小负载双缸液压同步系统的设计与实现.pdf

液 压 气动 与 密 封 ／ 2 0l 1年 第 9期 小负载双缸液压同步系统的设计与实现 韩靖 宇 邓 1 ． 西安市第二炮兵工程学院 ． 陕西西安 飙 何 润生 7 1 0 0 2 5 ； 2 ．西安交通大学， 陕西西安7 1 0 0 2 5 摘 要 介 绍了一种针对小负载的双缸液压 同步系统 。 根据安装空间较小 ， 行程长的特点 ， 采用 两级伸缩套简式液压缸作为执行机构 通过对几种成本 较低 ， 同步精度较 高的同步方式进行 比较 ， 采用同步马达作 为同步措施 ； 针对同步马达回路产生的累积误差 ， 设 汁液压 回路进行消除。该系统经过安装试验 ， 工作稳定 ， 同步精度较高 ， 满足系统工作要求 。 关键词 小负载 ； 双缸同步 ； 同步马达 ； 累积误差 中图分类号 T P 3 1 ， T P 3 1 9 ， T H1 3 7 ． 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 9 0 0 2 8 0 3 De s i g n a nd I mp l e me n t a t i o n o f Do u b l e Cy l i n d e r Hy d r a ul i c S y n c h r o n i z a t i o n S y s t e m f o r Li g ht Lo a d i n g HAN J i n g - y u DE NG B i a o 。HE Ru n s h e n g 1 ．S e c o n d A r t i l l e r y E n g i n e e r i n g C o l l e g e ，S h a a n x i X i ’ a n 7 1 0 0 2 5 ， C h i n a ； 2 ． X i ’ a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y ，S h a a n x i X i ’ a n 7 1 0 0 2 5 ， C h i n a Ab s t r a c t A d o u b l e C y l i n d e r h y d r a u l i c s y n c h r o n i z a t i o n s y s t e m f o r l i g h t l o a d s i s i n t r o d u c e d ． Ac c o r d i n g t o s ma l l i n s t a l l i n g s p a c e a n d l o n g t r a v e l r o u t e ， t h e s y s t e m t a k e t w o s t a g e t e l e s c o p i c h y d r a u l i c c y l i n d e r a s t h e e x e c u t i n g a g e n c y ． S y n c h r o n o u s mo t o r c o mp a r i n g wi t h s e v e r a l s y n c h r o n o u s me a s u r e s wh i c h i s l o w c o s t a n d h i g h p r e c i s i o n i s t o o k ． T h e h y d r a u l i c c i r c u i t i s d e s i g n e d t o e l i mi n a t e t h e c u mu l a t i v e e r r o r w h i c h e o me f r o m s y n c h r o n o u s mo t o r c i r c u i t ． T h e s y s t e m wh i c h h a s b e e n i n s t a l l e d a n d t e s t e d c a n me e t t h e r e q u i r e me n t s o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m ． Ke y W o r d s l i g h t l o a d； d o u b l e c y l i n d e r s y n c h r o n i z i n g； s y n c mo t o r ； p r o g r e s s i v e e r r o r U 日 IJ舌 小负载双缸液压 同步系统是一教学演示 系统 ， 其 结构如图 l 所示 。 它由工作台 l 、 底座 2 、 导轨 3 、 双级缸 4和安装槽 5组成。 该机构主要实现工作台在较短时间 内平稳 的开启和关闭。 1 一工 作 台2 一底 压3 一 导 轨4 一两级 缸5 一安 装槽 图1 工作 台开启系统 系统 主要 特点如 下 1 工作台较轻 M 5 0 k g ， 采用滚动导轨支撑 ， 系 统工作时承受 的载荷力较小 ，系统工作压力较小 p 5 0 0 m m 的同步缸价格较高 ； 基于成 本考虑 ． 本系统选用同步马达作为同步措施 。在两个两 级缸进油路上 串联同步马达 ．该方式能够 以较低造价 满足系统同步精度的要求。 2 ． 2 累计误 差 的消 除 虽然 同步马达的同步精度较高 ．但实际中不可能 造 出尺寸、 精度尤其是排量完全相同的马达 ， 两个液压 缸不能同时开启到位或关闭到位 ， 由此产生累计误差 ， 累积误差将造成不 同步现象加剧 ，必须设法修正或消 除。一方面 ， 提高各液压执行件的加工和装配精度 ， 改 善密封质量 。 合理布置管道 ． 选用高清洁 、 含气少 的的 液压油 另一方面通过设计液压 回路 的方式消除累计 误差 ． 如 图 7所 示 。 ] l 1 、 1 4、 1 5 一 溢 沉 嘲 l 2、 1 3 一 单 向 I谯 I 1 6 -同 步 马达 图 7累积误差 消除 回路 同步马达两侧设有溢流阀 1 4、 1 5 ， 可消除液压缸平 推到位时的误差 ； 如果液压缸 9先平推到位 ， 此时液压 缸 1 0继续伸出 ． 同步马达 l 6继续工作 ， 而两马达 同一 刚性轴连接 。对液压缸 9继续供油将造成同步马达的 左侧回路压力急剧升高 ， 通过溢流阀 l 4可以平衡 同步 马达两 侧管路 压 力 ， 实 现两 液压 缸准 确到位 。 补油 阀即单 向阀 l 2 、 l 3消除液压缸 回拉到位时 的 误差。如果液压缸 9先关闭到位 ， 此时液压缸 l 0继续 关 闭 ． 同步马达 1 6继续工作 ， 而两 马达 同一 刚性轴联 接 ， 同步马达左侧管路 出现真空 ， 油液经单 向阀 l 2补 充进 同步马达的左侧管路 ， 溢流阀 1 1工作 ， 降低进油 管路的压力 ，共 同作用消除液压缸下次工作时的初始 误差 。 3 试验 小负载双缸液压同步系统经过安装运行 ，系统工 作稳定 工作台在 1 8 s内开启到位 ， 在 9 0 0 m m行程 内停 在任一位置的同步误差低于 1 ． 5 ％， 满足工作要求 ； 缸同 步马达在工作过程 中存在一定噪声 ，在系统工作要求 范围内， 不影响正常使用 。 试验过程 中， 系统运行时曾出现尖锐的噪声 ， 调低 系统压力 p 5 0 0 m m 。 2 同步马达控制的同步回路 中产生 的累计误差 ， 可以通过提高装配精度和设计液压回路来消除。 3 在安装空间较 小 ， 而工作行程较 长时 ， 采用 多 级伸缩套筒式液压缸可以有效节省安装空间。 4 如果系统流量过大 ， 多级伸缩套筒式液压缸容 易产生振动和噪声 ，必须要合理设计套筒和导向套上 的油孔大小 ． 保证系统工作稳定。 参 考 文 献 [ 1 J 姜佩东． 液压与气动技术[ M 】 ． 北京 高等教育出版社， 2 0 0 0 ． 【 2 ] 李寿刚． 液压传动[ M] ． 北京 北京理工大学出版社， 1 9 9 4 ． 【 3 】 张绍九． 液压 同步系统【 M 】 ． 北京 化学工业出版礼， 2 0 1 0 ． [ 4 】 成大仙． 机械设计手册下册【 M ] ． 北京 化学工业出版社， 2 0 1 0 ． 【 5 】 汪学谦 ， 汪晓岚 ， 蓝戊 己．P L C控制液压 同步 顶J I卜 系统在连续 钢箱梁悬臂架设施 工中的应用【 J ] ． 世界桥梁 ， 2 0 0 5 2 ． 【 6 ] 张 安荣 ． 四点支 撑水 平 调节 的 讨论 E J J [ J ] ． 火 控雷 达 技术 ， 1 9 9 5 1 ． 【 7 】 盛英 ， 仇原鹰． 六点支撑液压 式平台 自动调平 系统⋯． 液 上 i i 气动 ． 1 9 9 9 4 ．