电液等效“准数控”液压梯度调压探讨.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 01 2 1 2 0 1 3 0 6 0 0 5 7 0 2 电液等 效 “ 准数 控 ’ ’ 液压 梯 度 调 压 探 讨 王培 文 ，陆红 ，强伟 1 ． 徐州压 力 机械 有 限公 司 ， 江 苏 徐 州 2 2 1 0 0 4； 2 ． 徐 J ,1、 I 煤矿 工程 机械 装备 有 限公 司 ， 江苏 徐 州 2 2 1 0 0 4 摘 要 本 文充 分 利 用 P L C程 控逻 辑 电路 多路 输 出 的优势 ， 设 计 了 多阀 串联 先 导和 相邻 压 差梯 度 的调 控 液 压 回路 ， 探 讨 了等效 电液“ 准数控 ” 密集梯 度调 压 的可行 性 。并 结合 现有 数控 电液 比例 阀 的调 控 液压 回路 ， 进行 了实用 性技 术分 析 。 关键 词 机械 制造 ； 准 数控 ； 电液 一体 ； P L C； 密集 梯度 中 图分类 号 T H1 3 7 文献 标识 码 B 0引 言 现代重 型 机械设 备 ，其 液压 动力 调控 输 出多 已 采 用先 进 的数控 技术 。作 为 以 P L C和 比例 阀为核 心 的电液 一体 数控 系统 ，相 比传 统 液压 动力 的 电液 调 控 系统 ， 占用 空 问较小 ， 性 价 比较 高 。但 是 由于重 型 机械 设备 相对 恶 劣 的工作 环境 ，必 然对 精 密数 控 系 统产 生严 重 干扰并 带来 不 良影 响 。本文 期 望借 助于 电气 串联 电路 的分压原 理 ，设计 多 阀 串联 密集 压力 梯度 的先导 液 压 回路 ， 充 分 发 挥 P L C多路 程 控 逻辑 电路 的数 控输 出 ，实 现密集 液压 梯 度 的等效“ 准数 控 ” 电液 调控 。 1液压 系统 压 力的梯 度调 控 先进 重型 机械设 备 液压 动力 系统 的输 出设 计 要 求 为数 控无 级 调压 。但 在现 场实 际操 作使 用 的工 况 收稿 日期 2 0 1 3 0 5 0 2 作者简介 王培文 1 9 8 3 一 ， 男， 工程师， 从事锻压液压机产品研发 下 ， 也并 非苛 求 绝对无 压 力级差 的平 滑调 压 曲线 。 作 为 恶 劣 环 境 中使 用 的重 型 机 械设 备 的 电液 操 控 系 统 ， 调控 稳定 性更 加重 要 ， 而调 压精 确度 和性 价 比的 要求 则处 于 次要 地位 。 1 ． 1 串联 密集梯 度 调压 回路 依据 电气 串联 电路 原理 设计 的液 压 回路 ，采 取 密集 液 压梯 度 升 降压 的方 式 ， 是 基 于 P L C程控 各先 导 电磁 阀的 、 可单 独和 组合 式控 制通 电动 作 、 实现梯 度 压 差变 换 的等效 “ 准 数控 ” 调控 ， 如 图 1所 示 。 1 ． 2微 小压 差调 压 回路 图 1简 约 表 达 了在 重 型设 备 的液 压 动力 源 中 ， 以旁路 联接 形 式设 置 的液压梯 度微 差调 压 回路 。其 在 P L C程 控 下 的调 压 能效 如 下 ①仅 有 先 导 电磁 阀 Yv1通 电时 、 0 ． 6 3 MP a调 压 阀 的液压 旁通 断路 ； 控制 插 装 阀 的压 力 阀插件 使得 液压 动力 源 的液 压系 统维 持 在 0 ． 6 3 MP a压力值 。 ② 仅有 先导 电磁 阀 Y V 2通 电 时 、 1 ． 6 MP a调压 阀 的液 压旁 通 断路 ；控 制插 装 阀 的 压 力 阀 插 件 使 得 液 压 动 力 源 的 液 压 系 统 维 持 在 I mpr o v e me n t o f c o l umn s t r uc t ur e f o r l a r g e - - t o nn a g e pr e s s ba s e d o n fin i t e e l e me nt me t ho d YAO J i n g l i n ， Z HANG Xi n g u o ， WU S h u s e n ， Z HE NG Xi a n g Y a n g z h o u J F MMR I Me t a l f o r mi n g Ma c h i n e r y C o ． ， L t d ． ， Y a n g z h o u 2 2 5 1 2 7 ， J i a n g s u C h i n a Ke y wo r d s Me c h a n i c a l p r e s s ； YV5 YV4 YV3 YV2 YV1 图 1 微差调压 回路 1 ． 6 MP a压力值 。③ 仅 当先 导 电磁 阀 Yv1和 Yv2同 时通 电时 ， 则有 0 ． 6 3 MP a和 1 ． 6 MP a调压 阀的 同时被 旁通 断路 ； 此时控 制插 装 阀 的压 力 阀插件 ， 使 得液 压 动力 源 的液 压 系统 达 到 两 阀相 加 压 力值 2 ． 2 3 MP a 。 ④ 按上 述方 式单 独通 电或 分别 组合通 电的先 导 电磁 阀旁通 与 断路控 制 ，图示 调压 回路 可实 现 的梯度 调 压 分级 数 为 2 n 一 1 ， 其 中 n为 调 控 先导 电磁 阀 的个 数 。 仅 当r ／,取值 5时 ， 调压回路调压分级数为 2 5 _ 1 3 1 。 1 ． 3密集调 压梯 度 设定 图示 调 压 回路 要 求 的压力 最 大为 2 5 MP a ， 则 平均 相邻 调 压级 差 梯度 仅 为 2 5 MP a ／ 级数 3 1 0 ． 8 0 6 MP a 。 对 于重型 液压设 备 ， 液压 动力 系统 的压 力 波 动 、压 力 级差调 节及 示值 误差 等往 往等 于 或超 过 1 ． 0 MP a这个 界 限值 。另外 ， 由于重 型设 备输 入 电源 的 电压 、 电流也不 是绝 对稳定 不 变 的 ， 因此 调控 输 出 小 于 1 ． 0 MP a的调压 梯度 ， 也应 当在 重型 液压设 备 许 用 范 畴 之 列 。 若期 望进 一步减 小 回路 的平均 调压 级 差 ，只要 在此 基 础上 取值 递增 指数 n l 5 1 ，则 每增 加一 个先 导调 压 电磁 阀 ，即可使调 压 回路 的调 压梯 度数 相 比 n 5条 件增 加一倍 。 1 ． 4 调 压 回路 的实施 可行性 ① 为降低 本液 压 回路 中各 阀的压 力损 失及 流量 阻力 ， 应 按照从 各 高压级 到低 压级 的排 列顺 序 ， 依 次 增 大先 导调压 电磁 阀的公称 通径 。② 与使 用 环境 条 件较 高 的比例 先导 阀调控相 比 ， 微差密 集梯度 调压 回 路 的操控可靠性提高。虽有 占用较大立体空间的不足 ， 但对 于基础 固定 的非移动使 用重型液 压设 备来 说 ， 则 便 于故 障维修 和配件 的快 捷更 换 。③ 密集 梯 度调压 回路对液压油的理化品质 、 过滤精度等相关指标 要求 ， 远不 如精 密型 比例 先导 阀 的要求 苛刻 。另外 在频 繁 高低 压 、 大范 围跨 度快 速调 压 的场 合 ， 有 望克 服 比例 先导阀“ 滞环 ” 对压力 阀瞬 间快速启闭灵敏度 的影响 。 2结 语 本 文 充 分 利 用 P L C程 控 逻 辑 电路 多 路 输 出 的 优 势 ，设计 了多 阀 串联 先 导和相邻 压 差梯 度 的调 控 液 压 回路 ， 探 讨 了等效 电液 “ 准 数 控 ” 密 集梯 度 调 压 的可行 性 。并结 合现 有数 控 电液 比例 阀的调 控液 压 回路 ， 进行 了实用 性技 术分 析 。 可 为设计 完善 的标 准 回路 功能 阀 岛 ，应用 于先 进 的重型 液压设 备 的数 控 设 计及 升 级改造 提供 参考 。 【 参 考文 献 】 [ 1 ] 俞新陆． 液压机[ M 】 ．北京 机械工业出版社， 1 9 8 2 ． 【 2 】 帅长红．液压机设计、 制造新工艺新技术及质量检验标准规范【 M 】 ． 北京 北方工业出版社， 2 0 0 6 ． 【 3 ] 陆望龙． 实用液压机械故障排除与修理大全． 长沙 湖南科学技术 出版社 ， 2 0 0 1 ． [ 4 ] 陆红． 锻压 液压机 的准柔性化设 计[ J 1 ． 锻压 装备与制 造技术 ， 2 0 0 2 ． 3 7 6 ． D i s c u s s i o n a b o u t e l e c t r o - h y d r a u l i c e q u i v a l e n t NC h y d r a u l i c g r a d i e n t p r e s s u r e r e g ula t i n g s t r a t e g y WA N G P e i w e n ， L U Ho n g ， Q I A NG We i 1 ． X u z h o u P r e s s u r e Ma c h i n e r y C o ． ， L t d ． ， X u z h o u 2 2 1 0 0 4 ， J i a n g s u C h i n a ； J 2 2 1 0 0 4 ， J i a n g s u C h i n a a d v a n t a g e i n t h e t e x t ， t h e c o n t r o l g r a d i e n t h a s b e e n d e s i g n e d ． T h e h a s b e e n d i s c u s s e d ． B y c o mb i n i n g v e ，t h e p r a c t i c a b i l i t y t e c h n o l o g y