[發(fā)明專利]液壓強(qiáng)制同步機(jī)構(gòu)及同步方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010182868.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN111206879A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李炯;王瑜;王志喬;張凱;錢永行;張偉;劉寶林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): E21B7/24
• 分類號(hào): E21B7/24;F15B11/22
• 代理公司: 北京力量專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 姚遠(yuǎn)方

1.一種液壓強(qiáng)制同步機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括兩組偏心塊，兩組偏心塊的軸線相互平行、轉(zhuǎn)向相反且相位差為180°，兩組偏心塊的兩端通過(guò)四個(gè)相同的液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)；位于兩偏心塊同一端的兩個(gè)液壓馬達(dá)相互靠近的液壓油通孔通過(guò)傳輸油路分別連接一個(gè)三通接頭兩個(gè)同軸的接口；位于同一偏心塊兩端的兩個(gè)液壓馬達(dá)剩余的液壓油通孔通過(guò)級(jí)聯(lián)油路導(dǎo)通，兩所述級(jí)聯(lián)油路之間接入液壓平衡油路；液壓油通過(guò)一個(gè)三通接頭同步注入位于兩偏心塊同一端的兩個(gè)液壓馬達(dá)，然后從所述兩個(gè)液壓馬達(dá)輸入至兩偏心塊另外一側(cè)的兩個(gè)液壓馬達(dá)內(nèi)，通過(guò)液壓平衡油路平衡兩級(jí)聯(lián)油路內(nèi)的壓力，然后從另外一個(gè)三通接頭排出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓強(qiáng)制同步機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述偏心塊兩端均通過(guò)軸承座懸掛安裝，所述液壓馬達(dá)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與偏心塊傳動(dòng)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓強(qiáng)制同步機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括振動(dòng)箱，兩所述偏心塊貫穿設(shè)置于振動(dòng)箱內(nèi)，所述軸承座固定安裝在振動(dòng)箱上。

4.一種液壓強(qiáng)制同步方法，其特征在于，液壓強(qiáng)制同步機(jī)構(gòu)包括液壓馬達(dá)M11、液壓馬達(dá)M12和偏心塊1組成的第一部分和由液壓馬達(dá)M21、液壓馬達(dá)M22和偏心塊2組成第二部分，各馬達(dá)的動(dòng)態(tài)方程可表示為式(1)，其中i,j＝1,2：

對(duì)于液壓強(qiáng)制同步機(jī)構(gòu)的四個(gè)液壓馬達(dá)，經(jīng)過(guò)剛性轉(zhuǎn)軸連接之后的兩部分結(jié)構(gòu)分別滿足式(2)，i,j，k＝1,2：

根據(jù)式(1)和式(2)可得到式(3)：

而式(3)中的馬達(dá)轉(zhuǎn)軸粘性阻尼系數(shù)B_mij數(shù)值很小因此計(jì)算過(guò)程中可將上式化簡(jiǎn)，并求得系統(tǒng)負(fù)反饋傳遞函數(shù)為式(4)：

同步過(guò)程反映的是第一部分和第二部分的相位和轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，而兩部分結(jié)構(gòu)的相位和轉(zhuǎn)速的差異可通過(guò)式(5)提現(xiàn)：

通過(guò)所述公式推導(dǎo)計(jì)算得出，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J、油路中液壓油的粘性阻尼系數(shù)B_m及流量Q的參數(shù)實(shí)現(xiàn)液壓強(qiáng)制同步；

其中，M_ij為馬達(dá)編號(hào)(i,j＝1,2)，Q為流量，D_mij為馬達(dá)的弧度體積排量，θ_mij為相位，V_tij為馬達(dá)的總?cè)莘e，P為油路壓力，B_m為粘性阻尼系數(shù)，βe為液體的體積彈性模量，ω_h為系統(tǒng)的固有頻率，ζ_h為相對(duì)阻尼系數(shù)，J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。