比例阀控液压缸的制动分析

　　1．比例阀控液压缸系统的概述

　　比例阀控液压缸系统是比例控制技术的一个重要组成部分，在宝钢生产线上有着广泛的应用，图1所示是一个典型比例阀控液压缸系统的框图。

　　图1 比例阀控液压缸系统

　　在系统中主要由电气放大板、比例阀和液压缸所组成，电气放大板上采用时间斜坡函数，控制缸终端距离。所以本文仅讨论制动距离与时间有关的系统。

　　2．液压缸的制动距离与行程分析

　　2 1 液压缸的制动距离

　　在比例阀控液压缸系统中，液压缸以速度Vo运动，当液压缸运动到终端开关E位置时，延设定的时间斜坡函数速度从Vo切换至0，由此得到制动距离ESo (见图2)

　　图2 从Vo切换至0制动距离ESo

　　如果为适应生产工艺的要求而把油缸速度增大到V2或减小到V1，则在设定的斜坡函数时，从图2中知制动距离就发生了变化。

　　在图中，E为终端开关位置， Sn为液压缸在速度变化下运动的相对制动终端位置，ESn 为液压缸相对应的制动距离。其中，ΔS2=S2一So和△Sl=So-S1，分别是液压缸以速度V2和V1相对与液压缸以设定的Vo速度时行程的差值，也即制动距离的差值。

　　由此得出：在比例阀控液压缸系统中，在斜坡函数设定的情况下，随着油缸运动速度的变化，则制动距离随之变化。

　　3．影响液压缸制动的因素

　　3．1 固有因素

　　1)比例阀的阶跃响应时间。

　　对比例阀为阶跃电信号时，阀芯从一个位置运动到另一个位置，就有比例阀的阶跃响应时间。比例阀通径越大，其转换时间越长。比例阀的这个阶跃响应时间将使制动距离增大。

　　2)电讯号死区时间。

　　从终端位置开关发出讯号到放大板设定值输人为止，有一个处理过程，约几十毫秒级的死区时间。这个死区时间将使液压缸的制动距离增大。

　　3)比例阀控制阀口压差△P的变化。

　　在负载一定的液压系统中，主要油温的变化，油温愈高，阀口压差△P愈大，则油缸运动速度也大，制动距离就大。

　　3．2 可调整因素

　　1)斜坡时间

　　以图3来说明斜坡时间函数对制动距离的影响。

　　图3 斜坡函数对制动的影响

　　通过分别调整斜坡函数电位器，获得两个斜坡时间Δtl=t1-to和Δt2=t2一to，其制动距离的差值为三角形△Etlt2的面积。

　　为了覆盖比例阀本身转换时间(阶跃响应时间)，斜坡时间不能太短，为充分利用比例阀斜坡时间这个优点，必须遵循如下原则：