專利名稱：無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū)動(dòng)容積控制電液伺服閉式油源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電液伺服閉式油源系統(tǒng)，具體涉及無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油技術(shù)和交 流變頻調(diào)速技術(shù)。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的閥控節(jié)流調(diào)速開式回路(簡(jiǎn)稱開式回路)在執(zhí)行器(馬達(dá)或油缸) 運(yùn)行過(guò)程中，始終存在較大的溢流損失和節(jié)流損失，液壓系統(tǒng)的功率效率很 低， 一般只用于小功率的液壓系統(tǒng)中。泵控容積調(diào)速閉式回路(簡(jiǎn)稱閉式回 路)通過(guò)改變變量泵的的排量來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度，閉式回路沒(méi)有溢 流損失和節(jié)流損失，同比體積小，功率效率較高，適用于大功率液壓伺服系 統(tǒng)和需要液壓系統(tǒng)體積小的工程機(jī)械、行走機(jī)械及船舶舵機(jī)等系統(tǒng)中。閉式 回路采用小流量的恒壓油源作為補(bǔ)油系統(tǒng)，用以補(bǔ)償變量泵和執(zhí)行器的泄漏， 保證低壓管道有一定的壓力值，以防止出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象和防止空氣滲入，并作 為變量泵伺服機(jī)構(gòu)的供油液壓源。但傳統(tǒng)閉式回路有以下缺點(diǎn) 一、需要有 一套比較復(fù)雜的變排量控制機(jī)構(gòu)，對(duì)介質(zhì)要求較高，故障率高、可靠性差； 二、斜盤的擺角只能局限在一定的范圍，因此調(diào)速范圍受限， 一般不超過(guò) 40(40為最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比)；三、電機(jī)轉(zhuǎn)速固定，因而小流量時(shí)泵仍 作高速運(yùn)轉(zhuǎn)，摩擦副的磨損加劇，噪聲加大；四、電機(jī)效率隨負(fù)載而變化， 在輕載時(shí)效率很低；五、變量泵比定量泵的噪聲大；六、補(bǔ)油系統(tǒng)增加了系 統(tǒng)的體積和重量，增加成本和系統(tǒng)復(fù)雜程度，進(jìn)而降低系統(tǒng)可靠性和增加能 源消耗。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決現(xiàn)有泵控容積調(diào)速閉式回路油源系統(tǒng)存在的調(diào)速范圍 小、故障率高、可靠性差、噪音大、系統(tǒng)的能源效率低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn) 題，進(jìn)而提供了一種無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū)動(dòng)容積控制電液伺服閉式油源系統(tǒng)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū)動(dòng)容 積控制電液伺服閉式油源系統(tǒng)包括交流伺服電機(jī)或變頻電機(jī)、雙向定量泵、預(yù)壓式空氣濾清器、密閉壓力油罐、補(bǔ)油閥總成、雙向液壓鎖總成和兩個(gè)快 換接頭，所述交流伺服電機(jī)或變頻電機(jī)與雙向定量泵連接，雙向定量泵與執(zhí) 行器之間組成閉式回路，雙向定量泵的泄油口與密閉壓力油罐連通，預(yù)壓式 空氣濾清器與密閉壓力油罐連通，補(bǔ)油閥總成并聯(lián)在閉式回路上并與密閉壓 力油罐連通，雙向液壓鎖總成串聯(lián)在閉式回路上，兩個(gè)快換接頭分別串接在 在閉式回路的油源出口處。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明具有系統(tǒng)調(diào)速范圍寬、故障率低、噪音低、 系統(tǒng)的能源效率高、節(jié)能效果好、控制元件數(shù)量少、系統(tǒng)可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。 同時(shí)簡(jiǎn)化了液壓回路，降低了自重和成本。本發(fā)明通過(guò)改變交流伺服電機(jī)(或 變頻電機(jī))的運(yùn)轉(zhuǎn)方向、運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間來(lái)改變執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn) 動(dòng)速度和位移。本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾方面用價(jià)格低廉的定 量泵取代變量泵，不僅降低系統(tǒng)成本，而且對(duì)介質(zhì)的要求放寬。傳統(tǒng)閉式回 路中，對(duì)稱并聯(lián)兩個(gè)高響應(yīng)的安全閥。該安全閥的作用是系統(tǒng)過(guò)載時(shí)連通閉 式回路的高低壓管路，防止產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象和系統(tǒng)反向沖擊，保護(hù)液壓元件不 受液壓沖擊而損壞。本發(fā)明中，可以通過(guò)對(duì)交流伺服電機(jī)(或變頻電機(jī))限 轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)相同的功能，所以本發(fā)明去掉這兩個(gè)安全閥。本發(fā)明中去掉了傳 統(tǒng)閉式回路中的補(bǔ)油系統(tǒng)，采用補(bǔ)油閥總成和密閉壓力油罐，進(jìn)一步簡(jiǎn)化液 壓回路，提高系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明中，交流伺服電機(jī)(或變頻電機(jī))的轉(zhuǎn) 速可以根據(jù)負(fù)載的變化而變化，而不是總工作在額定轉(zhuǎn)速上，當(dāng)執(zhí)行器達(dá)到 指定位置而停止時(shí)，交流伺服電機(jī)(或變頻電機(jī))亦可停止運(yùn)轉(zhuǎn)，執(zhí)行器的 位置靠雙向液壓鎖來(lái)保持。這也是本發(fā)明節(jié)能效果顯著的關(guān)鍵所在。


圖l是本發(fā)明的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一如圖1所示，本實(shí)施方式所述的無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū) 動(dòng)容積控制電液伺服閉式油源系統(tǒng)包括交流伺服電機(jī)或變頻電機(jī)1、雙向定 量泵2、預(yù)壓式空氣濾清器3、密閉壓力油罐4、補(bǔ)油閥總成5、雙向液壓鎖 總成6和兩個(gè)快換接頭9，所述交流伺服電機(jī)或變頻電機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器與雙 向定量泵2連接，雙向定量泵2與執(zhí)行器10之間組成閉式回路20，雙向定量泵2的泄油口與密閉壓力油罐4連通，預(yù)壓式空氣濾清器3通過(guò)油管與密 閉壓力油罐4連通，補(bǔ)油閥總成5并聯(lián)在閉式回路20上并通過(guò)油管與密閉壓 力油罐4連通，雙向液壓鎖總成6串聯(lián)在閉式回路20上，兩個(gè)快換接頭9 分別串接在在閉式回路20的油源出口處。雙向液壓鎖總成6串聯(lián)在閉式回路 中，可以實(shí)現(xiàn)油源正常雙向出油，又能在油源停止工作時(shí)封閉液壓回路。由 密閉壓力油罐4、補(bǔ)油閥總成5和預(yù)壓式空氣濾清器3組成的無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油裝 置。本實(shí)施方式所述的執(zhí)行器10 (定量馬達(dá)或液壓缸，圖1所示為定量馬達(dá)) 通過(guò)快換接頭9與油源連接，這樣就可以用油源驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器10動(dòng)作。在油源 出口處配備的快換接頭9，也可以更換為普通接頭?？鞊Q接頭9在不使用的 時(shí)候，應(yīng)安裝堵頭，以保證系統(tǒng)的干凈。交流伺服電機(jī)(或變頻電機(jī))1與 雙向定量泵2根據(jù)實(shí)際情況可以設(shè)置在閥塊上，也可以設(shè)置在執(zhí)行器10上。
具體實(shí)施方式
二如圖1所示，本實(shí)施方式所述預(yù)壓式空氣濾清器3由 空氣過(guò)濾器3-l、進(jìn)氣單向閥3-2和排氣單向閥3-3組成，所述進(jìn)氣單向閥 3-2和排氣單向閥3-3通過(guò)油管并聯(lián)構(gòu)成回路3-4，空氣過(guò)濾器3-1與回路 3-4的一端串接，回路3-4的另一端與密閉壓力油罐4連通。在密閉壓力油 罐4上安裝預(yù)壓式空氣濾清器3，可保證密閉壓力油罐具有一定的正壓力。 其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三如圖1所示，本實(shí)施方式所述補(bǔ)油閥總成5由兩個(gè)插 裝式液控單向閥5-1構(gòu)成。由兩個(gè)插裝式液控單向閥5-1構(gòu)成的補(bǔ)油閥總成 5并聯(lián)在閉式回路中，能可靠地保證定量泵的吸油口與(小型)密閉壓力油 罐4內(nèi)液壓油相通，補(bǔ)償雙向定量泵2和執(zhí)行器10的泄漏，保證低壓管道(油 管)內(nèi)的壓力大于空氣分離壓，防止氣穴現(xiàn)象和空氣滲入。其它組成及連接 關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四如圖1所示，本實(shí)施方式所述雙向液壓鎖總成6由兩 個(gè)液控單向閥6-1組成，兩個(gè)液控單向閥6-1對(duì)稱串聯(lián)在閉式回路20上。其 它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五如圖1所示，本實(shí)施方式所述油源系統(tǒng)還包括兩個(gè)壓 力指示儀表7和截止閥8，所述截止閥8并聯(lián)在閉式回路20上，截止閥8的 兩端分別連接有壓力指示儀表7。補(bǔ)油閥總成5、雙向液壓鎖總成6、截止閥8集成為一個(gè)集成閥體，使得油源結(jié)構(gòu)緊湊。補(bǔ)油閥總成5、雙向液壓鎖總成 6、壓力指示儀表7接口、截止閥8和快換接頭9均可集成到一個(gè)閥塊上，使 得閉式油源結(jié)構(gòu)更加緊湊。密閉壓力油罐4與所述集成閥塊相通。其它組成 及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。 工作原理本發(fā)明所述直接驅(qū)動(dòng)就是指由交流伺服電機(jī)(或變頻電機(jī))1直接驅(qū)動(dòng) 和控制雙向定量泵2。容積控制就是指改變雙向定量泵2的流量和旋轉(zhuǎn)方向 來(lái)控制執(zhí)行器10的速度和運(yùn)動(dòng)方向，即執(zhí)行器的速度和運(yùn)動(dòng)方向是通過(guò)改變 雙向定量泵的容積來(lái)調(diào)節(jié)的。本發(fā)明中，通過(guò)改變交流伺服電機(jī)(或變頻電 機(jī))l的旋轉(zhuǎn)方向、速度和運(yùn)行時(shí)間，就可以控制執(zhí)行器10的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn) 動(dòng)速度和位移。在(小型)密閉壓力油罐4上安裝預(yù)壓式空氣濾清器3。預(yù) 壓式空氣濾清器3由空氣過(guò)濾器、進(jìn)氣單向閥、排氣單向閥等組成，從而簡(jiǎn) 化了油箱結(jié)構(gòu)，它的作用是保證密閉壓力油罐4內(nèi)恒定的正壓力(0.02、 0.035、 0.07MPa三個(gè)等級(jí)可選)，提高油泵的自吸能力。補(bǔ)油閥總成5并聯(lián) 在閉式回路中，補(bǔ)油閥兩端分別連接到雙向定量泵2的A、 B口， A、 B口隨 著雙向定量泵2的旋轉(zhuǎn)方向改變而由吸油口轉(zhuǎn)變?yōu)槌鲇涂诨蛳喾础．?dāng)A為出 油口， B為吸油口時(shí)，A點(diǎn)壓力油推開補(bǔ)油閥總成5中的與吸油口 B相連的插 裝式液控單向閥5-1，使得雙向定量泵2的吸油口 B與密閉壓力油罐4相通。 反之亦然。所以補(bǔ)油閥總成5保證雙向定量泵2的吸油口總能與密閉壓力油 罐4內(nèi)液壓油相通，補(bǔ)償閉式回路中的泄漏，保證低壓管道內(nèi)的壓力大于空 氣分離壓，防止氣穴現(xiàn)象和空氣滲入。
權(quán)利要求
1、一種無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū)動(dòng)容積控制電液伺服閉式油源系統(tǒng)，所述油源系統(tǒng)包括交流伺服電機(jī)或變頻電機(jī)(1)、雙向定量泵(2)、預(yù)壓式空氣濾清器(3)、密閉壓力油罐(4)、補(bǔ)油閥總成(5)、雙向液壓鎖總成(6)和兩個(gè)快換接頭(9)，其特征在于所述交流伺服電機(jī)或變頻電機(jī)(1)與雙向定量泵(2)連接，雙向定量泵(2)與執(zhí)行器(10)之間組成閉式回路(20)，雙向定量泵(2)的泄油口與密閉壓力油罐(4)連通，預(yù)壓式空氣濾清器(3)與密閉壓力油罐(4)連通，補(bǔ)油閥總成(5)并聯(lián)在閉式回路(20)上并與密閉壓力油罐(4)連通，雙向液壓鎖總成(6)串聯(lián)在閉式回路(20)上，兩個(gè)快換接頭(9)分別串接在在閉式回路(20)的油源出口處。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū)動(dòng)容積控制電液伺服閉式 油源系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)壓式空氣濾清器(3)由空氣過(guò)濾器(3-1)、進(jìn) 氣單向閥(3-2)和排氣單向閥(3-3)組成，所述進(jìn)氣單向閥(3-2)和排氣 單向閥(3-3)并聯(lián)構(gòu)成回路(3-4)，空氣過(guò)濾器(3-1)與回路(3-4)的一 端串接，回路(3-4)的另一端與密閉壓力油罐(4)連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū)動(dòng)容積控制電液伺服閉式 油源系統(tǒng)，其特征在于所述補(bǔ)油閥總成(5)由兩個(gè)插裝式液控單向閥(5-1) 構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū)動(dòng)容積控制電液伺服閉式 油源系統(tǒng)，其特征在于所述雙向液壓鎖總成(6)由兩個(gè)液控單向閥(6-1) 組成，兩個(gè)液控單向閥(6-1)對(duì)稱串聯(lián)在閉式回路(20)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū)動(dòng)容積控制電液伺服閉式 油源系統(tǒng)，其特征在于所述油源系統(tǒng)還包括兩個(gè)壓力指示儀表(7)和截止閥(8)，所述截止閥(8)并聯(lián)在閉式回路(20)上，截止閥(8)的兩端分別 連接有壓力指示儀表(7)。
全文摘要
無(wú)動(dòng)力補(bǔ)油的直接驅(qū)動(dòng)容積控制電液伺服閉式油源系統(tǒng)，它涉及一種電液伺服閉式油源系統(tǒng)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有泵控容積調(diào)速閉式回路油源系統(tǒng)存在的調(diào)速范圍小、故障率高、可靠性差、噪音大、系統(tǒng)的能源效率低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn)題。所述交流伺服電機(jī)或變頻電機(jī)(1)與雙向定量泵(2)連接，雙向定量泵(2)與執(zhí)行器(10)之間組成閉式回路(20)，雙向定量泵(2)的泄油口與密閉壓力油罐(4)連通，預(yù)壓式空氣濾清器(3)與密閉壓力油罐(4)連通，補(bǔ)油閥總成(5)并聯(lián)在閉式回路(20)上并與密閉壓力油罐(4)連通，雙向液壓鎖總成(6)串聯(lián)在閉式回路(20)上。本明具有系統(tǒng)調(diào)速范圍寬、故障率低、系統(tǒng)的能源效率高、系統(tǒng)可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F15B21/08GK101334055SQ20081013685
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者劉慶和, 姜繼海, 蘇文海 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)