当前位置: 油缸体 >> 油缸体发展 >> 几种液压缸同步回路的设计
本文从纯液压的角度来阐述几种实用的多缸同步动作回路。
1、用阀控同步的回路
1.1同步分流阀回路
1.1.1用分流阀同步的回路
如图(1)所示,这种回路采用分流阀实现了两液压缸同步的功能。当A换向阀和C换向阀同时切换到左位后,压力油被D分流阀等量分成两股油液,之后分别流向两液压缸无杆腔,从而使两活塞同步上升。
当A换向阀和C换向阀同时切换到右位后,压力油被D分流阀等量分成两股油液,之后分别流向两液压缸有杆腔,从而使两活塞同步下降。
在这种回路中,B背压阀不仅可以有效防止活塞上升过程中背压较大引发的功率流失问题,而且还能够避免活塞在下降过程中因自重而导致的下滑过快问题。
但需要说明的是,这种分流阀尽管体积较小、结构简单、重量较轻,且负载的变化也不会对同步精度产生较大影响,但其损失的压力相对较大,因而系统效率不高。
1.1.2用分流阀同步的回路
A、B、C-分流集流阀D-平衡阀
如图(2)所示,这种回路采用了A、B、C三个分流集流阀实现了四液压缸同步的功能。当换向阀切换到右位之后,压力油被A分流集流阀等量分成两股油液,之后分别流向B、C分流集流阀,其后再经B、C分流集流阀分成等量的四股油液,流向油缸无杆腔,从而实现四个活塞同步上升的功能。
反之,当换向阀切换到左位之后,四个活塞可以同步实现下降的功能.在这种回路当中,平衡阀主要是为了形成背压,从而防止油缸在遇到负负载时出现失衡失速的现象。
这种回路采用了同等规格的等量分流集流阀,从而实现了三缸或者四缸的双向同步。但需要说明的是,实现这-功能的前提是液压缸需要为双出轴形式,以便和油腔进出的油量匹配。
1.2用调速阀同步的回路
1.2.1常规调速阀同步回路
这种回路采用两个调速阀实现了液压缸单向同步的功能,其原理为:当分别对两缸回油路上的调速阀进行调节时,可以使两缸活塞的移动速度达到同步,且能够实现多缸同步的效果。但是这种回路下,液压缸的同步精度会受到调速阀的性能和油温所影响,再加上很难将多个调速阀同时调节到相同的流量,因此误差相对较大。
这种回路采用了两个调速阀,可以实现两个液压缸双向同步的功能。活塞在下移过程中,可以为回油路调速,当活塞在上移过程中,则可以进油路调速。但这种回路的同步精度受到油温变化的影响也较大。
1.2.2比例调速阀同步回路
这种回路采用放大的偏差信号来对比例调速阀进行控制,从而实现右缸跟随左缸同步运动的功能。其中,比例调速阀对油液的流动方向有一定的要求,故采用单向阀桥式整流。
需要说明的是,这种回路和伺服阀比起来,尽管同步精度较低,但其成本则有着明显的优势,且精度也可以满足大部分实践的要求。
2、液压缸串联实现同步的回路
这种回路采用了多个油腔有效作用面积相等的双出杆液压缸,可以实现双向同步的功能。该回路的结构相对简单,无需同步元件,且同步精度受两个液压缸的制造精度与密封性能所影响。
但需要注意的是,因为油缸的内漏现象无法避免,因此,在往复运动的过程中,两缸的位置误差将会不可避免的出现,从而产生同步失调,故通常会加装补放油系统。
A、B-换向阀C-液控单向阀D、E-油缸XA、XB-行程开关
这种回路属于带补偿措施的串联液压缸同步回路。当两缸活塞同步下移时,如果D油缸首先到达终点,则触发XB行程开关,两位三通阀B换向,打开C液控单向阀,使E油缸下腔多余油液排回油箱。如果E油缸首先到达终点,则触发XA行程开关,两位三通阀A换向,泵源压力油直接供入D油缸上腔,使D油缸活塞下移至终点。
3、用同步马达实现同步的回路
这种回路采用了结构和排量相同的液压马达作为等流量分流装置的同步回路.其同步精度相对节流控制回路较高,但费用也普遍较高。本回路中,D流量阀的作用至关重要,当负载较大,且油缸下行时,最好加装平衡阀,以免产生失重现象,导致同步不及时。另外,B、C单向阀的主要作用是为了用最快的速度从油缸当中吸入油液,以便对慢的油缸进行补充。
4、采用数字油缸实现同步运动
数字油缸和普通液压缸的外形区别不大,其将传感器、伺服阀、闭环自动调节功能组合设计到油缸内部,几乎可以实现现有液压技术的全部功能,且可以和计算机、PLC、数字控制器等的数字脉冲信号直接进行通信,并确保工作的可靠性。数字油缸是当前比较新型的高精度油缸,其只需要和液压油源进行接通,无需其他液压阀件进行连接就可以以较高的精度实现油缸同步的功能。
综上所述,实现液压缸同步动作的方式有很多,需要结合具体的工程实践来选择性价比最高的方法。
注:本文由机哥整理自《数字化用户》年第38期,作者王华。转载请注明液压机世界整理。