小负载双缸液压同步系统的设计与实现

　　0前言

　　小负载双缸液压同步系统是一教学演示系统，其结构如图1所示。它由工作台1、底座2、导轨3、双级缸4和安装槽5组成。该机构主要实现工作台在较短时间内平稳的开启和关闭。

　　系统主要特点如下：

　　(1)工作台较轻(M=50kg)，采用滚动导轨支撑，系统工作时承受的载荷力较小，系统工作压力较小(p<2.5MPa)。

　　(2)两个两级缸中心线相距1800mm，行程900mm，系统要求工作台在20s内开启到位，停在任一位置的同步误差低于1.5%。

　　1系统工作原理

　　1.1主要参数

　　(1)液压泵站。

　　液压泵站由电动机，液压泵，滤油器，油箱，油面指示器等组成;电动机功率：0.75kW;低压齿轮泵提供压力油0～3.7MPa，流量6L/min。

　　(2)两级伸缩套筒式液压缸。

　　由于液压缸安装空间较小，行程相对较长(L=900mm)，采用两级伸缩套筒式液压缸作为水平运动的执行机构，可以有效节约安装空间。该液压缸由缸体、外筒、内筒、螺母、活塞、活塞杆、导向套、耳环及密封件等组成，如图2所示。

　　由于系统工作时承受的载荷力较小，所以设计的液压缸的各项参数也较小，液压缸的工作压力p=2MPa，一级缸径和杆径分别为φ55mm、φ45mm，二级缸径和杆径分别为φ26mm、φ16mm;液压缸总行程900mm，一级行程444mm，二级行程456mm，安装距623mm。

　　1.2工作原理

　　液压系统主要由液压泵、电动机、单向节流阀、溢流阀、背压阀、两位三通电磁换向阀、三位四通电磁换向阀、两级缸、同步马达和油管等组成。液压系统工作原理如图3所示。

　　当需要工作台开启时，电磁阀通电1DT(+)2DT(-)3DT(+)，液压油经液压泵、单向节流阀5、电磁换向阀17右腔、经同步马达分流后分别进入两个两级液压缸的无杆腔，液压缸的两级活塞在油液作用依次伸出，两个液压缸的活塞同步动作将工作台水平推出。

　　两级缸有杆腔油液经电磁阀17右腔、背压阀18流回油箱。端盖关闭过程略。其中，压力表8用于监控系统工作压力;两位三通电磁换向阀6实现紧急停止功能，一旦系统发生故障，可以保证油液直接流回油箱;由于液压系统工作时载荷力较小，背压阀18提供一定的背压，保证系统工作的稳定性;三位四通电磁换向阀17采用O型阀，液压缸可以在工作过程中随时停止。

　　2液压同步系统设计

　　2.1同步措施

　　在工作台水平运动过程中，系统载荷力较小，工作压力较低，液压缸行程较长，双级缸换级时压力变化较大，针对以上特点，必须采取同步措施，如果利用比例阀(伺服阀)同步控制，能够较好实现同步效果，但大大增加设备成本。针对系统特点，对以下三种经济成本较低，同步精度较高的同步方式进行了分析和比较。