專利名稱：一種采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液壓傳動(dòng)、汽車改裝領(lǐng)域，尤其涉及一種采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路。

背景技術(shù)：
在多缸工作的液壓系統(tǒng)中，經(jīng)常要求兩個(gè)或兩個(gè)以上執(zhí)行元件同時(shí)運(yùn)動(dòng)，并要求在運(yùn)動(dòng)過程中克服負(fù)載、摩擦阻力、泄露、制造精度、結(jié)構(gòu)變形等差異，維持相同的速度和位移，即作同步運(yùn)動(dòng)。液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩缸以上同步運(yùn)動(dòng)的方式有很多種，但是同步控制精度和成本差別很大。一般來說成本低，精度低；精度高則成本高?？刹捎玫幕芈芬话惆? 1.機(jī)械同步回路利用機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)同步。典型的齒輪齒條控制回路圖見圖1。
2.流量控制同步回路采用調(diào)速閥、分流集流閥、比例閥等流量控制閥實(shí)現(xiàn)同步。典型的采用分流集流閥的回路見圖2。
3.容積控制同步回路采用同步缸、液壓分流器(同步馬達(dá))等實(shí)現(xiàn)同步。典型采用液壓分流器(同步馬達(dá))的回路見圖3。已有技術(shù)的缺陷或需改進(jìn)之處 1.以齒輪齒條控制回路為代表的機(jī)械同步回路一般精度不高，機(jī)械結(jié)構(gòu)比較大，安裝空間往往受到限制。同時(shí)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的制造、安裝精度有一定要求。
2.采用流量控制閥的同步回路，采用調(diào)速閥、分流集流閥的回路往往精度不高、抗偏載能力差、功率損失大，存在易受油溫、管路長(zhǎng)度、清潔度等影響的缺陷。若采用電液比例閥、電液伺服閥，則可以實(shí)現(xiàn)比較高的同步控制精度，但又有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，維護(hù)性差等缺陷，極大限制了應(yīng)用領(lǐng)域。
3.采用單液壓分流器(同步馬達(dá))的同步回路，易受到同步馬達(dá)制造精度、容積效率、泄漏量等因素的影響，特別是在回路中沒有隨負(fù)載變化而自動(dòng)調(diào)整的控制元件時(shí)，同步精度會(huì)隨負(fù)載的偏差急劇降低，因此抗偏載能力不高。高精度液壓分流器(同步馬達(dá))結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，難以得到廣泛應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述提到的問題，本實(shí)用新型提供一種新的液壓回路，利用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、成本低、精度也較低的齒輪分流器，實(shí)現(xiàn)較高精度的同步性能，大大提高液壓系統(tǒng)多缸同步精度、同步穩(wěn)定性和適應(yīng)負(fù)載的能力。
采用可靠廉價(jià)的雙分流器可以大大提高系統(tǒng)的同步性能，從而擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域。經(jīng)濟(jì)、可靠地實(shí)現(xiàn)多缸(2缸以上)同步運(yùn)動(dòng)。
具體的技術(shù)方案為 一種采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路，其包括進(jìn)油分流器、油缸、供油系統(tǒng)和換向閥，所述進(jìn)油分流器接受所述換向閥輸出的高壓油，所述進(jìn)油分流器將高壓油均分，所述要求同步運(yùn)動(dòng)的油缸一一對(duì)應(yīng)連接在所述進(jìn)油分流器的出口，其還包括回油分流器，所述回油分流器入口與所述油缸出口一一對(duì)應(yīng)連接，所述回油分流器出口連接所述換向閥入口。
所述回油分流器內(nèi)部將入口的液壓油匯聚后由一個(gè)出口流出。
所述進(jìn)油分流器與所述回油分流器結(jié)構(gòu)和參數(shù)一致。
所述供油系統(tǒng)包含油泵、油箱和安全閥。
所述油缸為至少兩缸。

本實(shí)用新型包括如下附圖 圖1為現(xiàn)有齒輪齒條控制回路示意圖； 圖2為現(xiàn)有采用分流集流閥的回路示意圖； 圖3為現(xiàn)有采用液壓分流器(同步馬達(dá))的回路示意圖； 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路示意圖。
其中1.進(jìn)油分流器、2.回油分流器、3.油缸、4.供油系統(tǒng)、5.換向閥。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明 如圖所示，本實(shí)施例采用雙組液壓分流器(同步馬達(dá))實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路。如圖4(以2缸同步為例，3缸及以上同理) 回路由兩臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)型、結(jié)構(gòu)和參數(shù)是完全一致的齒輪分流器(同步器)構(gòu)成。回路中，包括進(jìn)油分流器(1)、回油分流器(2)、油缸(3)、供油系統(tǒng)(4)(包含油泵、油箱、安全閥等)、換向閥(5)五個(gè)功能部分。
a.供油系統(tǒng)(4)提供高壓油； b.換向閥(5)接受供油系統(tǒng)(4)提供的高壓油，并可操作換向，改變進(jìn)回油的方向。
c.進(jìn)油分流器(1)接受換向閥(5)輸出的高壓油。在其內(nèi)部，高壓油被分流器一分為二等分。
d.要求同步運(yùn)動(dòng)的油缸(3)一一對(duì)應(yīng)連接在進(jìn)油分流器(1)的2個(gè)出口。
e.油缸(3)的回油連接回油分流器(2)的2個(gè)入口。
f.回油分流器(2)的內(nèi)部將2個(gè)入口的液壓油匯聚后由一個(gè)出口流出 g.回油分流器(2)流出的液壓油流入換向閥(5)，從換向閥(5)回油口流出，回到油箱。
h.操作換向閥(5)，可以改變通過換向閥(5)后的油液運(yùn)動(dòng)方向，兩個(gè)分流器進(jìn)回油關(guān)系對(duì)調(diào)。
2.簡(jiǎn)單工作原理的說明 2.1供油系統(tǒng)(4)提供高壓油，經(jīng)過換向閥(5)到達(dá)進(jìn)油分流器(1)。高壓油進(jìn)入進(jìn)油分流器(1)后推動(dòng)分流器(馬達(dá))轉(zhuǎn)動(dòng)，流量為Q，經(jīng)過進(jìn)油分流器(1)分流后，每一個(gè)馬達(dá)(共2個(gè))的實(shí)際輸出流量分別為Q1和Q2(L/min)。
Q1＝q1×n1×ηv1×10-3；Q2＝q2×n2×ηv2×10-3 其中，q1至q2分別代表1#、2#馬達(dá)的理論排量，ml/r； n1至n2分別代表1#、2#馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，r/min； ηv1至ηv2分別代表1#、2#馬達(dá)的容積效率。
在分流器設(shè)計(jì)和制造過程中，通過設(shè)計(jì)相同的結(jié)構(gòu)參數(shù)，相同的制造工藝，制造上相同的尺寸公差以及質(zhì)量要求，單只馬達(dá)的理論排量相等，即q1＝q2。而馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上是同軸的，也就是馬達(dá)是同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以n1＝n2。這樣，只要使每個(gè)馬達(dá)的容積效率相等，每一個(gè)馬達(dá)的實(shí)際輸出流量就相等，從而實(shí)現(xiàn)功能和性能要求。實(shí)際輸出流量存在差異的原因 1)制造誤差的存在，每個(gè)馬達(dá)的實(shí)際容積效率必然存在差異， 2)每只馬達(dá)連接的油缸負(fù)載的差異，改變了馬達(dá)的容積效率。
制造因素造成的差異一般來說在制造和裝配完成后就會(huì)固定下來，不會(huì)隨外界因素變化。因負(fù)載原因造成的差異則會(huì)隨著負(fù)載差異的增大而增大。
2.2高壓油經(jīng)過進(jìn)油分流器(1)后被一分為二，然后進(jìn)入油缸(3)。由于存在的容積效率的差異(制造或者因?yàn)樨?fù)載差異造成)，油缸(3)的運(yùn)動(dòng)速度是不相等的，其差別是容積效率的差值。油缸(3)回油經(jīng)過回油分流器(2)后，被匯集在一起，經(jīng)過換向閥(5)回到油箱。
2.3因同步器制造完成后，制造原因產(chǎn)生的容積效率誤差是不可改變的。表現(xiàn)在實(shí)際使用中的最小誤差，即在負(fù)載完全相等時(shí)，油缸運(yùn)動(dòng)的誤差。在這種情況下，減小負(fù)載差異就可以降低同步誤差。
設(shè)F1為進(jìn)油分流器(1)1#馬達(dá)的總負(fù)載，F(xiàn)2為進(jìn)油分流器(1)2#馬達(dá)的總負(fù)載，F(xiàn)1＞F2，ΔF＝F1-F2。因負(fù)載引起馬達(dá)的泄漏量與負(fù)載呈現(xiàn)正相關(guān)性，也就是負(fù)載越大泄漏越大，負(fù)載差ΔF＝F1-F2越大，馬達(dá)的泄漏差越大，負(fù)載容積效率越低，實(shí)際的輸出流量就越小。
從而，進(jìn)油分流器(1)1#、2#馬達(dá)的實(shí)際輸出流量與負(fù)載呈現(xiàn)負(fù)的相關(guān)性。
按照負(fù)載鏈的組成關(guān)系，F(xiàn)1＝F進(jìn)管1-F缸1-F回管1-F回1#， F2＝F進(jìn)管2-F缸2-F回管2-F回2# ΔF＝F1-F2 (2.3.1) 其中F進(jìn)管1、F進(jìn)管2分別為進(jìn)油管1、2的管路負(fù)載； F缸1、F缸2分別為油缸1、2的負(fù)載，在總負(fù)載中占主要因素，也是影響同步性能的主要因素； F回管1、F回管2分別為油缸回油管1、2的管路負(fù)載； F回1#、F回2#分別為回油分流器(2)1#、2#馬達(dá)的負(fù)載按照液壓油流動(dòng)順序， 1)在進(jìn)油管路流動(dòng)過程中，F(xiàn)進(jìn)管1、F進(jìn)管2差別很小，可以忽略不計(jì)，F(xiàn)進(jìn)管1＝F進(jìn)管2。
2)進(jìn)入油缸，推動(dòng)油缸運(yùn)動(dòng)，由于F缸1、F缸2的差別，F(xiàn)缸1＞F缸2，造成Q泄1＞Q泄2，從而Q1＜Q2，必然油缸運(yùn)動(dòng)速度v1＜v2，油缸運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)不同步。
3)油缸(3)運(yùn)動(dòng)過程中，回油量Q回1＜Q回2?；赜凸苈坟?fù)載F回管1、F回管2差別很小，可以忽略不計(jì)，F(xiàn)回管1＝F回管2 4)回油流入回油分流器(2)，推動(dòng)回油分流器(2)轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)镼回1＜Q回2，回油分流器(2)的馬達(dá)的轉(zhuǎn)速存在的r1＜r2趨勢(shì)。但由于回油分流器(2)馬達(dá)是同軸連接，r1＝r2成立，所以必然存在回油分流器(2)2#馬達(dá)帶領(lǐng)1#旋轉(zhuǎn)的情況，回油分流器(2)1#的負(fù)載的一部分轉(zhuǎn)移至2#馬達(dá)，轉(zhuǎn)移量為ΔF回。
5)由F缸1、F缸2的差異(F缸1＞F缸2)，在回油分流器(2)存在的情況下，發(fā)生了ΔF回的負(fù)載轉(zhuǎn)移量，總負(fù)載公式修訂為 F′1＝F進(jìn)管1+F缸1+F回管1+F回1#-ΔF回， F′2＝F進(jìn)管2+F缸2+F回管2+F回2#+ΔF回 ΔF′＝F′1-F′2＝ΔF-2ΔF回 (2.3.2) 對(duì)比(2.3.1)，可以得到，ΔF′＜ΔF 通過上述分析，回油分流器(2)可以起到負(fù)的反饋?zhàn)饔?。?dāng)回路中存在回油分流器(2)的情況下，各分回路的總負(fù)載有平均化的趨勢(shì)，負(fù)載的差值趨向減小，影響到進(jìn)油分流器(1)ΔQ泄＝Q泄1-Q泄2也趨向減小，進(jìn)油分流器(1)實(shí)際輸出流量差值ΔQ＝Q1-Q2隨之縮小，從而使油缸(3)的運(yùn)動(dòng)速度差Δv＝v1-v2減小，實(shí)現(xiàn)提高油缸運(yùn)動(dòng)同步性能與精度。
其中供油系統(tǒng)的額定壓力16MPa，額定流量8.4L/min 進(jìn)油、回油分流器為四通道，排量2.5ml/r，理論分流精度不高于5％。
油缸的直徑80mm，行程1900mm。
在無回油分流器的回路中，最大行程平均誤差85mm，精度4.47％。不改變其他任何因素，接入回油分流器，最大行程回油誤差平均28mm，精度1.47％。
本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和精神，可以有多種變形方案實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，以上所述僅為本實(shí)用新型較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局限本實(shí)用新型的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路，其包括進(jìn)油分流器、油缸、供油系統(tǒng)和換向閥，所述進(jìn)油分流器接受所述換向閥輸出的高壓油，所述進(jìn)油分流器將高壓油均分，所述要求同步運(yùn)動(dòng)的油缸一一對(duì)應(yīng)連接在所述進(jìn)油分流器的出口，其特征在于其還包括回油分流器，所述回油分流器入口與所述油缸出口一一對(duì)應(yīng)連接，所述回油分流器出口連接所述換向閥入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路，其特征在于所述回油分流器內(nèi)部將入口的液壓油匯聚后由一個(gè)出口流出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路，其特征在于所述進(jìn)油分流器與所述回油分流器結(jié)構(gòu)和參數(shù)一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路，其特征在于所述供油系統(tǒng)包含油泵、油箱和安全閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路，其特征在于所述油缸為至少兩缸。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種采用雙組液壓分流器實(shí)現(xiàn)多缸同步的控制回路，其包括進(jìn)油分流器、油缸、供油系統(tǒng)和換向閥，所述進(jìn)油分流器接受所述換向閥輸出的高壓油，所述進(jìn)油分流器將高壓油均分，所述要求同步運(yùn)動(dòng)的油缸一一對(duì)應(yīng)連接在所述進(jìn)油分流器的出口，其還包括回油分流器，所述回油分流器入口與所述油缸出口一一對(duì)應(yīng)連接，所述回油分流器出口連接所述換向閥入口。本實(shí)用新型提供新的液壓回路，利用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、成本低、精度也較低的齒輪分流器，實(shí)現(xiàn)較高精度的同步性能，大大提高液壓系統(tǒng)多缸同步精度、同步穩(wěn)定性和適應(yīng)負(fù)載的能力。
文檔編號(hào)F15B13/06GK201568388SQ200920260680
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者梁上愚, 于雋 申請(qǐng)人:深圳市凱卓立液壓設(shè)備有限公司