一种猴王舞台液压系统的改进

　　引 言

　　随着液压技术在多领域中应用日益扩大，负载能力增加或因为布局的关系需要多个执行元件同时驱动一个工作部件，因此，同步控制就显得越来越重要了。猴王舞台是一个升降平台，要求平稳、无冲击，不但要求支撑舞台的四支液压缸同步，而且要求多个舞台同步。由于表演的需要，多个升降平台在一条线上依次放置，为避免相互摩擦碰撞，要求同步精度控制在±1 % ~±0.5 % 。由于加工精度、安装质量、负载差异、元件泄漏等因素，将造成多执行机构的同步误差，如果不能有效控制误差及时消除积累误差，系统将不能正常工作。

　　受某企业委托，现制造了几套猴王舞台液压控制系统，但在调试中出现不能同步，不能保压和晃动现象，经过连续两个月的调试，还不能满足动作要求，严重影响了工程进度，并造成了相当的经济损失。该企业将同步、保压、平稳、优化作为研究课题与笔者合作进行研究，在了解工况和研究具体设备结构过程中发现除安装、调试等因素外，造成不同步，不保压的主要原因是液压回路不够完善;造成晃动的主要原因是液压执行器行程较长，舞台连接部位为柔性及饶度因素影响，液压执行器达到较长行程时，当同步误差达到一定值，舞台碰到导轨轮(考虑安全因素而设置，正常情况下舞台不应接触到导轨轮)，而导致晃动或摇摆。

　　1 舞台工作原理与分析

　　猴王舞台是由4只同规格液压缸支撑的平台，利用同步缸实现4只执行液压缸同步升降(下降可由平台自重实现)。系统实时采集执行液压缸位移并进行闭环控制。考虑安全问题，系统需具有应急上升、下降和防爆裂功能。

　　图1是原猴王舞台液压系统控制原理。

　　电机启动后YV1得电，设置安全阀压力和系统工作压力。当YV1、YV7、YV8、YV9、YV10得电可进行排气补液操作并使同步缸复位;当YV1/YV11b得电同步缸伸出;当YV1/YV11a得电同步缸缩回;如果液压泵电机组或比例控制块失效，可通过YV4、YV6得电使舞台下降;当蓄能器充满油时，YV3得电可使舞台上升。

　　单纯从回路上看，该原理图还是较合理的，没有什么明显的问题，经过对舞台多次动作，和比例伺服阀的样本查阅，发现系统不能保压是因为在闭环控制中，比例伺服阀的B腔一直有压力存在，虽然压力较低，但打开液控单向阀是没有问题的(也就是说，液控单向阀一直处于浮动状态或称之为打开状态)，而且由于管路安装不可能完全一致，也有可能导致所有液控单向阀不能同时打开。

　　在此回路中如果想消除误差积累，只有液压执行器全部升出到顶或全部缩回到底时让(YV1)YV7、YV8、YV9、YV10 得电,但是对于总行程近 5 m 的液压缸，误差肯定是有的。另外由于配置功率相对较大，必须设置减震，同样在选型时也加大安全阀和过滤器的规格。在本回路中无论舞台升降都必须启动液压泵(提供压力油)，会造成较大温升，所以回路中有必要设置冷却器，无形中又加大了空间占用量和制造成本。另外，应急装置纯粹为应急而设置，夸张一点说，就是一套单独的供油回路，一般情况下不会使用，用户使用中需定期效验和检查，否则到应急时可能应不了急。