机械反馈式同步液压阀的折弯机同步方案

机械反馈式同步液压阀的折弯机同步方案

同步阀同步方案两个液压缸同时工作，是液压机、液体折叠机和其他主机设备的基本工作要求。目前,两液压缸同步运行方案有许多种,诸如机械刚性同步、串联液压缸同步、双等排量液压马达同步、双液压泵等量供油同步、分流集流阀同步、机械反馈控制的液压同步阀的同步、电液比例流量阀同步等方案。本文介绍的是利用机械反馈控制的液压同步阀的折弯机同步方案。这种机械反馈式液压同步阀可比较精密地控制两个液压缸双向运动的同步控制。它可以通过各种不同方式的机械反馈机构来实现对液压同步阀的控制。诸如带有扭转轴、杠杆传动、钢丝绳传动以及齿条传动等检测反馈装置系统。机械反馈式同步液压阀的同步控制精度主要由机械传动检测反馈系统和液压同步阀本身的精度来决定。1机械反馈式同步液压阀a、b管图1为机械反馈式同步液压阀的结构及工作原理简图。它能控制两液压缸a和b的双向位置同步运动。图中阀心d的左半段与阀体c组成流量分配元件,它们可以控制两液压缸的下腔进出油液流量的分配;阀心d的右半段与阀体c组成一个分流集流元件,它们可以控制两液压缸的上腔进出油液流量的分配。与传统的分流集流阀不同的是,这里的分流集流元件的两路分流(或集流)的比例是由机械反馈装置f的检测信号而随机控制的。阀心d的两端通大气,伸出阀体的阀心d之右端是和机械反馈装置f联接。弹簧e在同步阀中起着中位对中以及平衡机械反馈外力的作用。机械反馈式同步液压阀的工作原理是:参阅图4,例如当两液压缸a、b快速向下运动时,折弯机上横梁由于自重快速下降,两液压缸上腔由上置油箱24、26分别通过吸油阀23和25吸入油液,两液压缸下腔排出的油液流量之比例可通过同步阀的左半部16的阀口进行调节,为“回油节流同步调节”。如果两液压缸是同步运动的,此时,同步阀的阀心d处于中位,它的控制阀口是对称的正开口,两路回油流量是相等的。两液压缸速度大小的绝对值由回油路上的节流阀10来调节。如果液压缸a比液压缸b下降得快时,即两液压缸处于不同步状态,此时,由机械检测反馈装置f反馈的位置偏差信号使阀心d向-y方向运动,这样,使A1⇨T1阀口的开度减小;B1⇨T2阀口的开度增大,液压缸b下腔的回油速度加快,液压缸a下腔的回油速度减慢,甚至制动,于是两液压缸很快就会调整到同步,机械检测反馈装置f反馈的位置偏差信号使阀心d又处于中位位置。阀心d受控于机械反馈装置f反馈的位置偏差信号而在不断地调整它自已的位置,以使两液压缸能保持位置同步。同理,当液压缸处于其他工况时的同步控制原理也相类似(详细请参阅应用一节)2液压半桥回路简介从液压桥路控制原理(见图2,图3)来分析,该液压同步阀是由阀心d和阀体c组成的两个A型液压半桥以及两个分流(集流)可变节流液阻的牵连控制桥路。它是一个特殊的、综合性的液压桥路,可以表示为图2的液压桥路形式。两液压缸的下腔分别由两个A型液压半桥牵连控制。两液压缸的上腔分别由两个分流(集流)可变节流液阻牵连控制。6个液阻只有一个控制信号来牵连控制,即由机械检测反馈的位置偏差信号牵连控制着四个控制腔,其调节元件就是在阀体c中的阀心d。通常,液压半桥有3种类型,即A、B、C三种型式,A型液压半桥是由两个可变节流阻尼组成;B型液压半桥是由一个固定节流阻尼和一个可变节流阻尼组成;C型液压桥是由一个可变节流阻尼和一个固定节流阻尼组成,它们的压力和流量增益特性如图3所示。由图3可知,A型液压半桥的压力和流量增益最高,是B型和C型半桥的二倍,也就是说A型液压半桥的控制精度最高。A型半桥回路压力增益和流量增益表示为:上式中:p0—系统压力;y0—阀口预开度;q—进入活塞控制腔的流量;y—阀心的位移B—阀口的流量系数。该阀由六个可变液阻组成的综合性液桥的流量-位移增益比较高,如果同步阀本身的设计与加工都比较理想,那么,该液压同步阀系统的同步性能主要取决于机械检测反馈装置系统的精度。3进油同步调节图4为机械反馈式液压同步阀在折弯机液压系统中的应用实例。该系统主要由油源、液压缸、同步阀、流量及压力等控制阀、位置偏差检测系统(图中未见表示)等几个部分组成,油源部分由一台大流量低压液压泵3和一台小流量高压液压泵4组成,两台泵用于液压缸快速回程工况。。图5为液压折弯机的位移-时间行程图。1点(或7点)是折弯机上横梁的起动点(或终点)位置。在折弯工序开始时,高压液压泵4的流量通过同步阀的左半部17控制进入两液压缸上腔的流量之比,这被称为“进油同步调节”,如果液压缸a比液压缸b速度快,位置偏差检测系统使同步阀阀心向-y方向移动,PB→B2阀口变大,PB→A2阀口变小,使液压缸a移动速度减慢甚至制动,液压缸b移动的速度加快,两液压缸很快调整到同步。其工作行程速度由高压泵的流量决定,一般工作速度为5～15mm/s,在上述速度时,同步精度可达0.2～0.3mm左右。快速回程时,两个液压泵供油,通过同步阀左半部16,“进油同步调节“,如果液压缸a比液压缸b运动快,阀心2向+y方向移动,PA-B1阀口变大,PA-A1阀口变小,使液压缸a移动速度减慢,液压缸b移动的速度加快,两液压缸调整到同步。液压缸上腔回油通过吸油阀23、25到上置油箱24、26,检测系统采用位置偏差检测方案,它的优点是只与所控制的位移差有关,而与两液压缸的行程无关。因而,该检测系统成本低,比较适用于折弯机系统。在250吨机械反馈式液压同步阀控制的折弯机使用调试中,初始时发现系统振动,在调整了位置偏差检测系统的放大增益后,系统就稳定了。经实际使用检测,250吨机械反馈式液压同步阀控制折弯机的双缸同步控制精度可达0.2mm。这种控制形式的折弯机,在我国的折弯机领域占有一定的应用市场。4机械反馈式液压同步阀控制折弯机的结构及工作原理综合前述的机械反馈式液压同步阀的结构原理和桥路分析,以及它在250吨折弯机中使用情况,可以得出这样的结论:这种机械反馈