專利名稱：基于比例溢流閥實(shí)現(xiàn)載荷均衡的液壓同步系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體壓力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種基于比例溢流閥實(shí)現(xiàn)載荷均衡的液壓冋步系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
液壓同步驅(qū)動系統(tǒng)，主要針對高載荷、大功率的應(yīng)用場合，由兩個或兩個以上的液壓馬達(dá)或液壓缸同時驅(qū)動一個負(fù)載。這種多執(zhí)行器的同步驅(qū)動，因?yàn)橹圃炀?、安裝誤差、摩擦力、負(fù)載等因素的影響，必然存在運(yùn)動的不同步問題。在實(shí)際工作中，執(zhí)行器所承受的負(fù)載往往是變化的，在同一時間每個執(zhí)行器之間的負(fù)載也并不相等，這種負(fù)載不均衡即偏載容易引起同步執(zhí)行器的運(yùn)動同步精度誤差，而且一般難以避免。尤其是一些工作環(huán)境復(fù)雜的大功率液壓同步驅(qū)動系統(tǒng)，比如盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的刀盤同步驅(qū)動系統(tǒng)，負(fù)載不均衡是影響其同步精度的主要因素。 現(xiàn)有的液壓系統(tǒng)閉環(huán)同步控制技術(shù)常采用等同方式和主從方式，但它們不能調(diào)控驅(qū)動過程中的負(fù)載均衡，不能從根本上解決在負(fù)載不均衡情況下的同步問題。2010年6月23日公告的中國發(fā)明專利CN101749294A中，公開了一種實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的液壓同步驅(qū)動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過調(diào)節(jié)比例方向閥的流量來間接調(diào)控液壓馬達(dá)進(jìn)出口壓差從而實(shí)現(xiàn)載荷均衡，不能實(shí)現(xiàn)真正嚴(yán)格意義上的速度同步，在負(fù)載均衡和速度同步驅(qū)動之間還需要更好地協(xié)調(diào)和兼顧。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于比例溢流閥實(shí)現(xiàn)載荷均衡的液壓同步系統(tǒng)，在負(fù)載不均衡情況下，直接調(diào)控液壓馬達(dá)的工作壓力，并采用速度同步控制，從根本上消除了負(fù)載不均衡對同步精度的不利影響，實(shí)現(xiàn)速度同步和負(fù)載均衡的協(xié)調(diào)兼顧，并達(dá)到較高的同步精度。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括液壓傳動回路和電液控制系統(tǒng)；液壓傳動回路包括油箱、兩個過濾器、兩個精過濾器、兩個電機(jī)、兩個聯(lián)軸器、兩個變量泵、兩個比例溢流閥、調(diào)速閥、三位四通電液換向閥、三位四通比例換向閥、九個單向閥、兩個溢流閥、兩個雙向液壓馬達(dá)、兩個小齒輪、大齒輪；第一個電機(jī)通過第一個聯(lián)軸器與第一個變量泵連接；第一個過濾器的進(jìn)油口與油箱連通，出油口接第一個變量泵的進(jìn)油口 ；第一個變量泵的出油口 P7分別接第一個精過濾器的入油口、第一個比例溢流閥的進(jìn)油口 ；第一個比例溢流閥的出油口與油箱連通；三位四通電液換向閥的進(jìn)油口 Pl與第一個精過濾器的出油口相連，回油口 Tl接調(diào)速閥的進(jìn)油口，Al 口分別與第一個單向閥的出油口、第二個單向閥的進(jìn)油口、第一個馬達(dá)的一側(cè)油口 P3相連，BI 口分別與第三個單向閥的出油口、第四個單向閥的進(jìn)油口、第一個馬達(dá)的另一側(cè)油口 P4相連；調(diào)速閥的出油口接油箱；第一個溢流閥的進(jìn)油口與第二個單向閥及第四個單向閥的出油口連通，出油口與第一個單向閥及第三個單向閥的進(jìn)油口連通并接油箱；第一個馬達(dá)驅(qū)動第一個小齒輪；第二個電機(jī)通過第二個聯(lián)軸器與第二個變量泵連接；第二個過濾器的進(jìn)油口與油箱連通，出油口接第二個變量泵的進(jìn)油口 ；第二個變量泵的出油口 P8分別接第二個精過濾器的入油口、第二個比例溢流閥的進(jìn)油口 ；第二個比例溢流閥的出油口與油箱連通；三位四通比例換向閥的進(jìn)油口 P2與第二個精過濾器的出油口相連，回油口 T2接第五個單向閥的進(jìn)油口，A2 口分別與第六個單向閥的出油口、第七個單向閥的進(jìn)油口、第二個馬達(dá)的一側(cè)油口 P5相連，B2 口分別與第八個單向閥的出油口、第九個單向閥的進(jìn)油口、第二個馬達(dá)的另一側(cè)油口 P6相連；第五個單向閥的出油口接油箱；第二個溢流閥的進(jìn)油口與第七個單向閥及第九個單向閥的出油口連通，出油口與第六個單向閥及第八個單向閥的進(jìn)油口連通并接油箱；第二個馬達(dá)驅(qū)動第二個小齒輪；連接在第一個馬達(dá)上的第一個小齒輪與連接在第二個馬達(dá)上的第二個小齒輪同時驅(qū)動大齒輪；所述電液控制系統(tǒng)包括基于速度反饋的速度同步控制回路和基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控回路。所述基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控回路包括四個壓力傳感器、第一個控 制器、第一個比例放大器；第一個壓力傳感器檢測第一個馬達(dá)的一側(cè)油口 P3處的壓力值；第二個壓力傳感器檢測第一個馬達(dá)的另一側(cè)油口 P4處的壓力值；第三個壓力傳感器檢測第二個馬達(dá)的一側(cè)油口 P5處的壓力值；第四個壓力傳感器檢測第二個馬達(dá)的另一側(cè)油口P6處的壓力值；第一個馬達(dá)的進(jìn)出口壓力差與第二個馬達(dá)的進(jìn)出口壓力差的差值作為第一個控制器的輸入信號，第一個控制器的輸出信號作第一個比例放大器的輸入信號；第一個比例放大器的輸出信號作兩個比例溢流閥的輸入信號；所述基于速度反饋的速度同步控制回路包括兩個速度傳感器、第二個控制器、第二個比例放大器；第一個速度傳感器檢測第一個小齒輪的轉(zhuǎn)速；第二個速度傳感器檢測第二個小齒輪的轉(zhuǎn)速；第一個速度傳感器與第二個速度傳感器的轉(zhuǎn)速差值作為第二個控制器的輸入信號，第二個控制器的輸出信號作第二個比例放大器的輸入信號；第二個比例放大器的輸出信號作三位四通比例換向閥的輸入信號。本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是I)采用了基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控回路，在負(fù)載不均衡情況下，直接調(diào)控液壓系統(tǒng)的工作壓力，實(shí)現(xiàn)多個驅(qū)動馬達(dá)的兩端壓力差均勻一致，保證多個馬達(dá)的輸出力矩一致，實(shí)現(xiàn)不同液壓馬達(dá)之間的載荷均衡，從根本上消除了負(fù)載不均衡對運(yùn)動同步的不利影響。2)采用基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控時，同時采用了基于速度反饋的速度同步控制，可消除包括負(fù)載不均衡在內(nèi)的諸因素造成的同步誤差，保證各驅(qū)動馬達(dá)的速度同步，實(shí)現(xiàn)速度同步和負(fù)載均勻的協(xié)調(diào)兼顧，可達(dá)到較高的同步精度，尤其適于負(fù)載變化較大、負(fù)載不均衡嚴(yán)重、同步精度要求較高的大功率場合。下面通過附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式如附圖所示，本發(fā)明包括液壓傳動回路和電液控制系統(tǒng)。所述液壓傳動回路包括油箱1，兩個過濾器2、3，兩個精過濾器12、13，兩個電機(jī)4、11，兩個聯(lián)軸器5、10，兩個變量泵6、9，兩個比例溢流閥7、8，調(diào)速閥14，三位四通電液換向閥16，三位四通比例換向閥17，九個單向閥15、18、19、20、21、24、25、26、27，兩個溢流閥22、23，兩個雙向液壓馬達(dá)28,29,兩個小齒輪34、36，大齒輪35 ;第一個電機(jī)4通過第一個聯(lián)軸器5與第一個變量泵6連接；第一個過濾器2的進(jìn)油口與油箱I連通，出油口接第一個變量泵6的進(jìn)油口 ；第一個變量泵6的出油口 P7分別接第一個精過濾器12的入油口、第一個比例溢流閥7的進(jìn)油口 ；第一個比例溢流閥7的出油口與油箱連通；三位四通電液換向閥16的進(jìn)油口 Pl與第一個精過濾器12的出油口相連，回油口 Tl接調(diào)速閥14的進(jìn)油口，Al 口分別與第一個單向閥18的出油口、第二個單向閥24的進(jìn)油口、第一個馬達(dá)28的一側(cè)油口 P3相連，BI 口分別與第三個單向閥19的出油口、第四個單向閥25的進(jìn)油口、第一個馬達(dá)28的另一側(cè)油口 P4相連；調(diào)速閥14的出油口接油箱；第一個溢流閥22的進(jìn)油口與第二個單向閥24及第四個單向閥25的出油口連通，出油口與第一個單向閥18及第三個單向閥19的進(jìn)油口連通并接油箱；第一個馬達(dá)28驅(qū)動第一個小齒輪34 ;第二個電機(jī)11通過第二個聯(lián)軸器10與第二個變量泵9連接；第二個過濾器3的進(jìn)油口與油箱I連通，出油口接第二個變量泵9的進(jìn)油口 ；第二個變量泵9的出油口 P8分別接第二個精過濾器13的入油口、第二個比例溢流閥8的進(jìn)油口 ；第 二個比例溢流閥8的出油口與油箱連通；三位四通比例換向閥17的進(jìn)油口 P2與第二個精過濾器13的出油口相連，回油口 T2接第五個單向閥15的進(jìn)油口，A2 口分別與第六個單向閥20的出油口、第七個單向閥26的進(jìn)油口、第二個馬達(dá)29的一側(cè)油口 P5相連，B2 口分別與第八個單向閥21的出油口、第九個單向閥27的進(jìn)油口、第二個馬達(dá)29的另一側(cè)油口 P6相連；第五個單向閥15的出油口接油箱；第二個溢流閥23的進(jìn)油口與第七個單向閥26及第九個單向閥27的出油口連通，出油口與第六個單向閥20及第八個單向閥21的進(jìn)油口連通并接油箱；第二個馬達(dá)29驅(qū)動第二個小齒輪36 ;連接在第一個馬達(dá)28上的第一個小齒輪34與連接在第二個馬達(dá)29上的第二個小齒輪36同時驅(qū)動大齒輪35。所述電液控制系統(tǒng)包括基于速度反饋的速度同步控制回路和基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控回路。所述基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控回路包括四個壓力傳感器30、31、32、33，第一個控制器39，第一個比例放大器41 ;第一個壓力傳感器30檢測第一個馬達(dá)28的一側(cè)油口 P3處的壓力值；第二個壓力傳感器31檢測第一個馬達(dá)28的另一側(cè)油口 P4處的壓力值；第三個壓力傳感器32檢測第二個馬達(dá)29的一側(cè)油口 P5處的壓力值；第四個壓力傳感器33檢測第二個馬達(dá)29的另一側(cè)油口 P6處的壓力值；第一個馬達(dá)28的進(jìn)出口壓力差與第二個馬達(dá)29的進(jìn)出口壓力差的差值作為第一個控制器39的輸入信號，第一個控制器39的輸出信號作第一個比例放大器41的輸入信號；第一個比例放大器41的輸出信號作兩個比例溢流閥7、8的輸入信號；所述基于速度反饋的速度同步控制回路包括兩個速度傳感器37、38，第二個控制器40,第二個比例放大器42 ;第一個速度傳感器38檢測第一個小齒輪34的轉(zhuǎn)速；第二個速度傳感器37檢測第二個小齒輪36的轉(zhuǎn)速；第一個速度傳感器38與第二個速度傳感器37的轉(zhuǎn)速差值作為第二個控制器40的輸入信號，第二個控制器40的輸出信號作第二個比例放大器42的輸入信號；第二個比例放大器42的輸出信號作三位四通比例換向閥17的輸入信號。本發(fā)明的工作過程如下小齒輪34和小齒輪36共同驅(qū)動大齒輪35轉(zhuǎn)動，驅(qū)動小齒輪34和小齒輪36的兩個液壓系統(tǒng)同時工作。其中，驅(qū)動小齒輪34的工作過程如下電機(jī)4得電啟動，經(jīng)聯(lián)軸器5驅(qū)動變量泵6轉(zhuǎn)動，變量泵6的吸油口通過過濾器2從油箱I吸油。變量泵6排出的油液分兩路第一路接比例溢流閥7的進(jìn)油口，比例溢流閥7的出油口接油箱。比例溢流閥7可根據(jù)具體工況設(shè)定不同的開啟壓力，使馬達(dá)28所在的液壓系統(tǒng)達(dá)到所需壓力值。第二路接精過濾器12的入油口，經(jīng)精過濾器12的出油口進(jìn)入三位四通電液換向閥16的進(jìn)油口 P1。當(dāng)三位四通電液換向閥16的左電磁鐵得電時，其Pl 口與Al 口接通，Tl 口與BI 口接通。高壓油通過Pl 口從Al 口流出后分別接單向閥18的出油口、單向閥24的進(jìn)油口，同時進(jìn)入液壓馬達(dá)28的P3油口，馬達(dá)28轉(zhuǎn)動，驅(qū)動小齒輪34轉(zhuǎn)動。此時低壓油液經(jīng)馬達(dá)28的P4油口排出。馬達(dá)28的P4油口分別接單向閥19的出油口、單向閥25的進(jìn)油口、三位四通電液換向閥16的BI油口。正常工作狀態(tài)下，馬達(dá)28的P4油口排出的低壓油液流經(jīng)三位四通電液換向閥16的BI油口和Tl油口，再通過調(diào)速閥14流回油箱。當(dāng)三位四通電液換向閥16的右電磁鐵得電時，其Pl 口與BI 口接通，Tl 口與Al 口接通。高壓油通過Pl 口從BI 口流出后進(jìn)入液壓馬達(dá)28的P4油口，馬達(dá)28反向轉(zhuǎn)動,驅(qū)動小齒輪34反向轉(zhuǎn)動。反向轉(zhuǎn)動時，馬達(dá)28的P3油口排出的低壓油液，在正常情況下經(jīng)三位四通電液換向閥16的Al油口和Tl油口，再經(jīng)調(diào)速閥14流回油箱。調(diào)速閥14用來調(diào)節(jié)馬達(dá)28及小齒輪34的轉(zhuǎn)速。單 向閥18、19、24、25和溢流閥22構(gòu)成馬達(dá)28的補(bǔ)放油路，在兩個方向上都能起補(bǔ)油及溢流作用。當(dāng)馬達(dá)28的P3油口一側(cè)油壓高于溢流閥22的設(shè)定壓力時，油液經(jīng)單向閥24和溢流閥22溢流回油箱；當(dāng)馬達(dá)28的P4油口一側(cè)油壓高于溢流閥22的設(shè)定壓力時，油液經(jīng)單向閥25和溢流閥22溢流回油箱；當(dāng)馬達(dá)28的P3油口一側(cè)出現(xiàn)負(fù)壓時，油箱油液經(jīng)單向閥18向系統(tǒng)補(bǔ)油；當(dāng)馬達(dá)28的P4油口一側(cè)出現(xiàn)負(fù)壓時，油箱油液經(jīng)單向閥19向系統(tǒng)補(bǔ)油。驅(qū)動小齒輪36的工作過程如下電機(jī)11得電啟動，經(jīng)聯(lián)軸器10驅(qū)動變量泵9轉(zhuǎn)動，變量泵9的吸油口通過過濾器3從油箱I吸油。變量泵9排出的油液分兩路第一路接比例溢流閥8的進(jìn)油口，比例溢流閥8的出油口接油箱。比例溢流閥8可根據(jù)具體工況設(shè)定不同的開啟壓力，使馬達(dá)29所在的液壓系統(tǒng)達(dá)到所需壓力值。第二路接精過濾器13的入油口，經(jīng)精過濾器13的出油口進(jìn)入三位四通比例換向閥17的進(jìn)油口 P2。當(dāng)三位四通比例換向閥17的左電磁鐵得電時，其P2 口與A2 口接通，T2 口與B2 口接通。高壓油通過P2口從A2 口流出后分別接單向閥20的出油口、單向閥26的進(jìn)油口，同時進(jìn)入液壓馬達(dá)29的P5油口，馬達(dá)29轉(zhuǎn)動，驅(qū)動小齒輪36轉(zhuǎn)動。此時低壓油液經(jīng)馬達(dá)29的P6油口排出。馬達(dá)29的P6油口分別接單向閥21的出油口、單向閥27的進(jìn)油口、三位四通比例換向閥17的B2油口。正常工作狀態(tài)下，馬達(dá)29的P6油口排出的低壓油液流經(jīng)三位四通比例換向閥17的B2油口和T2油口，再通過單向閥15流回油箱。單向閥15提供回油背壓。當(dāng)三位四通比例換向閥17的右電磁鐵得電時，其P2 口與B2 口接通，T2 口與A2 口接通。高壓油通過P2 口從B2 口流出后進(jìn)入液壓馬達(dá)29的P6油口，馬達(dá)29反向轉(zhuǎn)動，驅(qū)動小齒輪36反向轉(zhuǎn)動。反向轉(zhuǎn)動時，馬達(dá)29的P5油口排出的低壓油液，在正常情況下經(jīng)三位四通比例換向閥17的A2油口和T2油口，再經(jīng)單向閥15流回油箱。單向閥20、21、26、27和溢流閥23構(gòu)成馬達(dá)29的補(bǔ)放油路，在兩個方向上都能起補(bǔ)油及溢流作用。當(dāng)馬達(dá)29的P5油口一側(cè)油壓高于溢流閥23的設(shè)定壓力時，油液經(jīng)單向閥26和溢流閥23溢流回油箱；當(dāng)馬達(dá)29的P6油口一側(cè)油壓高于溢流閥23的設(shè)定壓力時，油液經(jīng)單向閥27和溢流閥23溢流回油箱；當(dāng)馬達(dá)29的P5油口一側(cè)出現(xiàn)負(fù)壓時，油箱油液經(jīng)單向閥20向系統(tǒng)補(bǔ)油；當(dāng)馬達(dá)29的P6油口一側(cè)出現(xiàn)負(fù)壓時，油箱油液經(jīng)單向閥21向系統(tǒng)補(bǔ)油。電液控制系統(tǒng)的工作過程如下在基于速度反饋的速度同步控制回路中，采用主從控制方式，以馬達(dá)28的狀態(tài)為基準(zhǔn)。馬達(dá)28的轉(zhuǎn)速由調(diào)速閥14調(diào)定。馬達(dá)28驅(qū)動小齒輪34，馬達(dá)29驅(qū)動小齒輪36，速度傳感器37、38分別實(shí)時檢測小齒輪36、34的轉(zhuǎn)速值，對這兩個轉(zhuǎn)速值進(jìn)行比較后得到速度誤差，然后把速度誤差輸入控制器40，控制器40產(chǎn)生控制信號并經(jīng)比例放大器42放大后控制比例換向閥17的閥口開度，調(diào)控進(jìn)入馬達(dá)29的流量，使得馬達(dá)29的轉(zhuǎn)速向速度誤差減少的方向調(diào)節(jié)，最終使馬達(dá)28和29的速度趨向同步。具體而言，當(dāng)速度誤差大于零，即馬達(dá)29轉(zhuǎn)速大于馬達(dá)28轉(zhuǎn)速時，控制器40使比例換向閥17的閥口開度變小，馬達(dá)29的進(jìn)入流量和轉(zhuǎn)速變小，小齒輪36的轉(zhuǎn)速值也變小，最終使馬達(dá)28和29的運(yùn)動趨向同步；當(dāng)速度誤差小于零，即馬達(dá)29轉(zhuǎn)速小于馬達(dá)28轉(zhuǎn)速時，控制器40使比例換向閥17的閥口、開度變大，馬達(dá)29的進(jìn)入流量和轉(zhuǎn)速變大，小齒輪36的轉(zhuǎn)速值也變大，最終使馬達(dá)28和29的運(yùn)動趨向同步。在基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控回路中，壓力傳感器30、31分別測量馬達(dá)28兩端油液壓力值，壓力傳感器32、33分別測量馬達(dá)29兩端油液壓力值，然后把馬達(dá)28兩端的壓力差與馬達(dá)29兩端的壓力差進(jìn)行比較后得到壓力差誤差，把壓力差誤差輸入控制器39，控制器39產(chǎn)生控制信號并經(jīng)比例放大器41放大后控制比例溢流閥7和8，調(diào)控進(jìn)入液壓馬達(dá)28,29的油液工作壓力，使系統(tǒng)向壓力差誤差減少的方向調(diào)節(jié)，最終使馬達(dá)28和29的兩端壓力差趨向同步。當(dāng)馬達(dá)排量一定時，其兩端的壓力差與其輸出力矩成正比。因此當(dāng)馬達(dá)28和29的兩端壓力差達(dá)到一致時，馬達(dá)28和29的輸出力矩也達(dá)到一致，即馬達(dá)28和29的載荷均衡。具體而言，當(dāng)壓力差誤差大于零，即馬達(dá)29兩端的壓力差大于馬達(dá)28兩端的壓力差時，控制器39使比例溢流閥8的設(shè)定壓力減小，減小進(jìn)入馬達(dá)29的油液工作壓力，使馬達(dá)29兩端的壓力差減小，壓力差誤差減小，最終使壓力差誤差消除；當(dāng)壓力差誤差小于零，即馬達(dá)29兩端的壓力差小于馬達(dá)28兩端的壓力差時，控制器39使比例溢流閥7的設(shè)定壓力減小，減小進(jìn)入馬達(dá)28的油液工作壓力，使馬達(dá)28兩端的壓力差減小，壓力差誤差也減小，最終使壓力差誤差消除。本發(fā)明不局限于上述兩個及兩個以上的液壓馬達(dá)同步驅(qū)動的情況，同時也適用于兩個及兩個以上的液壓缸同步驅(qū)動機(jī)構(gòu)。此外，所述液壓傳動回路和電液控制系統(tǒng)，還可采用比例節(jié)流閥結(jié)合電液換向閥，或比例調(diào)速閥結(jié)合電液換向閥來調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，尤其適于功率大、負(fù)載變化較大、負(fù)載不均衡嚴(yán)重、同步精度要求較高的場合。諸如此類的變換，只要不超出本發(fā)明的精神和權(quán)力要求的保護(hù)范圍，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基于比例溢流閥實(shí)現(xiàn)載荷均衡的液壓同步系統(tǒng)，包括液壓傳動回路和電液控制系統(tǒng)，其特征在于 1)所述液壓傳動回路包括油箱(I)、兩個過濾器(2、3)、兩個精過濾器(12、13)、兩個電機(jī)(4、11)、兩個聯(lián)軸器(5、10)、兩個變量泵(6、9)、兩個比例溢流閥(7、8)、調(diào)速閥(14)、三位四通電液換向閥(16)、三位四通比例換向閥(17)、九個單向閥(15、18、19、20、21、24、25、26、27)、兩個溢流閥(22、23)、兩個雙向液壓馬達(dá)(28、29)、兩個小齒輪(34、36)、大齒輪(35);第一個電機(jī)(4)通過第一個聯(lián)軸器(5)與第一個變量泵(6)連接；第一個過濾器(2)的進(jìn)油口與油箱(I)連通，出油口接第一個變量泵(6)的進(jìn)油口 ；第一個變量泵(6)的出油口 P7分別接第一個精過濾器(12)的入油口、第一個比例溢流閥(7)的進(jìn)油口 ；第一個比例溢流閥⑵的出油口與油箱連通；三位四通電液換向閥(16)的進(jìn)油口 Pl與第一個精過濾器(12)的出油口相連，回油口 Tl接調(diào)速閥(14)的進(jìn)油口，Al 口分別與第一個單向閥(18)的出油口、第二個單向閥(24)的進(jìn)油口、第一個馬達(dá)(28)的一側(cè)油口P3相連，BI 口分別與第三個單向閥(19)的出油口、第四個單向閥(25)的進(jìn)油口、第一個馬達(dá)(28)的另一側(cè)油口 P4相連；調(diào)速閥(14)的出油口接油箱；第一個溢流閥(22)的進(jìn)油口與第二個單向閥(24)及第四個單向閥(25)的出油口連通，出油口與第一個單向閥(18)及第三個單向閥(19)的進(jìn)油口連通并接油箱；第一個馬達(dá)(28)驅(qū)動第一個小齒輪(34);第二個電機(jī)(11)通過第二個聯(lián)軸器(10)與第二個變量泵(9)連接；第二個過濾器(3)的進(jìn)油口與油箱(I)連通，出油口接第二個變量泵(9)的進(jìn)油口 ；第二個變量泵(9)的出油口 P8分別接第二個精過濾器(13)的入油口、第二個比例溢流閥⑶的進(jìn)油口 ；第二個比例溢流閥⑶的出油口與油箱連通；三位四通比例換向閥(17)的進(jìn)油口 P2與第二個精過濾器(13)的出油口相連，回油口 T2接第五個單向閥(15)的進(jìn)油口，A2 口分別與第六個單向閥(20)的出油口、第七個單向閥(26)的進(jìn)油口、第二個馬達(dá)(29)的一側(cè)油口 P5相連，B2 口分別與第八個單向閥(21)的出油口、第九個單向閥(27)的進(jìn)油口、第二個馬達(dá)(29)的另一側(cè)油口 P6相連；第五個單向閥(15)的出油口接油箱；第二個溢流閥(23)的進(jìn)油口與第七個單向閥(26)及第九個單向閥(27)的出油口連通，出油口與第六個單向閥(20)及第八個單向閥(21)的進(jìn)油口連通并接油箱；第二個馬達(dá)(29)驅(qū)動第二個小齒輪(36);連接在第一個馬達(dá)(28)上的第一個小齒輪(34)與連接在第二個馬達(dá)(29)上的第二個小齒輪(36)同時驅(qū)動大齒輪(35)； 2)所述電液控制系統(tǒng)包括基于速度反饋的速度同步控制回路和基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于比例溢流閥實(shí)現(xiàn)載荷均衡的液壓同步系統(tǒng)，其特征在于，所述基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控回路包括四個壓力傳感器(30、31、32、33)、第一個控制器(39)、第一個比例放大器(41);第一個壓力傳感器(30)檢測第一個馬達(dá)(28)的一側(cè)油口 P3處的壓力值；第二個壓力傳感器(31)檢測第一個馬達(dá)(28)的另一側(cè)油口 P4處的壓力值；第三個壓力傳感器(32)檢測第二個馬達(dá)(29)的一側(cè)油口 P5處的壓力值；第四個壓力傳感器(33)檢測第二個馬達(dá)(29)的另一側(cè)油口 P6處的壓力值；第一個馬達(dá)(28)的進(jìn)出口壓力差與第二個馬達(dá)(29)的進(jìn)出口壓力差的差值作為第一個控制器(39)的輸入信號，第一個控制器(39)的輸出信號作第一個比例放大器(41)的輸入信號；第一個比例放大器(41)的輸出信號作兩個比例溢流閥(7、8)的輸入信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于比例溢流閥實(shí)現(xiàn)載荷均衡的液壓同步系統(tǒng)，其特征在于，所述基于速度反饋的速度同步控制回路包括兩個速度傳感器(37、38)、第二個控制器(40)、第二個比例放大器(42);第一個速度傳感器(38)檢測第一個小齒輪(34)的轉(zhuǎn)速；第二個速度傳感器(37)檢測第二個小齒輪(36)的轉(zhuǎn)速；第一個速度傳感器(38)與第二個速度傳感器(37)的轉(zhuǎn)速差值作為第二個控制器(40)的輸入信號，第二個控制器(40)的輸出信號作第二個比例放大器(42)的輸入信號；第二個比例放大器(42)的輸出信號作三位四通比例換向閥(17)的輸入信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于比例溢流閥實(shí)現(xiàn)載荷均衡的液壓同步系統(tǒng)，包括液壓傳動回路和電液控制系統(tǒng)。目的是在負(fù)載不均衡情況下實(shí)現(xiàn)較高精度的同步運(yùn)動。液壓傳動回路包括油箱、過濾器、精過濾器、電機(jī)、聯(lián)軸器、變量泵、調(diào)速閥、電液換向閥、比例溢流閥、比例換向閥、單向閥、溢流閥、雙向液壓馬達(dá)、小齒輪、大齒輪。電液控制系統(tǒng)包括基于速度反饋的速度同步控制回路和基于壓力反饋的載荷均衡調(diào)控回路。針對負(fù)載不均衡工況，利用比例溢流閥直接調(diào)控液壓馬達(dá)的工作壓力，實(shí)現(xiàn)不同液壓馬達(dá)之間的載荷均衡。從根本上消除負(fù)載不均衡對同步精度的不利影響，實(shí)現(xiàn)速度同步和負(fù)載均衡的協(xié)調(diào)兼顧，并達(dá)到較高的同步精度。
文檔編號F15B11/22GK102705283SQ201210168740
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者夏毅敏, 金耀 申請人:中南大學(xué)