本實(shí)用新型涉及液壓技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種同步液壓系統(tǒng)及起重機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著制鋁行業(yè)的大容量預(yù)焙電解槽技術(shù)不斷發(fā)展，制鋁企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，要求鋁電解多功能天車具備更加完備的功能，多功能機(jī)組的機(jī)械化和自動(dòng)化水平隨之提高。更換陽(yáng)極機(jī)構(gòu)是中心下料預(yù)焙電解槽的主要操作機(jī)構(gòu)，為了提高更換陽(yáng)極效率，新型鋁電解多功能機(jī)組采用了雙陽(yáng)極更換方式。由于陽(yáng)極更換機(jī)構(gòu)的雙油缸行程較長(zhǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)工作中同步誤差過大導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)兩陽(yáng)極之間的覆蓋料掉落的情況，既污染了工作環(huán)境又增加了車間清潔難度。因此，急需一種同步性能好的同步液壓系統(tǒng)。

目前的同步液壓系統(tǒng)一般用分流集流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)同步，該方式屬于開環(huán)控制方式，同步精度關(guān)鍵取決于液壓元件本身精度。油缸的工作載荷，制造精度、油缸密封情況以及自身摩擦阻力，經(jīng)過兩油缸的液壓管路長(zhǎng)度、管接頭數(shù)量等都會(huì)影響油缸的同步精度。傳統(tǒng)開環(huán)液壓同步回路無(wú)法滿足同步精度要求高的場(chǎng)合。

若采用常見的比例換向閥或比例調(diào)速閥串聯(lián)在兩油缸各自主油路上的閉環(huán)方式，必然選用大通徑型號(hào)閥，成本大幅提高，同時(shí)存在比例閥大流量控制啟動(dòng)時(shí)超調(diào)量大和過渡過程同步精度低等問題。另外比例方向閥抗污染性較差，若由于污染或電控原因?qū)е卤壤较蜷y不能正常工作，將會(huì)導(dǎo)致雙缸同步運(yùn)動(dòng)完全失控，系統(tǒng)可靠性降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種同步精度高、且能既能實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作又能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立動(dòng)作的同步液壓系統(tǒng)，本實(shí)用新型目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種同步液壓系統(tǒng)，包括油泵、控制元件、第一執(zhí)行元件和第二執(zhí)行元件；控制元件包括用于粗調(diào)流量的一級(jí)控制元件和用于精調(diào)流量的二級(jí)控制元件；所述一級(jí)控制元件包括第一換向閥、第二換向閥以及同步元件；所述二級(jí)控制元件包括第三換向閥、第四換向閥以及比例換向閥；所述比例換向閥的兩個(gè)工作油口分別與第三換向閥和第四換向閥的進(jìn)油口并聯(lián)。

所述一級(jí)控制元件與油泵連接；所述油泵的出油口通過第一換向閥可選擇地和同步元件的進(jìn)油口或第三換向閥的進(jìn)油口連通；所述油泵的出油口通過第二換向閥可選擇地與同步元件的進(jìn)油口或第四換向閥的進(jìn)油口連通；

所述同步元件的一個(gè)工作油口通過第一換向閥可選擇地與同步元件的進(jìn)油口形成回路或與第三換向閥的回油口連通；所述同步元件的出油口通過第二換向閥可選擇地與同步元件的另一個(gè)工作油口形成回路或與第四換向閥的回油口連通；

所述第三換向閥、第四換向閥的工作油口分別與第一執(zhí)行元件、第二執(zhí)行元件的進(jìn)油口連通；所述第一執(zhí)行元件和第二執(zhí)行元件的輸出端分別設(shè)置有與控制器連接的位移傳感器；所述比例換向閥與控制器連接。

綜合現(xiàn)有技術(shù)開環(huán)液壓同步以及閉環(huán)液壓同步回路的優(yōu)缺點(diǎn)，本實(shí)用新型采用兩級(jí)同步回路方案，首先采用同步元件對(duì)主油路上的進(jìn)油進(jìn)行第一級(jí)粗調(diào)同步，使分別進(jìn)入第三換向閥和第四換向閥的液壓油流量大致相等；然后通過比例閥對(duì)所分流量進(jìn)行第二次調(diào)節(jié)即精調(diào)同步。本實(shí)用新型改變傳統(tǒng)的同步回路將比例換向閥串聯(lián)在主油路上的方式，選擇將比例換向閥作為一個(gè)旁路進(jìn)行精調(diào)，避免了使用大通徑型號(hào)閥，使得設(shè)計(jì)成本大大降低。此外，同時(shí)也避免了比例閥大流量控制啟動(dòng)時(shí)超調(diào)量大和過渡過程同步精度低等問題。在進(jìn)行同步控制時(shí)，通過執(zhí)行元件上的位移傳感器檢測(cè)出各執(zhí)行元件的移動(dòng)位移，通過與位移傳感器相連的控制器對(duì)各執(zhí)行元件的位移進(jìn)行比較，計(jì)算出差值并將補(bǔ)償信號(hào)傳送到比例換向閥，控制比例換向閥的動(dòng)作和開度，通過對(duì)第三換向閥和/或第四換向閥的主油路進(jìn)行液壓油補(bǔ)償動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)各執(zhí)行元件的同步。本實(shí)用新型通過換向閥和流量控制閥對(duì)流量的合理巧妙設(shè)計(jì)，使得雙油缸既能實(shí)現(xiàn)高精度地同步運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，又能通過第一換向閥和第二換向閥工作位的切換實(shí)現(xiàn)兩執(zhí)行元件的分別獨(dú)立控制。

進(jìn)一步地，所述第一換向閥和第二換向閥均具有四個(gè)油口，分別為油口P、油口T、油口A和油口B，并具有兩個(gè)工作位置；在第一個(gè)工作位置，油口P和油口A連通，油口T和油口B連通；在第二個(gè)工作位置，油口P和油口B連通，油口T和油口A連通。

進(jìn)一步地，所述第三換向閥、第四換向閥均具有四個(gè)油口，分別為油口P、油口T、油口A和油口B，并均具有三個(gè)工作位置；在第一個(gè)工作位置，油口P截止，油口T、油口A、油口B相互連通；在第二個(gè)工作位置，油口P和油口B連通，油口T和油口A連通；在第三個(gè)工作位置，油口P、油口A、油口B相互連通，油口T截止。

進(jìn)一步地，所述第一換向閥、第二換向閥均為二位四通電磁閥；所述第三換向閥、第四換向閥均為三位四通電磁閥。

進(jìn)一步地，所述三位四通電磁閥的中位機(jī)能為Y型，右位為差動(dòng)連接。所述三位四通換向閥控制油缸的上升和下降動(dòng)作切換，其右位為差動(dòng)連接以實(shí)現(xiàn)在流量一定時(shí)提高下降速度。

作為優(yōu)選方案之一，所述比例換向閥的進(jìn)油口截止，回油口接油箱。

作為另外一種優(yōu)選方案，所述比例換向閥的回油口截止，進(jìn)油口接補(bǔ)油泵。當(dāng)比例換向閥回油口接油箱，二級(jí)流量調(diào)節(jié)通過放油的方式進(jìn)行同步誤差的補(bǔ)償；當(dāng)比例換向閥回油口接補(bǔ)油泵，二級(jí)流量調(diào)節(jié)通過補(bǔ)油的方式進(jìn)行同步誤差的補(bǔ)償。

作為優(yōu)選方案之一，所述同步元件為分流集流閥。使得經(jīng)過該同步元件的各分路的流量一致，從而達(dá)到執(zhí)行元件的同步的目的。

作為另外一種優(yōu)選方案，所述同步元件為同步馬達(dá)。

為了平衡重力負(fù)載，防止下降時(shí)失速下落，進(jìn)一步地，所述第三換向閥與第一執(zhí)行元件間連接有平衡閥，所述第四換向閥與第二執(zhí)行元件間連接有平衡閥。

進(jìn)一步地，所述油泵的出油口連接有溢流閥。

本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種設(shè)置有上述液壓同步系統(tǒng)的起重機(jī)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

（1）本實(shí)用新型采用兩級(jí)同步，調(diào)節(jié)精度高，可靠性能好；采用粗調(diào)和精調(diào)雙重結(jié)合，進(jìn)行閉環(huán)控制，在動(dòng)作過程中能自動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償糾差，不僅提高了調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)度，且調(diào)節(jié)更加快速；降低了液壓系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的超調(diào)量和工作過渡過程中慣性的影響，增加了系統(tǒng)可靠性；并且有效避免了比例換向閥由于電氣或本身故障原因不能正常工作，導(dǎo)致的油缸動(dòng)作失控現(xiàn)象。

（2）第二級(jí)精調(diào)采用在旁路上增加比例方向閥對(duì)誤差進(jìn)行修正的方式，使得比例閥的選型更加方便，避免了大通徑比例閥選型的必要，節(jié)約了成本。

（3）既能實(shí)現(xiàn)同步的精準(zhǔn)性，又能通過換向閥的控制，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件切換至獨(dú)立動(dòng)作，且切換方式簡(jiǎn)單。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的控制原理圖；

圖2實(shí)施例2中比例換向閥的連接方式。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。其中，附圖僅用于示例性說明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好地說明本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種同步液壓系統(tǒng)，包括油泵、控制元件、第一執(zhí)行元件和第二執(zhí)行元件；控制元件包括用于粗調(diào)流量的一級(jí)控制元件和用于精調(diào)流量的二級(jí)控制元件；所述一級(jí)控制元件包括第一換向閥、第二換向閥以及分流集流閥；二級(jí)控制元件包括第三換向閥、第四換向閥以及比例換向閥；比例換向閥的兩個(gè)工作油口分別與第三換向閥、第四換向閥的進(jìn)油口并聯(lián)；

一級(jí)控制元件與油泵連接；油泵的出油口通過第一換向閥可選擇地和同步元件的進(jìn)油口或第三換向閥的進(jìn)油口連通；所述油泵的出油口通過第二換向閥可選擇地與分流集流閥的進(jìn)油口或第四換向閥的進(jìn)油口連通；

分流集流閥的一個(gè)工作油口通過第一換向閥可選擇地與分流集流閥的進(jìn)油口形成回路或與第三換向閥的回油口連通；所述分流集流閥的另一個(gè)工作油口通過第二換向閥可選擇地與分流集流閥的進(jìn)油口形成回路或與第四換向閥的回油口連通；

第三換向閥、第四換向閥的工作油口分別與第一執(zhí)行元件、第二執(zhí)行元件的進(jìn)油口連通；所述第一執(zhí)行元件和第二執(zhí)行元件的輸出端分別設(shè)置有與控制器連接的位移傳感器；比例換向閥與控制器連接。

第一換向閥和第二換向閥均具有四個(gè)油口，為油口P、油口T、油口A和油口B，并具有兩個(gè)工作位置；在第一個(gè)工作位置，油口P和油口A連通，油口T和油口B連通；在第二個(gè)工作位置，油口P和油口B連通，油口T和油口A連通。

第三換向閥、第四換向閥均具有四個(gè)油口，分別為油口P、油口T、油口A和油口B，并均具有三個(gè)工作位置；在第一個(gè)工作位置，油口P截止，油口T、油口A、油口B相互連通；在第二個(gè)工作位置，油口P和油口B連通，油口T和油口A連通；在第三個(gè)工作位置，油口P、油口A、油口B相互連通，油口T截止。

本實(shí)施例中，第一換向閥、第二換向閥均為二位四通電磁閥；所述第三換向閥、第四換向閥均為三位四通電磁閥；三位四通電磁閥的中位機(jī)能為Y型，右工作位為差動(dòng)連接。第一執(zhí)行元件為第一油缸，第二執(zhí)行元件為第二油缸。

通過第一換向閥和第二換向閥的電磁得電與否實(shí)現(xiàn)第一油缸和第二油缸的單獨(dú)和聯(lián)合動(dòng)作切換。

以下為兩油缸獨(dú)立和同步控制原理。

1、兩油缸單獨(dú)控制的實(shí)現(xiàn)

進(jìn)行兩油缸的單獨(dú)控制時(shí)，分流集流閥1不參與控制，兩個(gè)二位四通換向閥2都不得電，工作位置為中位：液壓油從油泵的出口流經(jīng)二位四通換向閥2，不經(jīng)過分流集流閥1而直接流向分別控制兩個(gè)油缸5的兩個(gè)三位四通換向閥3。

通過分別控制兩個(gè)三位四通換向閥3的工作位置實(shí)現(xiàn)兩個(gè)油缸的單獨(dú)動(dòng)作。例如，當(dāng)控制第三換向閥的左工作位的電磁鐵得電，液壓油從第三換向閥油口B流出，通過平衡閥中的單向閥進(jìn)入到油缸的有桿腔；如此實(shí)現(xiàn)一個(gè)油缸的上升動(dòng)作。當(dāng)控制第三換向閥的右工作位的電磁鐵得電，系統(tǒng)開始建壓，壓力達(dá)到平衡閥4開啟壓力，該閥打開，液壓油從第三換向閥油口A流出進(jìn)入油缸的無(wú)桿腔，如此實(shí)現(xiàn)油缸的下降動(dòng)作。同理，通過控制第四換向閥的工作位置的切換，可以實(shí)現(xiàn)另一個(gè)油缸的上升和下降動(dòng)作。

2、兩油缸同步功能的實(shí)現(xiàn)

進(jìn)行兩油缸的同步控制時(shí)，進(jìn)入油缸的液壓油分別通過一級(jí)控制元件和二級(jí)控制元件進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。

控制兩個(gè)二位四通換向閥2都得電，此時(shí)液壓油分成兩路分別從第一換向閥和第二換向閥的油口P進(jìn)入，從各自的油口B流出，再一起進(jìn)入分流集流閥1的進(jìn)油口并通過該閥后，從分流集流閥出油口出來(lái)分成兩路分別流向第一換向閥和第二換向閥，再分別從第一換向閥和第二換向閥的油口A流出，如此實(shí)現(xiàn)流量的一級(jí)粗調(diào)。液壓油通過分流集流閥后，兩路流向油缸的液壓油大致相同。

通過同時(shí)控制第三換向閥和第四換向閥同一工作位的電磁鐵得電，切換到兩油缸聯(lián)合同步動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)兩油缸同時(shí)上升或下降動(dòng)作。如圖1所示，同時(shí)控制第三換向閥和第四換向閥右工作位的電磁鐵得電，系統(tǒng)開始建壓，壓力達(dá)到平衡閥4開啟壓力該閥打開，液壓油分別從第三換向閥和第四換向閥的油口A流出進(jìn)入到對(duì)應(yīng)油缸的無(wú)桿腔，實(shí)現(xiàn)兩油缸的下降動(dòng)作。

分別位于兩個(gè)油缸5輸出端的兩個(gè)位移傳感器6分別實(shí)時(shí)檢測(cè)兩油缸5的位移。若下降過程中第一油缸的下降速度快導(dǎo)致第一油缸和第二油缸的同步誤差超過控制器的設(shè)定值時(shí)，控制器對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算并處理，控制比例換向閥7左位打開，使比例換向閥7的油口A與比例換向閥7的油口T相通，液壓油從比例換向閥7的油口T流入到油箱，減少第三換向閥的進(jìn)油量，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度稍快的第一油缸放掉一部分進(jìn)油，從而達(dá)到降低第一油缸的下降速度的目的。比例換向閥7根據(jù)位移傳感器6的反饋信號(hào)，連續(xù)地控制比例換向閥7的閥口開度，使第一油缸位移與第二油缸位移趨于一致；待位移傳感器6檢測(cè)到兩油缸同步精度到誤差范圍內(nèi)后，控制器控制比例換向閥7切換到中位，停止工作。如此實(shí)現(xiàn)同步回路的閉環(huán)控制，達(dá)到二級(jí)精調(diào)的目的。待誤差再次超出范圍進(jìn)入下一工作循環(huán)。

以上只是兩油缸下降，第一油缸速度稍快的情形的描述，其它工況發(fā)生時(shí)原理類似，只是控制方向換向閥得電的不同，不再敷述。

本實(shí)施例同時(shí)提供一種設(shè)置有上述同步液壓系統(tǒng)的起重機(jī)。

實(shí)施例2

實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處在于，兩個(gè)比例換向閥7的連接方式以及同步元件的不同。如圖2所示，比例換向閥7的工作油口分別與第三換向閥的進(jìn)油口、第四換向閥的進(jìn)油口連接，油口T截止，油口P接補(bǔ)油泵；本實(shí)施例中同步元件為同步馬達(dá)（圖中未畫出）。

在進(jìn)行油缸的同步控制時(shí)，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于二級(jí)流量的精調(diào)方式，本實(shí)施例通過補(bǔ)油的方式對(duì)同步誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

以下以兩油缸下降時(shí)，第一油缸速度稍快的情形為例進(jìn)行說明補(bǔ)油控制原理。若下降過程中第一油缸的下降速度快導(dǎo)致第一油缸和第二油缸的同步誤差超過控制器的設(shè)定值時(shí)，控制器對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算并處理，控制比例換向閥7左位打開，使比例換向閥7的油口B與比例換向閥7的油口P相通，補(bǔ)油泵通過油口P、油口B對(duì)第四換向閥補(bǔ)充液壓油，增加了第四換向閥的進(jìn)油量，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度稍慢的第二油缸補(bǔ)充一部分進(jìn)油，從而達(dá)到提高第二油缸的下降速度的目的。

比例換向閥7根據(jù)位移傳感器6的反饋信號(hào)，連續(xù)地控制比例換向閥7的閥口開度，使第二油缸位移與第一油缸位移趨于一致；待位移傳感器6檢測(cè)到兩油缸同步精度到誤差范圍內(nèi)后，控制器控制比例換向閥7切換到中位，停止工作。如此實(shí)現(xiàn)同步回路的閉環(huán)控制，達(dá)到二級(jí)精調(diào)的目的。待誤差再次超出范圍進(jìn)入下一工作循環(huán)。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。