劉力

摘要：隨著我國(guó)工程建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，各類重型機(jī)械也得到了廣泛應(yīng)用，在重型機(jī)械驅(qū)動(dòng)過程中，液壓系統(tǒng)起到關(guān)鍵作用，而液壓同步控制系統(tǒng)則又是液壓系統(tǒng)中十分重要的技術(shù)關(guān)鍵，液壓同步的精度效果有時(shí)候決定了工程質(zhì)量的好壞。本文則重點(diǎn)介紹不同液壓同步系統(tǒng)的特性與使用場(chǎng)合。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng);工程機(jī)械;同步系統(tǒng)

隨著我國(guó)的工程機(jī)械發(fā)展，自動(dòng)化水平的提高，液壓同步技術(shù)技術(shù)以其功率大、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)越來越廣泛的運(yùn)用在各類需要工程機(jī)械的建設(shè)中。液壓同步運(yùn)動(dòng)是指多個(gè)液壓執(zhí)行部件同時(shí)具有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，突出體現(xiàn)為位移X和速度V相同。

一、液壓同步系統(tǒng)的分類

目前學(xué)術(shù)界與國(guó)家有關(guān)部門還并未對(duì)液壓同步系統(tǒng)做出標(biāo)準(zhǔn)與細(xì)分，不過根據(jù)業(yè)內(nèi)相關(guān)人員的經(jīng)驗(yàn)與意見大致可將其分為以下幾種類別。

（1）各種輔助閥、泵控制的液壓同步;

（2）采用容積與流量控制的液壓同步;

（3）采用液壓缸與液壓馬達(dá)控制的同步;

（4）采用閉環(huán)與開環(huán)控制的液壓同步等等。

二、液壓同步系統(tǒng)的具體展示

（一）容積方式

容積方式去實(shí)現(xiàn)液壓同步就是使相同容積的液壓油進(jìn)入到多個(gè)相同尺寸與型號(hào)的液壓缸，使得多個(gè)液壓缸能夠?qū)崿F(xiàn)位移同步。在用容積方式調(diào)節(jié)的方式下，進(jìn)過泵輸出的油液直接進(jìn)入液壓缸，中間沒有進(jìn)過任何調(diào)速閥等阻礙?？梢约?xì)分為執(zhí)行油缸串聯(lián)同步，同步液壓缸同步，同步液壓馬達(dá)同步等回路。如下圖所示從左至右分別為執(zhí)行油缸串聯(lián)同步、同步液壓缸同步、同步馬達(dá)同步。

1.執(zhí)行油缸串聯(lián)同步

如圖1所示，將兩個(gè)或兩個(gè)以上的執(zhí)行液壓油缸串聯(lián)在一起，前一個(gè)油缸的輸出口輸出油進(jìn)入下一個(gè)油缸的輸出口，多個(gè)油缸排出與接收油液容積在沒有泄漏的情況下可以達(dá)到完全一致。這種方式可以在無泄漏等理想情況下實(shí)現(xiàn)多個(gè)執(zhí)行油缸的同步運(yùn)動(dòng)，也允許一定范圍內(nèi)的偏載載荷。

2.同步液壓缸同步

如圖2所示，用一個(gè)或者兩個(gè)共用的活塞桿作為控制設(shè)備將兩個(gè)及以上的液壓缸實(shí)現(xiàn)同步控制，條件是兩個(gè)執(zhí)行液壓缸必須盡量做到結(jié)構(gòu)與制造一致，在相對(duì)理想的狀態(tài)下兩根執(zhí)行油缸的容積效率幾乎相等，進(jìn)而運(yùn)動(dòng)的位移也相等。此方案由于在實(shí)際設(shè)計(jì)制造與工況一般僅使用兩個(gè)執(zhí)行油缸。

3.同步馬達(dá)同步

如圖3所示，將兩個(gè)或兩個(gè)以上的液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸連接在一起，前提是多個(gè)液壓馬達(dá)必須是相等的，容積效率一致的。每個(gè)液壓馬達(dá)控制對(duì)等的一個(gè)液壓執(zhí)行元件，當(dāng)多個(gè)容積相同的液壓馬達(dá)通過共同轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出的油液量也相等，當(dāng)油液進(jìn)入容積相等的各個(gè)液壓執(zhí)行元件的時(shí)候執(zhí)行元件的速度與位移均可實(shí)現(xiàn)相等，回流油液則可以經(jīng)過同一管道流回油箱。

（二）流量控制方式

流量控制方式是運(yùn)用不同的液壓閥的特性進(jìn)而控制流經(jīng)液壓系統(tǒng)的流量的方式，讓多個(gè)液壓執(zhí)行部件中的流量相同，從而達(dá)到液壓同步控制。又可以細(xì)分為節(jié)流閥調(diào)速回路、同步閥調(diào)速回路、伺服換向閥調(diào)速回路。如下圖所示。

1.節(jié)流閥調(diào)速回路

如圖4所示，通過人工改變溢流閥的閥口開度大小來調(diào)節(jié)進(jìn)出閥口的油液流量來控制進(jìn)入液壓執(zhí)行器的流量。流量相等則在相同型號(hào)的液壓執(zhí)行元件中速度與位移均相等，從而實(shí)現(xiàn)同步控制。

2.同步閥調(diào)速回路

如圖5所示，原理類似于節(jié)流閥調(diào)速回路，同步閥同步回路也是通過調(diào)節(jié)分流閥、集流閥、分流集流閥等同步閥內(nèi)的節(jié)流口開度大小，以產(chǎn)生不同的節(jié)流壓降，保證節(jié)流孔前后壓差相等，確保這一對(duì)節(jié)流孔流量值關(guān)系不變。

3.伺服換向閥調(diào)速回路

如圖6所示，本結(jié)構(gòu)使用伺服換向閥，伺服閥的油液口開度可通過相應(yīng)的信號(hào)控制，可控性與魯棒性強(qiáng)好，液壓執(zhí)行元件的同步性高于以上各種同步方式。

三、展望

液壓同步控制系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)趨于成熟，產(chǎn)品安全可靠，經(jīng)濟(jì)效益明顯。當(dāng)前我國(guó)正在向工業(yè)4.0方向發(fā)展，工程機(jī)械的生產(chǎn)制造與使用控制系統(tǒng)正在被越來越多的企業(yè)所應(yīng)用。在未來，液壓同步系統(tǒng)以其獨(dú)特的性能并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，在工程機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)趨向于無人化、遠(yuǎn)程化操作，使得工程機(jī)械可以進(jìn)入到人們無法到達(dá)或者危險(xiǎn)的場(chǎng)所，這對(duì)于整個(gè)行業(yè)都有著革命性的意義。

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