進(jìn)入弧門(mén)油缸上腔。
插裝閥1-6控制上腔回油壓力，及上腔超載壓力。
插裝閥1-3控制下腔鎖定，防止弧門(mén)下滑。
插裝閥1-2控制自重下滑速度。
插裝閥1-1通過(guò)先導(dǎo)壓力級(jí)的選擇，控制下降背壓，防止弧門(mén)下降失控。上升、下降過(guò)程中由1-1、1-4、1-5、1-6組成四通回路實(shí)現(xiàn)以上動(dòng)作，在自重下降過(guò)程中由1-2、1-4、1-5、1-6組成四通回路實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，而1-3為鎖定的典型單向閥功能。
動(dòng)作原理如下油缸上升動(dòng)作比例泵的輸出流量作為動(dòng)力源，同時(shí)電磁鐵2-4、2-3、2-6得電，壓力油經(jīng)1-4→1-3進(jìn)入有桿腔，推動(dòng)閥門(mén)上升，無(wú)桿腔油經(jīng)1-6流回油箱6，通過(guò)調(diào)整比例泵的控制電壓，可控制閥門(mén)上升的速度。
油缸下降動(dòng)作比例泵的輸出流量作為動(dòng)力源，同時(shí)電磁鐵2-5、2-3、2-2得電，壓力油經(jīng)1-5進(jìn)入無(wú)桿腔，推動(dòng)閥門(mén)下降，此時(shí)1-6起限壓保護(hù)作用，有桿腔油經(jīng)1-3→1-1流回油箱6，控制閥門(mén)下降，可調(diào)整3-1或3-2背壓設(shè)定值，控制下降時(shí)的動(dòng)作穩(wěn)定性和上腔油壓。通過(guò)調(diào)整比例泵的控制電壓，可控制閥門(mén)下降的速度。
閥門(mén)自重下降比例泵向系統(tǒng)供油，電磁閥2-5、2-3、2-1得電，輸水閥門(mén)利用自重下滑，調(diào)整1-1對(duì)應(yīng)蓋板的節(jié)流手柄，控制下滑速度。
輸水閥門(mén)和人字閘門(mén)啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究對(duì)液壓系統(tǒng)的試驗(yàn)研究主要是結(jié)合產(chǎn)品的出廠試驗(yàn)，著重對(duì)不同條件下控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)開(kāi)啟特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了大量的測(cè)試，取得一些具有重要參考價(jià)值的參數(shù)，并加深了對(duì)控制的認(rèn)識(shí)。試驗(yàn)取得的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)今后的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和研究也具有重要的參考價(jià)值。
主要試驗(yàn)項(xiàng)目輸水閥門(mén)運(yùn)行過(guò)程中負(fù)載階躍變化試驗(yàn)；輸水閥門(mén)啟動(dòng)過(guò)程及停止過(guò)程；輸水閥門(mén)運(yùn)行過(guò)程中高速運(yùn)行轉(zhuǎn)慢速運(yùn)行的切換過(guò)程；部分參數(shù)變化對(duì)開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程的影響；模擬輸水閥門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉及過(guò)程試驗(yàn)(模擬弧門(mén))；模擬人字門(mén)運(yùn)行過(guò)程試驗(yàn)(采用比例閥加載)。
控制裝置包括PLC可編程控制器，采用HY-EC100型PLC控制臺(tái)。并配以相應(yīng)的控制回路元件。檢測(cè)裝置采用美國(guó)尼高力公司的Vision 16通道檢測(cè)儀。
通過(guò)對(duì)輸水閥門(mén)和人字門(mén)實(shí)際產(chǎn)品在不同負(fù)載條件下的試驗(yàn)，可以得到輸水閥門(mén)和人字門(mén)液壓系統(tǒng)在試驗(yàn)條件下，全部試驗(yàn)曲線表明它們的開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程是平穩(wěn)的，未出現(xiàn)異常情況。整個(gè)受試的控制回路具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。無(wú)論是開(kāi)啟，還是關(guān)閉過(guò)程，其動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間均小于500～600ms，而且通過(guò)改變節(jié)流口的大小和先導(dǎo)液阻網(wǎng)絡(luò)的節(jié)流阻尼螺塞參數(shù)，還能使過(guò)程調(diào)節(jié)時(shí)間得到相應(yīng)的改變。
試驗(yàn)還表明，作為上述控制結(jié)構(gòu)的基本元件，二通插裝閥控制組件具有優(yōu)良的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，通過(guò)對(duì)曲線的分析可以了解閥芯的開(kāi)啟和關(guān)閉情況，完全能滿足輸水閥門(mén)和人字門(mén)控制回路的要求。
限于模擬負(fù)載與實(shí)際的負(fù)載特性，無(wú)論在動(dòng)水阻力、慣量大小，運(yùn)行特征等各方面都存在較大的差異，因此本試驗(yàn)數(shù)據(jù)與今后的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步試驗(yàn)測(cè)試中會(huì)有差別，還需要進(jìn)行大量的工作。但是，經(jīng)驗(yàn)和分析表明，提供給三峽的實(shí)際產(chǎn)品將能滿足輸水閥門(mén)和人字門(mén)的運(yùn)行要求，并可以根據(jù)實(shí)際情況需求進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)整。
液壓仿真對(duì)于根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)設(shè)計(jì)出的液壓系統(tǒng)，僅知道所擬用的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)是不夠的，還要重視介于兩者之間的時(shí)域軌跡，知道系統(tǒng)響應(yīng)是否穩(wěn)定，響應(yīng)速度是否夠快，以及響應(yīng)是否振蕩。因此建立液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真分析十分必要。
仿真的主要內(nèi)容包括用計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真技術(shù)，對(duì)所設(shè)計(jì)的啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，研究系統(tǒng)在正常工作以及動(dòng)作切換狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)特性是否滿足工作要求。根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行一些項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，與仿真結(jié)果進(jìn)行比較，以驗(yàn)證仿真模型的正確性。
針對(duì)采用二通插裝閥組成的液壓系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的“瞬時(shí)失壓”對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，對(duì)弧門(mén)上下行動(dòng)作切換過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真研究，觀察“瞬時(shí)失壓”對(duì)系統(tǒng)的影響，提出對(duì)系統(tǒng)的改進(jìn)措施，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證改進(jìn)措施的可行性，為系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試提供理論依據(jù)。傳統(tǒng)換向閥A、B工作口的“開(kāi)”與“關(guān)”是由機(jī)械同步完成的，但在插裝閥系統(tǒng)中，“開(kāi)”與“關(guān)”之間已沒(méi)有機(jī)械同步，完全由管道液容特性和插裝閥組的動(dòng)特性所左右，這正是插裝閥系統(tǒng)的特殊性。如何通過(guò)先導(dǎo)電磁閥通斷時(shí)間異步及各插裝閥阻尼器調(diào)節(jié)，來(lái)達(dá)到二通插裝閥“開(kāi)”與“關(guān)”的匹配，無(wú)疑這是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段容易忽視或難以預(yù)測(cè)的問(wèn)題，也是系統(tǒng)調(diào)試工程師難以掌握的技術(shù)。通過(guò)動(dòng)態(tài)仿真來(lái)揭示二通插裝閥“開(kāi)”與“關(guān)”的失配將對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生什么不利影響，以及采取什么措施可以達(dá)到匹配等問(wèn)題。
對(duì)長(zhǎng)管道給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性帶來(lái)的影響進(jìn)行初步的研究，觀察在長(zhǎng)管道情況下系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的變化以及是否系統(tǒng)能滿足工作要求。
通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江三峽水利樞紐永久船閘啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真和研究，得到如下成果二通插裝閥動(dòng)態(tài)仿真模型進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，建立了便于參數(shù)修改，可重復(fù)使用的元件仿真模型庫(kù)，為今后液壓系統(tǒng)仿真打下良好的基礎(chǔ)。
用節(jié)點(diǎn)法建立液壓系統(tǒng)仿真模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的可行性，證明用節(jié)點(diǎn)法建模進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真是一種很有效的方法。
針對(duì)由二通插裝閥組成的液壓系統(tǒng)，研究了二通插裝閥“開(kāi)”與“關(guān)”的失配給系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響。提出了解決措施并通過(guò)動(dòng)態(tài)仿真證明了方法的有效性。
運(yùn)用集中參數(shù)模型和離散分布式模型相結(jié)合的方法對(duì)長(zhǎng)管道給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性帶來(lái)的影響進(jìn)行了初步的研究。說(shuō)明長(zhǎng)管道對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有一定的影響，在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)引起注意。
本發(fā)明課題通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所用仿真方法的可行性，針對(duì)液壓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和調(diào)試階段可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了仿真，提出改進(jìn)措施并通過(guò)仿真進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)實(shí)際的工程應(yīng)用具有重要的意義。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用在長(zhǎng)江三峽水利樞紐永久船閘的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)高壓大流量無(wú)級(jí)變速控制方法，主要控制輸水閥門(mén)運(yùn)行，其特征在于采用電—液比例的高壓大流量通軸式軸向柱塞泵作為無(wú)級(jí)變速的基本元件同基于“液阻理論”的二通插裝閥集成控制結(jié)構(gòu)相組合，組成對(duì)船閘輸水閥門(mén)和人字門(mén)啟閉機(jī)的高壓大流量無(wú)級(jí)變速，具有調(diào)速功能的液壓泵有電液比例變量泵、電液伺服泵，其泵的輸出流量與輸入的控制電信號(hào)成比例，通過(guò)改變電控輸入信號(hào)可以方便和有效的改變系統(tǒng)流量，從而達(dá)到控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)—油缸的運(yùn)行速度的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)高壓大流量無(wú)級(jí)變速控制方法，其特征在于所述的電液比例變量泵選用REXROTH公司的A4VSO250FEID電液比例泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)高壓大流量無(wú)級(jí)變速控制方法，其特征在于所述的啟閉機(jī)的液壓系統(tǒng)中采用了二通插裝閥集成控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)高壓大流量無(wú)級(jí)變速控制方法，其特征在于輸水閥門(mén)啟閉機(jī)與人字門(mén)啟閉機(jī)共用一套液壓泵站和電氣控制柜，但兩者大部分時(shí)間不同時(shí)工作，只有短時(shí)間內(nèi)需同時(shí)工作。
5.一種由權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)方法組成的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)高壓大流量無(wú)級(jí)變速控制系統(tǒng)，其特征在于輸水閥門(mén)啟閉機(jī)液壓控制回路由電機(jī)泵組及由二通插裝閥構(gòu)成的四通控制回路組成a)電機(jī)泵組由電機(jī)(7)、電液比例變量泵(5)通過(guò)聯(lián)軸器、鐘罩剛性連接；b)四通控制回路由二通插裝閥組件中(1-1)、(1-2)、(1-3)、(1-4)、(1-5)、(1-6)通過(guò)油路塊(8)進(jìn)行連接，各組件又分別連接電磁換向閥(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)、(2-5)、(2-6)，同時(shí)二通插裝閥(1-1)的壓力通過(guò)電磁換向閥(2-1)先導(dǎo)選擇控制，組件(1-1)的壓力值通過(guò)與之連接的壓力組件(3-1)、(3-2)調(diào)定，(1-2)通斷由(2-2)控制，(1-3)的通斷由(2-3)控制，(1-4)的通斷由(2-4)控制，(1-5)的通斷由(2-5)控制，(1-6)的通斷由(2-6)控制，(1-6)的壓力值通過(guò)與之連接的壓力組件(3-3)調(diào)定，梭閥(4-1)、(4-2)作為壓力比較元件對(duì)分別與之連接的(1-4)、(1-5)的控制壓力進(jìn)行選擇；c)電機(jī)泵組與四通控制回路之間通過(guò)液壓管路剛性連接。
全文摘要
本發(fā)明為一種應(yīng)用在長(zhǎng)江三峽水利樞紐永久船閘的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)高壓大流量無(wú)級(jí)變速控制方法，主要控制輸水閥門(mén)運(yùn)行，其特征在于采用電—液比例的高壓大流量通軸式軸向柱塞泵作為無(wú)級(jí)變速的基本元件同基于“液阻理論”的二通插裝閥集成控制結(jié)構(gòu)相組合，組成對(duì)船閘輸水閥門(mén)和人字門(mén)啟閉機(jī)的高壓大流量無(wú)級(jí)變速，具有調(diào)速功能的液壓泵有電液比例變量泵、電液伺服泵，其泵的輸出流量與輸入的控制電信號(hào)成比例，通過(guò)改變電控輸入信號(hào)可以方便和有效的改變系統(tǒng)流量，從而達(dá)到控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)—油缸的運(yùn)行速度的目的。其裝置中輸水閥門(mén)啟閉機(jī)液壓控制回路由電機(jī)泵組及由二通插裝閥構(gòu)成的四通控制回路組成。本發(fā)明對(duì)永久船閘大慣量負(fù)載的控制準(zhǔn)確可靠、運(yùn)行平穩(wěn)，具有良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，并保證和滿足了永久船閘啟閉設(shè)備的運(yùn)行技術(shù)要求。
文檔編號(hào)E02B7/20GK1707033SQ20041002500
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者毛武榮, 張國(guó)賢, 黃人豪, 吳白羽, 胡偉民, 唐立, 周海勇 申請(qǐng)人:上海海岳液壓機(jī)電工程合作公司