專利名稱：一種電液比例泵控非對稱缸閉環(huán)速度系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種電液速度控制系統(tǒng)。尤其是涉及一種電液比例泵控非對稱缸的速度控制系統(tǒng)。
背景技術：
目前，常用的速度控制系統(tǒng)中，主要有兩種方式。一種是采用以電液比例閥控制執(zhí)行機構的開式系統(tǒng)(劉建忠.泵控與閥控補償?shù)母呔韧较到y(tǒng)的探討.機械開發(fā)，1998(4))，其缺點是節(jié)流損失大、效率低、容易引起系統(tǒng)油液發(fā)熱，只能適用于小功率及中低壓以下的場合或者功率大、但工作時間短暫的場合(明子林.步進爐液壓系統(tǒng)能耗分析與節(jié)能設計.液壓與氣動，2002(8))；另外一種是采用變量泵控制油馬達或?qū)ΨQ油缸的閉式容積調(diào)速系統(tǒng)(曹鑫銘.液壓伺服系統(tǒng).冶金工業(yè)出版社)，這種調(diào)速回路無節(jié)流和溢流損失，系統(tǒng)不易發(fā)熱，效率較高，適用于功率較大的場合，但也存在兩個問題其一是采用變量泵控制油馬達或?qū)ΨQ油缸的閉式容積調(diào)速系統(tǒng)較難應用于執(zhí)行機構為非對稱油缸的場合，特別是在重載、大流量、高頻的速度控制系統(tǒng)中，需要保證往返速度一致的情況；其二是變量泵的流量調(diào)節(jié)采用以機液伺服控制為主的壓力梯級變量，其液壓系統(tǒng)及流量控制系統(tǒng)復雜、控制落后、故障點多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在原有的容積調(diào)速系統(tǒng)以及開式電液比例閥控速度控制系統(tǒng)的基礎上，提供一種流量控制簡單、速度控制精確、故障點少、功率損失小、系統(tǒng)工作平穩(wěn)可靠的適用于重載、大流量、高頻工況的電液比例泵控非對稱缸閉環(huán)速度控制系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是該系統(tǒng)由閉環(huán)流量控制系統(tǒng)、補油回路、主泵零流量卸荷回路、限壓回路、流量分流溢流閥[19]、檢修與安全回路和液控單向閥[17]、非對稱油缸[18]組成。閉環(huán)流量控制系統(tǒng)中的電液比例泵[1]的左側油口A1分別與單向閥[4]的油口A2、單向閥[7]的油口A3、溢流閥[8]的油口A4、溢流閥[9]的油口A5、流量分流溢流閥[19]的油口A6、非對稱油缸[18]的有桿腔相連，閉環(huán)流量控制系統(tǒng)中的電液比例泵[1]的右側油口B1分別與單向閥[11]的油口B2、單向閥[10]的油口B3、溢流閥[8]和溢流閥[9]的油口B4、液控單向閥[17]的油口B5相連，液控單向閥[17]的油口B6分別與非對稱油缸[18]的無桿腔和檢修與安全回路相連；在無桿腔油路和有桿腔油路間分別設置有補油回路、主泵零流量卸荷回路和限壓回路。
所述的閉環(huán)流量控制系統(tǒng)由比例控制器[15]、比例閥[12]、變量活塞[13]、位移傳感器[14]、電液比例泵[1]構成。比例控制器[15]與比例閥[12]相連，比例閥[12]的兩負載油口P1、P2分別與變量活塞[13]的兩腔油口P3、P4相連，變量活塞[13]的右端與位移傳感器[14]相連，位移傳感器[14]與比例控制器[15]相連，變量活塞[13]的左端與電液比例泵[1]的斜盤相連。
所述的補油回路由補油泵[2]、補油溢流閥[3]、單向閥[4]、單向閥[11]組成。補油泵[2]的壓力油口分別與單向閥[4]、單向閥[11]、補油溢流閥[3]的油口C3相連，補油泵[2]與電液比例泵[1]同軸相連。
所述的主泵零流量卸荷回路由二位二通電磁換向閥[5]、節(jié)流器[6]、單向閥[7]、單向閥[10]構成。節(jié)流器[6]的油口C1分別與單向閥[7]及單向閥[10]相連，節(jié)流器[6]的油口C2與二位二通電磁換向閥[5]相連。
所述的限壓回路由溢流閥[8]、溢流閥[9]組成。溢流閥[8]的出油口A4、溢流閥[9]的進油口A5與有桿腔油路相連，溢流閥[8]進油口B4、溢流閥[9]的出油口與無桿腔油路相連。
所述的檢修與安全回路由溢流閥[16]、節(jié)流閥[20]和截止閥[21]構成；截止閥[21]的油口B9與節(jié)流閥[20]相連，節(jié)流閥[20]的油口B8與溢流閥[16]的油口B7相連并與液控單向閥[17]的油口B6相連。
由于采用上述技術方案，本發(fā)明具有以下積極效果1、由于本發(fā)明采用了將比例控制器[15]、比例閥[12]、變量活塞[13]、位移傳感器[14]、電液比例泵[1]集成一起的閉環(huán)速度控制系統(tǒng)，取代原壓力梯級變量的流量控制方式，簡化了液壓系統(tǒng)及流量控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)流量控制簡單、工作可靠性好、故障點少，控制先進；2、由于本發(fā)明省略了已有系統(tǒng)中的平衡回路，利用電機的制動特性來承受負值負載，使液壓系統(tǒng)進一步簡化，減少了巨大的能量浪費，節(jié)能效果好，且適用于大功率、大流量、重負載的應用場合；3、由于本發(fā)明在有桿腔油路上設置了流量分流溢流閥[19]，在無桿腔油路上設置了補油回路，使系統(tǒng)速度控制精確、保證了非對稱缸的升降速度一致；4、由于本發(fā)明設置了主泵零流量卸荷回路，使主泵在零位工作時，避免了由于零偏差造成非對稱缸的誤動作。
四

圖1是本發(fā)明的一種速度控制系統(tǒng)的示意圖。
五具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述圖1是本發(fā)明的一種速度控制系統(tǒng)的示意圖。該該系統(tǒng)由閉環(huán)流量控制系統(tǒng)、補油回路、主泵零流量卸荷回路、限壓回路、流量分流溢流閥[19]、檢修與安全回路和液控單向閥[17]、非對稱油缸[18]組成；閉環(huán)流量控制系統(tǒng)中的電液比例泵[1]的左側油口A1分別與單向閥[4]的油口A2、單向閥[7]的油口A3、溢流閥[8]的油口A4、溢流閥[9]的油口A5、溢流閥[19]的油口A6、非對稱油缸[18]的有桿腔相連，閉環(huán)流量控制系統(tǒng)中的電液比例泵[1]的右側油口B1分別與單向閥[11]的油口B2、單向閥[10]的油口B3、溢流閥[8]和溢流閥[9]的油口B4、液控單向閥[17]的油口B5相連，液控單向閥[17]的油口B6分別與非對稱油缸[18]的無桿腔和檢修與安全回路相連；在無桿腔油路和有桿腔油路間分別設置有補油回路、主泵零流量卸荷回路和限壓回路。其中閉環(huán)流量控制系統(tǒng)由比例控制器[15]、比例閥[12]、變量活塞[13]、位移傳感器[14]、電液比例泵[1]構成。比例控制器[15]與比例閥[12]相連，比例閥[12]的兩負載油口P1、P2分別與變量活塞[13]的兩腔油口P3、P4相連，變量活塞[13]的右端與位移傳感器[14]相連，位移傳感器[14]與比例控制器[15]相連，變量活塞[13]的左端與電液比例泵[1]的斜盤相連。比例放大器[15]將給定的電壓信號轉(zhuǎn)換為比例閥[12]的輸入電流信號，控制比例閥[12]動作，由比例閥[12]控制變量活塞[13]輸出位移，從而控制電液比例泵[1]的斜盤傾角(或流量)，最后由電液比例泵[1]的輸出流量控制非對稱缸[18]的流量，實現(xiàn)了系統(tǒng)速度控制。斜盤傾角(流量)的大小由位移傳感器[14]感受，送至比例控制器[15]，構成閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于將比例控制器[15]、比例閥[12]、變量活塞[13]、位移傳感器[14]、電液比例泵[1]集成在一起，系統(tǒng)集成度高、工作可靠性好、流量控制簡單、故障點少，控制先進。
補油回路由補油泵[2]、補油溢流閥[3]、單向閥[4]、單向閥[11]組成。補油泵[2]的壓力油口分別與單向閥[4]、單向閥[11]、補油溢流閥[3]的油口C3相連，補油泵[2]與電液比例泵[1]同軸相連。當非對稱缸[18]上升時，電液比例泵[1]的右側B1為壓力油口，左側A1為吸油口，由于進入非對稱缸[18]無桿腔的流量大，有桿腔排出的流量小，因此，電液比例泵[1]的左側吸油口A1必須補油。此時，補油泵[2]輸出的低壓油經(jīng)過單向閥[4]的A2點補油，然后送至電液比例泵[1]的左側吸油口A1，而電液比例泵[1]的右側油口B1、B2為高壓油、單向閥[11]處于關閉狀態(tài)，將高壓油路與低壓油路切斷，補油壓力由補油溢流閥[3]進行調(diào)節(jié)，補油泵[2]排出的多余的低壓油經(jīng)補油溢流閥[3]溢回油箱。當非對稱缸[18]下降時，電液比例泵[1]的左側油口A1為壓力油口，右側油口B1為吸油口。為了保證升降速度一致，以非對稱缸[18]無桿腔作為控制腔，這樣進入非對稱缸[18]有桿腔的流量過大，因此在非對稱缸[18]有桿腔側A6處設置了流量分流溢流閥[19]，將多余的壓力油從流量分流溢流閥[19]溢出，從而保證升降速度一致。
當非對稱缸[18]處于原位工作時，比例控制器[15]給比例閥[12]設置零信號，使電液比例泵[1]的斜盤傾角為零，但由于電液比例泵[1]零位偏差的存在，往往使得斜盤傾角并不處在真正的零位，易造成非對稱缸[18]出現(xiàn)爬行等誤動作。這時，可由二位二通電磁換向閥[5]、節(jié)流器[6]、單向閥[7]、單向閥[10]構成的主泵零流量卸荷回路來進行調(diào)整。節(jié)流器[6]的油口C1分別與單向閥[7]及單向閥[10]相連，節(jié)流器[6]的油口C2與二位二通電磁換向閥[5]相連。當電磁鐵1DT斷電時，二位二通電磁換向閥[5]的左位投入工作，電液比例泵[1]的零位流量通過單向閥[7]或單向閥[11]流經(jīng)C1點、節(jié)流器[6]、二位二通電磁換向閥[5]的左位溢回油箱，實現(xiàn)主泵零位流量卸荷；當非對稱缸[18]處于升降工作時，電磁鐵1DT通電，二位二通電磁換向閥[5]的右位投入工作，此時單向閥[7]的油口A3及單向閥[10]的油口B3的溢回油箱的油路被切斷，電液比例泵[1]的輸出流量只能與非對稱缸[18]相通，從而控制其動作，實現(xiàn)系統(tǒng)加載功能。節(jié)流器[6]在加載和卸荷中起緩沖作用。
限壓回路由溢流閥[8]、溢流閥[9]組成。溢流閥[8]的出油口A4、溢流閥[9]的進油口A5與有桿腔油路相連，溢流閥[8]進油口B4、溢流閥[9]的出油口與無桿腔油路相連。
檢修與安全回路由溢流閥[16]、節(jié)流閥[20]和截止閥[21]構成；截止閥[21]的油口B9與節(jié)流閥[20]相連，節(jié)流閥[20]的油口B8與溢流閥[16]的油口B7相連并與液控單向閥[17]的油口B6相連。
對于具有負值負載工況而且執(zhí)行元件是油缸的液壓系統(tǒng)，常規(guī)的設計方法是在回油路上設置單向平衡閥，這樣不僅系統(tǒng)復雜，而且壓力油經(jīng)過平衡閥產(chǎn)生的壓降會造成巨大的能量浪費；對于執(zhí)行元件是馬達的液壓系統(tǒng)，常常采用機械制動的方法，結構復雜，制動沖擊大。本發(fā)明直接利用電機的制動特性來承受負值負載，當重物下降時，液壓泵轉(zhuǎn)為馬達工況，液壓泵所承受負值負載直接由與電液比例泵[1]同軸相連的電機承受，非對稱缸[18]兩腔的流量差由流量分流溢流閥[19]溢出。由電液比例泵[1]同軸相連的電機所構成了不帶平衡閥的平衡回路，功率損失小，系統(tǒng)工作平穩(wěn)。
權利要求
1.一種電液比例泵控非對稱缸閉環(huán)速度系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由閉環(huán)流量控制系統(tǒng)、補油回路、主泵零流量卸荷回路、限壓回路、流量分流溢流閥[19]、檢修與安全回路和液控單向閥[17]、非對稱油缸[18]組成；閉環(huán)流量控制系統(tǒng)的電液比例泵[1]的左側油口A1分別與單向閥[4]的油口A2、單向閥[7]的油口A3、溢流閥[8]的油口A4、溢流閥[9]的油口A5、溢流閥[19]的油口A6、非對稱油缸[18]的有桿腔相連，閉環(huán)流量控制系統(tǒng)的電液比例泵[1]的右側油口B1分別與單向閥[11]的油口B2、單向閥[10]的油口B3、溢流閥[8]和溢流閥[9]的油口B4、液控單向閥[17]的油口B5相連，液控單向閥[17]的油口B6分別與非對稱油缸[18]的無桿腔和檢修與安全回路相連；在無桿腔油路和有桿腔油路間分別設置有補油回路、主泵零流量卸荷回路和限壓回路。
2.根據(jù)權利要求1所述的電液比例泵控非對稱缸閉環(huán)速度系統(tǒng)，其特征在于所述的閉環(huán)流量控制系統(tǒng)由比例控制器[15]、比例閥[12]、變量活塞[13]、位移傳感器[14]、電液比例泵[1]構成；比例控制器[15]與比例閥[12]相連，比例閥[12]的兩負載油口P1、P2分別與變量活塞[13]的兩腔油口P3、P4相連，變量活塞[13]的右端與位移傳感器[14]相連，位移傳感器[14]與比例控制器[15]相連，變量活塞[13]的左端與電液比例泵[1]的斜盤相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的電液比例泵控非對稱缸閉環(huán)速度系統(tǒng)，其特征在于所述的補油回路由補油泵[2]、補油溢流閥[3]、單向閥[4]、單向閥[11]組成；補油泵[2]的壓力油口分別與單向閥[4]、單向閥[11]、補油溢流閥[3]的油口C3相連，補油泵[2]與電液比例泵[1]同軸相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的電液比例泵控非對稱缸閉環(huán)速度系統(tǒng)，其特征在于所述的主泵零流量卸荷回路由二位二通電磁換向閥[5]、節(jié)流器[6]、單向閥[7]、單向閥[10]構成；節(jié)流器[6]的油口C1分別與單向閥[7]及單向閥[10]相連，節(jié)流器[6]的油口C2與二位二通電磁換向閥[5]相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的電液比例泵控非對稱缸閉環(huán)速度系統(tǒng)，其特征在于所述的限壓回路由溢流閥[8]、溢流閥[9]組成；溢流閥[8]的出油口A4、溢流閥[9]的進油口A5與有桿腔油路相連，溢流閥[8]進油口B4、溢流閥[9]的出油口與無桿腔油路相連。
6.根據(jù)權利要求1所述的電液比例泵控非對稱缸閉環(huán)速度系統(tǒng)，其特征在于所述的檢修與安全回路由溢流閥[16]、節(jié)流閥[20]和截止閥[21]構成；截止閥[21]的油口B9與節(jié)流閥[20]相連，節(jié)流閥[20]的油口B8與溢流閥[16]的油口B7相連并與液控單向閥[17]的油口B6相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電液比例泵控非對稱缸的控制系統(tǒng)。其方案是閉環(huán)流量控制系統(tǒng)的電液比例泵[1]的油口A1分別與單向閥[4]油口A2、單向閥[7]油口A3、溢流閥[8]油口A4、溢流閥[9]油口A5、流量分流溢流閥[19]油口A6、非對稱油缸[18]有桿腔相連；電液比例泵[1]油口B1分別與單向閥[11]油口B2、單向閥[10]油口B3、溢流閥[8]和溢流閥[9]的油口B4、液控單向閥[17]油口B5相連，液控單向閥[17]的油口B6分別與非對稱油缸[18]的無桿腔和檢修與安全回路相連。在無桿腔和有桿腔油路間設置有補油回路、主泵零流量卸荷回路和限壓回路。本發(fā)明具有流量控制簡單、速度控制精確、功率損失小的特點，尤其適用于大功率、大流量、重負載的應用場合。
文檔編號F15B11/04GK1800654SQ20051002009
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權日2005年12月20日
發(fā)明者曾良才, 陳奎生, 傅連東, 陳新元, 李芳 , 陳四華, 羅國超, 彭國朋, 虞軍勝, 湛從昌, 黃浩 申請人:武漢科技大學