旋转平台液压系统的设计与仿真研究

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　　1.旋转平台顺、逆时针往复运动高速开关阀控系统的构成

　　高速开关阀控系统由高速开关阀做为先导阀控制液动换向阀，并与液压马达组合构成一个位置控制系统。高速开关阀采用 PWM 工作方式，通过微处理器（计算机）发出 PWM 信号,由脉冲宽度放大器调节PWM 信号的占空比控制通过高速开关阀的流量，就可以控制液动换向阀的压力，进而控制通过液动换向阀的流量以调节进出马达的流量，从而实现对旋转平台位置的控制。

　　根据系统的工作循环、执行机构的运动方式（移动、转动或摆动）以及完成的工作范围。执行元件的运动速度、调速范围、工作行程、载荷性质和变化范围。各部件的动作顺序和互锁要求以及各部件的工作环境，进行分析，确定负载图和速度图，编制液压系统原理图。综合考虑设备的功能要求，工作环境以及使用维修现状等因素，选定液压马达、高速开关阀、液动换向阀及其它液压元件。采用位置编码器检测旋转平台的位置信号，和高速开关阀构成位置闭环控制。通过液动换向阀的开度，控制进入液压马达的流量和压力，从而对旋转平台的位移、速度等进行控制。根据控制要求构建高速开关阀控系统框图。如图 1：

　　2.旋转平台液压系统的构成

　　图 2 是旋转平台高速开关阀控马达液压系统原理图。从图中可知，当单片机发出指令经放大器后，给高速开关阀 1 通电处于 PWM 控制状态，系统压力油通过高速开关阀进入液动换向阀左端；高速开关阀 2 不通电，液动换向阀右端不通系统压力油。压力油经高压管路滤油器 5 到达液动换向阀，压力油通过比例阀 A 口进入液压马达，使液压马达带动旋转平台顺时针旋转；反之，当高速开关阀 2 通电处于 PWM 控制状态，系统压力油通过高速开关阀进入液动换向阀右端；高速开关阀 1 不通电，液动换向阀左端不通系统压力油，压力油通过比例阀 B 口进入液压马达，使液压马达带动旋转平台逆时针旋转。为了防止旋转平台由于机械卡死而造成液压系统的损坏及发生其他事故，在液压马达前面设置了两个溢流阀 2，设定压力 11MPa，起过载保护作用。由于旋转平台的惯性较大，当旋转平台到位后，为防止它的晃动，减速机带有一个液压制动装置，由电磁换向阀 3 来控制进入液压制动装置的液压油的通断，3DT 得电时，液压油通，摩擦片松开，减速机可转动；3DT 失电时，液压油断，摩擦片抱紧花键轴，减速机不可转动。通过减压阀 4 来设定进入液压制动装置的油压，设定压力 2MPa。高压管路滤油器 5 设置的目的是保证进入比例阀的压力油的清洁度，防止因油液的不清洁而影响比例阀的工作性能，确保比例阀正常工作。设置的过滤精度为 10μm。为了防止滤芯堵塞时压差过大而致滤芯损坏，装有一个压差报警开关。