二、认识多缸同步回路

在龙门式机床、剪板机、板料折弯机等设备中,要求两个以上的液压缸同步动作。同步回路是保证系统中的两个或多个执行元件(液压缸、液压马达)以相同的位移或相同的速度(或固定的速比)同步运动。在一泵多缸的系统中,尽管液压缸的有效工作面积相等,但是由于运动中所受负载不均衡,摩擦阻力也不相等,泄漏量的不同以及制造上的误差等,不能使液压缸同步动作。同步回路的作用就是为了克服这些影响,补偿它们在流量上所造成的变化。

同步运动分为速度同步和位置同步两类。速度同步是指各执行元件的运动速度相等,位置同步是指各执行元件在运动中或停止时都保持相同的位移量。

1.节流型同步回路

1)用调速阀控制的同步回路

如图5-50所示,两个并联的液压缸分别用调速阀控制的同步回路。两个调速阀分别调节两缸活塞的运动速度,当两缸有效面积相等时,则流量也调整得相同;若两缸面积不等时,则改变调速阀的流量也能达到同步的运动。

用调速阀控制的同步回路,结构简单并且可以调速,但是由于受到油温变化以及调速阀性能差异等影响,同步精度较低,一般在5%～7%。

2)用电液比例调速阀控制的同步回路

图5-51所示为用电液比例调速阀实现同步运动的回路。回路中使用了一个普通调速阀1和一个比例调速阀2,它们装在由多个单向阀组成的桥式回路中,并分别控制着液压缸3和4的运动。当两个活塞出现位置误差时,检测装置就会发出信号,调节比例调速阀的开度,使液压缸4的活塞跟上液压缸3的活塞运动而实现同步。

图5-50　并联调速阀的同步回路

1,3—单向阀;2,4—调速阀;5,6—液压缸

图5-51　用电液比例调速阀实现同步运动的回路

1—普通调速阀;2—比例调速阀;3,4—液压缸

这种回路的同步精度较高,位置精度可达0.5mm,已能满足大多数工作部件所要求的同步精度。比例阀性能虽然比不上伺服阀,但费用低,系统对环境适应性强。

2.采用补偿措施的串联液压缸同步回路

图5-52所示为采用补偿措施的串联液压缸同步回路,图中第一个液压缸回油腔排出的油液,被送入第二个液压缸的进油腔。如果串联油腔活塞的有效面积相等,便可实现同步运动。这种回路两缸能承受不同的负载,但泵的供油压力要大于两缸工作压力之和。

由于泄漏和制造误差影响了串联液压缸的同步精度,当活塞往复多次后,会产生严重的失调现象,为此要采取补偿措施。图5-52是两个单作用缸串联,并带有补偿装置的同步回路。为了达到同步运动,液压缸1有杆腔A的有效面积应与液压缸2无杆腔B的有效面积相等。在活塞下行的过程中,如液压缸1的活塞先运动到底,触动行程开关1XK发信,使电磁铁1DT通电,此时压力油便经过二位三通电磁换向阀3、液控单向阀5,向液压缸2的B腔补油,使液压缸2的活塞继续运动到底。如果液压缸2的活塞先运动到底,触动行程开关2XK,使电磁铁2DT通电,此时压力油便经二位三通电磁换向阀4进入液控单向阀的控制油口,液控单向阀5反向导通,使液压缸1能通过液控单向阀5和二位三通电磁换向阀3回油,使液压缸1的活塞继续运动到底,对失调现象进行补偿。

图5-52　采用补偿措施的串联液压缸同步回路

1,2—液压缸;3,4—二位三通电磁换向阀;5—液控单向阀;6—三位四通电磁换向阀