两缸精确同步且自动消除误差的油路设计

　　1　实现两缸同步的常见液压油路

　　两缸需要完全同步的使用场合,在液压设备的液压系统中使用非常普遍,实现同步的方法也有很多、同步的前提条件是液压缸间的作用面积要一致,但同步的精度因液压油路的设计、同步元件的选用、液压缸的制造精度等多方面的影响各有差异,实际应用中常见的液压油路主要有:

　　(1)用分流集流阀控制进入两缸的流量实现同步,如图1所示,这种方法的同步精度取决于分流集流阀的精度,要进一步地提高其同步精度可以选用伺服分流阀(注:伺服分流阀由分流阀和伺服马达组成)来替代普通的分流阀FL1。当两缸长时间运行后,累计误差不能有效的消除,而且要求两缸的摩擦阻力(即启动压力)基本一致。

　　(2)用同步马达控制进入两缸的流量实现同步,如图2所示,这种方法的同步精度取决于同步马达的精度,由于同步马达本身有泄漏导致该油路的实际同步精度不高,目前质量较好的铝合金材质的同步马达其同步精度可达1. 5%。图2a中节流阀JL1的作用是在两缸运动过程中相互补偿两缸中阻力不一致而设立的,以确保两缸的运动速度一致。图2b可以分别调节两分流马达的压力,而单向阀DX1、DX2、DX3是为了从较快运动的液压缸中吸入液压油补充到运动较慢的液压缸中,平衡阀PH1可以防止液压缸下行过程中因失重造成两缸的不同步。

　　(3)用同步分配器控制进入两缸的流量实现同步,如图3所示,采用这种方法理论上是不存在同步误差的,但因液压缸和同步分配器不能做到长时间运行后没有泄漏,因此在油路中依然要增加电磁球阀FX2、FX3以弥补。该油路的同步精度不受系统压力、流量、温度和载荷等各种因素的影响,可以实现液压缸YG1、YG2的完全同步,其同步精度是调速阀、分流集流阀和同步马达无法比拟的。当然,采用此油路有两点需要注意的:①如果液压缸YG1、YG2有较大的内泄漏,则不能采用;②如果液压缸YG1、YG2的行程或缸径比较大,在空间和重量受限的场合则不宜采用;③选用的补油阀FX2、FX3必须是锥阀或球阀结构的无泄漏阀;④液压缸YG1、YG2与同步分配器FP1间的封闭容腔内的气体必须彻底排净。

　　在液压缸YG1、YG2的行程端点各安装一个行程开关,当某个缸已经到达行程的终点,而另一条缸却没有到达时,则由系统触发使电磁球阀FX2或FX3通电,压力油直接进入该液压缸,迫使其到达行程的终点。

　　(4)用比例流量阀(或伺服阀)控制进入两缸的流量实现同步,如图4所示,在液压缸YG1、YG2上加装位移传感器,可以获得非常高的同步精度,可以保证液压缸YG1、YG2在全行程范围内均实现同步。由于使用了比例阀(或伺服阀)要求液压系统中的油液保持很高的清洁度,系统中的比例阀(或伺服阀)、位移传感器和电子比例放大器(或电子伺服放大器)对于液压设备后期的维护和维修要求具有较高技术水平的管理人员,时,极大地增加了该液压设备的制造成本,因此仅适合于高精度设备的应用场合。