液压同步回路及同步控制系统实现的方法

　　1 概述

　　同步系统是实现多个执行器以相同位移、相同力或相等速度运动的回路。大型设备因负载力很大或布局的关系，需设多个液压执行器同时驱动一个执行机构，例如液压机中的上液压缸、压桩机中的机身升降液压缸、装载机中动臂缸和铲斗缸、铲运机机中斗门液压缸和铲斗升降缸、推土机中铲刀升降缸和松土器升降缸、挖掘机中动臂缸、开斗缸和斗杆缸、摊铺机中熨平板升降缸和料斗液压缸等。

　　同步运动包括力同步、速度同步和位置同步三类。力同步指输出给各执行器的力相同；速度同步指各执行器的运动速度相同；位置同步则需保证各执行器在运动中和停止时位置处处相等。实际机构中的执行器多数为液压缸，本文主要以液压缸为执行器分析液压系统中实现同步的常用方法。

　　2 液压同步系统的传动方案

　　2．1 机械刚性同步系统

　　使多个执行器的运动部件之间用机械零件刚性连接起来，实现位移的同步，如图1a所示。该回路简单，不需设置其他元件，但同步精度、运动的平稳性均较差，一般适用于各执行器负载相差不大，对同步精度要求不高的场合。

　　图1 同步回路

　　2．2 液压同步系统

　　随着对液压传动系统高效率、低噪声、无震动、高精度、低故障等的要求，对同步的要求也越来越高，因此需用液压的方法来保证同步的要求。按构成回路的控制元件的不同，液压同步回路主要有流量控制和体积控制两大类，按控制方式的不同，液压同步控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。

　　2．2．1 开关式(开环)同步控制系统

　　1)流量控制阀实现同步回路

　　(1)节流阀的同步回路如图1b所示，选用相同型号的节流阀，可以达到基本同步，加上桥式整流回路可实现双向同步。该系统简单，成本低，若同步精度要求高可采用带温度补偿的调速阀或在系统中设稳流阀等。

　　(2)分流集流阀的同步回路 用分流集流阀可使两负载不同的液压缸同步，如图1c所示，因压降Δp与流量Q成平方下降，当流量Q过小时分流精度将显著下降，故该系统流量范围较窄，不适用于低压。

　　2)体积控制实现同步回路

　　体积控制实现的同步精度比流量控制阀实现的同步精度高。

　　(1)串联缸的同步回路 对单伸杆串联缸要求一个缸的有杆腔有效面积等于另一个缸的无杆腔有效作用面积，对双伸杆如图2a所示可实现双向同步。

　　图2 体积控制l司步回路

　　(2)同步缸的同步回路 如图2b所示的同步缸起着配流的作用，在其2个活塞上设有双作用单向阀，可在行程端点消除两液压缸的同步误差。