关于多个油缸同步动作的实用方法_车沛远

1、78 技术革新与维修 机械 2016 年第 9 期 第 43 卷 收稿日期：20160317 作者简介：车沛远（1988），男，江苏连云港人，本科，工程师，主要从事机械设计制造及其自动化方面的工作。 关于多个油缸同步动作的实用方法 车沛远 （连云港天田机械有限公司，江苏 连云港 222000） 摘要：在实际生产应用中多支油缸同时工作时，保持其同步性对于设备的稳定性来说异常关键。虽然目 前解决方法有很多，但是通过比例液压阀控制相对于其他方法显得最为有效便捷。通过对比例阀的研究 与延伸，在多支油缸上安装位置传感器，通过对比例阀通电、断电而改变其阀芯的相对位置，继而与弹 簧相互作用控制各油缸的进油量

2、与回油量，使得整个过程一直处在连续检测、调整的状态，阀芯位移也 可以以机械、液压或电的形式进行反馈，最终通过电气控制使得多支油缸达到同步效果。 关键词：同步性；比例液压阀；位置传感器；连续检测调整 中图分类号：TH137.51 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2016.09.019 文章编号：10060316 (2016) 09007803 A Practical Method for the Synchronous Operation of Multiple Cylinders CHE Peiyuan ( Lianyungang Tian Tian

3、Machinery Co., Ltd., Lianyungang 222000, China) Abstract：How to keep the synchronization of multiple cylinders in the practical production and application is very important to the stability of the equipment. Although there are many ways to solve the problem, but through the proportional hydraulic va

4、lve control is the most effective and convenient compared to other methods. This paper through the proportional valve research and extension, in a plurality of cylinder installation position sensor, through the proportional valve through the electric power, and change the relative position of the va

5、lve core, then interacts with the spring control each cylinder oil inlet amount and back oil quantity, makes the whole process has been in a state of continuous inspection, adjustment, spool displacement can also in the form of mechanical, hydraulic or electrical feedback, finally through the electr

6、ical control of the oil cylinder to achieve synchronization effect. Key words： synchronization； proportional hydraulic valve； position sensor； continuous measurement and adjustment 液压油缸在工程机械、起重机械中的应用 非常广泛， 起到把液压能转换成机械能的作用。 在许多场合下单支油缸并不能满足实际需求， 需要用到双油缸或者多油缸驱动，对于一些精 密设备而言， 就会产生多支油缸同步性的问题。 例如油缸不同步容易导致被

7、支撑工件出现扭转 载荷；折弯机两边折出的角度不一样，加压后 两边不同步等复杂问题。 1 出现的问题 图 1 为实际生产中所应用的多油缸液压系 统，其中，油路块起方向控制作用，油缸要求 机械 2016 年第 9 期 第 43 卷 技术革新与维修 79 同步动作。虽然已采用并联连接，但在运行过 程中会仍然遇到油缸运动不同步的现象。 图 1 为最常用的油路连接方式，目前大多 数设备都采用这种方法，但是对于精度要求较 高的场合，油缸的同步性问题就会凸显出来。 其主要原因有：多支油缸外载荷阻力并 不相同，油缸所遇阻力越大，油缸活塞移动的 速度就会越慢；每个油缸活塞与其内壁之间 的摩擦阻力不同；连接油缸进

8、、出油管的长 度有误差，并不能保证完全统一，且管件的沿 程阻力不同；维修更换其中一支油缸时，新、 旧油缸同时进行使用。 2 解决方案 油缸的运动是由流量控制阀和方向控制阀 控制的，流量控制阀决定了油缸伸缩的速度， 方向控制阀决定了油缸伸缩的方向。 图 2 为调速阀液压回路图，其中，方向控 制阀控制油缸的运动方向，调速阀调节油缸运 动的速度，两支油缸同时动作，压力表观察油 缸运动时的压力变化。 当方向控制阀通电时，油缸将伸出或者缩 回， 调速阀调节两支油缸共同运动速度的快慢； 但是当其中一支油缸速度较慢或较快时，并不 能通过调速阀进行调节。 电液比例阀是一种按输入的电气信号连 续、按比例地对油液

9、的压力、流量或方向进行 控制的液压阀。与手动液压阀相比，其性能与 控制精度都有很大提升，性能介于普通控制阀 和电液伺服阀之间，它能根据输入电信号的大 小连续、成比例地对油液的压力、流量、方向 实现远程计算机控制。比例液压阀的阀芯能够 移动到任意位置，阀芯离开中位的距离控制活 塞运动的速度，可以对机构的加速和减速实现 有效控制，而利用比例方向阀和压力补偿器实 现负载补偿，便可以精确地控制油缸运动的速 度而不受负载的影响。 1.液压油箱 2.液压马达 3.油路块 4.液压油缸 图 1 常见多油缸液压系统 1 2 3 4 第一联 第二联 第三联 第四联 80 技术革新与维修 机械 2016 年第 9

10、 期 第 43 卷 如图 3 所示，在油缸 A、B 上安装位置传 感器，比例阀未通电时，阀芯在左右两个对中 弹簧作用下位于中间位置，四阀口均关闭。当 油缸 A 速度比油缸 B 速度慢时，位置传感器将 信号传递给电液比例阀，比例电磁铁通电，如 图 4 所示，此时阀芯往 b 移动，使其两个凸肩 右边的阀口开启，油缸 1 进油量变大，油缸 2 进油量变小；当油缸 2 与油缸 1 速度接近相同 时，阀芯慢慢往 a 移动，直到移动到中间位置， 两侧进油量相同。整个过程为连续检测、连续 调整的过程，通过电气控制调整油缸的位置行 程从而使油缸达到同步。阀的控制压力与电磁 力、阀心位移成正比，通过改变输入比例

11、电磁 铁的电流便可以控制主阀心的位移，也能决定 油缸需要压力的大小。 1.方向控制阀 2.调速阀 3.液压油缸 4.压力表 图 2 调速阀液压回路 1.液压马达 2.溢流阀 3.方向比例阀 4.油缸 A、油缸 B 图 3 比例阀液压回路 3 结论 油缸同步解决方法有很多，如通过齿轮齿 条机械结构实现，但是此方法需要单独设计机 构，而且对于主传动的油缸磨损较快；增加同 步马达会使得成本增加较大且效果并不理想。 比例液压阀是在普通控制阀的基础上发展起来 的，匹配生产实际使用，既能实现方向控制， 又可以实现速度控制，并对单独执行件实现单 独可控，与电子控制相配合，使其功能最大化， 同时解决了油缸同步的难题。 图 4 方向比例阀的内部简图 参考文献： 1张利平. 液压控制系统及设计M. 北京：化学工业出版社， 2006. 2杨培元. 液压系统设计简明手册M. 北京：机械工业出版社， 1999. （上接第 74 页）核电厂的应用越来越广泛。某 核电厂根据系统的特点灵活应用氦气检漏的具 体方法，有效解决了现场多种设备存在的泄漏 缺陷。实践表明氦气检漏技术在核电厂的生产 运行中起着至关重要的作用。 参考文献：