[實(shí)用新型]直驅(qū)式伺服泵控電液混合驅(qū)動(dòng)的液壓缸控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320351278.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN203362711U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張黨龍;余繼軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京埃爾法電液技術(shù)有限公司;南京埃斯頓自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類號(hào): F15B21/08
• 分類號(hào): F15B21/08;F15B11/024
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及電液伺服系統(tǒng)，為一種直驅(qū)式伺服泵控電液混合驅(qū)動(dòng)的液壓缸控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前的電液伺服系統(tǒng)工作時(shí)，必須通過一系列各種功能的閥，特別是需要比例閥、伺服閥等來控制工作液體的壓力、流速、流向，從而使各液壓缸按照工藝要求完成應(yīng)有的動(dòng)作。同時(shí)，不可避免存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗大、發(fā)熱量嚴(yán)重、噪音高、振動(dòng)大、油液過濾精度要求高、節(jié)流損失大等缺陷。

泵控液壓控制系統(tǒng)，將原來的控制方式由閥控革命性的變革為泵控，將原來的節(jié)流調(diào)速原理，能量損耗大，系統(tǒng)易發(fā)熱，效率低等缺點(diǎn)拋棄，充分利用容積調(diào)速，節(jié)能環(huán)保，同步精度高，響應(yīng)快。由于雙作用液壓缸面積比較大（可達(dá)12：1），上下腔排油和進(jìn)油流量相差很大，而泵因?yàn)槠淙莘e控制，從而決定了吸油量和排油量是相等的，因此而產(chǎn)生的流量不對(duì)稱性成為泵控系統(tǒng)亟待解決的控制問題。

目前國(guó)內(nèi)各高校分別在船舶及節(jié)能電梯等應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行泵控系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究。目前的泵控方案采用單個(gè)或兩個(gè)液控單向閥或者采用雙泵控制解決泵控非對(duì)稱缸的流量不平衡問題。其中液控單向閥控制實(shí)現(xiàn)方式是將液壓缸流量不平衡的一腔直接與油箱連接，通過系統(tǒng)壓力自動(dòng)控制其從油箱補(bǔ)油或向油箱排油。對(duì)于向油箱排油側(cè)，一方面，油液的快速無負(fù)載流動(dòng)產(chǎn)生了額外的壓力損失和發(fā)熱；另一方面，油箱因?yàn)橐銐蛉菁{油缸快速運(yùn)行時(shí)所需的油液量，因而油箱體積難以減小，無法體現(xiàn)出泵控的節(jié)能優(yōu)勢(shì)即減少油液介質(zhì)的用量和消耗量。此外，液控方式增加了系統(tǒng)控制的復(fù)雜度。

而雙泵控制方案，僅解決了補(bǔ)油問題和液控壓力提供，帶來的問題是系統(tǒng)體積更大，功率更大，能源效率降低，性價(jià)比不高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的問題是：泵控液壓控制系統(tǒng)在理論上具有節(jié)能環(huán)保，同步精度高，響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于泵控液壓控制系統(tǒng)的流量不對(duì)稱性問題沒有合適的解決辦法，系統(tǒng)控制復(fù)雜、能源效率低、性價(jià)比不高。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：直驅(qū)式伺服泵控電液混合驅(qū)動(dòng)的液壓缸控制系統(tǒng)，包括伺服電機(jī)、雙向泵、差動(dòng)卸荷閥、第一單向閥、第二單向閥、油箱、液壓缸和伺服驅(qū)動(dòng)器，液壓缸的活塞桿腔環(huán)形截面積和活塞截面積之比不為1，伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的輸出連接雙向泵，雙向泵分兩路油路，第一油路連接至液壓缸的無桿腔，第二油路連接至液壓缸的有桿腔，所述兩路油路分別分出一支路經(jīng)安全閥連接至油箱，第二油路經(jīng)第一單向閥、差動(dòng)卸荷閥單向連接至第一油路，油箱連接差動(dòng)卸荷閥的油口B，油箱還通過第二單向閥單向連接至第二油路。

進(jìn)一步的，所述兩路油路上分別設(shè)有壓力傳感器。

進(jìn)一步的，液壓缸的活塞桿對(duì)應(yīng)設(shè)有位移傳感器。

本實(shí)用新型由伺服驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)雙向泵產(chǎn)生液壓能，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸的壓力、流量、方向的復(fù)合控制，雙向泵的兩路油路分別連接液壓缸的有桿腔和無桿腔，油箱用于有桿腔和無桿腔流量不平衡時(shí)的補(bǔ)油和泄油，由伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)向控制液壓缸的活塞桿運(yùn)動(dòng)方向：伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)雙向泵將液壓缸有桿腔的油及油箱的油液吸出，由第二油路流向第一油路，最終流入無桿腔，使活塞桿伸出；伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)雙向泵將液壓缸無桿腔的油的吸出，油液由第一油路流向第二油路，最終流入有桿腔和油箱，使活塞桿退回。

本實(shí)用新型可以有效減少系統(tǒng)的循環(huán)用油液量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單器件少，能夠縮短油液流通的路線，從而減少油液流動(dòng)產(chǎn)生的壓力損失，使得整個(gè)系統(tǒng)更緊湊和易實(shí)現(xiàn)一體化并有效減少發(fā)熱；使液壓缸快速伸出時(shí)補(bǔ)油更及時(shí)，響應(yīng)更快，有效避免泵的吸空和液壓缸的氣蝕問題，延長(zhǎng)元件壽命，提高泵的響應(yīng)速度。此外，采用雙向泵的容積控制極大地減少了因比例閥或伺服閥的節(jié)流控制壓差流量特性帶來的壓力損失和發(fā)熱。

本實(shí)用新型通過差動(dòng)卸荷閥，一方面在液壓缸活塞桿伸出時(shí)，可以形成差動(dòng)回路，提高液壓缸速度和響應(yīng)；另一方面，在液壓缸活塞桿縮回時(shí)，液壓缸兩腔進(jìn)油和排油量的差異引起的流量不平衡，多余的油液將通過差動(dòng)卸荷閥卸荷到油箱。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過一個(gè)具體實(shí)施例來說明本實(shí)用新型的實(shí)施。