本發(fā)明涉及一種液壓恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)，適用于機械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
液壓恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)廣泛用于各種機床和工程機械中，如“3150kN通用液壓機液壓系統(tǒng)”、“大型封頭旋壓機床”、“4500kN雙動薄板沖壓機”等。液壓隨動恒功率控制系統(tǒng)的特點是：當執(zhí)行元件輸出的力或力矩變大時，通過液壓反饋的自適應(yīng)作用，使泵排量變小從而保證執(zhí)行元件的運動速度或轉(zhuǎn)速相應(yīng)變??；反之，當執(zhí)行元件輸出的力或力矩變小時，通過液壓反饋的自適應(yīng)作用，使泵排量變大從而保證執(zhí)行元件的運動速度或轉(zhuǎn)速相應(yīng)變大，這樣可以控制工作機始終在恒功率狀態(tài)下工作，這對提高工作效率及設(shè)備的使用壽命都大有益處。對于機床中所應(yīng)用的液壓恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)，通常要求它靈敏度高、誤差小、抗振性好，工作穩(wěn)定可靠，而這些性能都是由液壓恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)的特性來決定。目前常見的液壓恒功率控制系統(tǒng)都是利用泵出的液壓力反饋到泵的變量控制機構(gòu)中的，而在這些系統(tǒng)中，泵的出口壓力與執(zhí)行元件工作腔的壓力有較大差別，這必將影響到液壓恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)的靈敏度、精度、抗振性和工作穩(wěn)定性。通過分析現(xiàn)有的液壓恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)中存在的問題，為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出了一種液壓恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)，將執(zhí)行元件工作腔的壓力通過恒功率閥反饋到泵的變量控制機構(gòu)中，提高了控制系統(tǒng)的靈敏度、精度、抗振穩(wěn)定性和工作穩(wěn)定性。通過恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)使液壓馬達實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速隨扭矩的變化而自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)實現(xiàn)了恒功率自適應(yīng)控制。提高了執(zhí)行元件的功率利用率和工作時效。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：所述控制系統(tǒng)的主系統(tǒng)是一個閉式液壓回路。該系統(tǒng)由三套油路組成。主系統(tǒng)是高壓系統(tǒng)，由雙向變量油泵l及雙向變量液壓馬達5組成，可以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)正、反向轉(zhuǎn)動。主系統(tǒng)的壓力油路通過梭閥2與恒功率控制閥7的主油口連通，主油路最高工作壓力由溢流閥6調(diào)定?？刂葡到y(tǒng)由低壓定量油泵9供油，其最大工作壓力由溢流閥l0調(diào)定，通過三位四通電磁閥13控制油流方向，其壓力油路通過梭閥14與恒功率控制閥7的控制油口連通，其作用是控制先導閥閥芯位移的大小和方向，其控制壓力稱為P控約在0～4.5MPa之間，二位二通電磁閥8控制泵9的卸荷與工作。操縱系統(tǒng)由低壓定量油泵11供油，其最大工作壓力由溢流閥12調(diào)定，其作用是操縱隨動閥跟蹤先導閥，其操縱壓力稱為P控約為1.5MPa。同時定量油泵11為主系統(tǒng)補油。
起動主油泵1、控制油泵9和操縱油泵l1，三位四通電磁閥13不通電，此時電磁閥位于中位，先導閥隨之位于中位，α角等于0，主油泵空運轉(zhuǎn)，無排量，馬達不轉(zhuǎn)，工作機不工作。
本發(fā)明的有益效果是：該恒功率伺服控制系統(tǒng)所采用的元件，結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，造價低，操作及維護方便。通過液壓伺服自適應(yīng)控制使液壓馬達變速過程大大簡化，實現(xiàn)了自動化控制。值得在工作負荷經(jīng)常變化且需要恒功率控制的液壓機床或其他液壓機械中推廣應(yīng)用。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明的液壓恒功率自適應(yīng)控制系統(tǒng)。
圖中：1.主油泵；2、14.或門型梭閥；3、4.單向閥；5.工件馬達；6、10、12.溢流閥；7.恒功率閥；8.二位二通電磁閥；9.控制油泵；11.操縱油泵(補油泵)；13.三位四通電磁換向閥；15.液壓伺服變量機構(gòu)。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1，控制系統(tǒng)的主系統(tǒng)是一個閉式液壓回路。該系統(tǒng)由三套油路組成。主系統(tǒng)是高壓系統(tǒng)，由雙向變量油泵l及雙向變量液壓馬達5組成，可以驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)正、反向轉(zhuǎn)動。主系統(tǒng)的壓力油路通過梭閥2與恒功率控制閥7的主油口連通，主油路最高工作壓力由溢流閥6調(diào)定?？刂葡到y(tǒng)由低壓定量油泵9供油，其最大工作壓力由溢流閥l0調(diào)定，通過三位四通電磁閥13控制油流方向，其壓力油路通過梭閥14與恒功率控制閥7的控制油口連通，其作用是控制先導閥閥芯位移的大小和方向，其控制壓力稱為P控約在0～4.5MPa之間，二位二通電磁閥8控制泵9的卸荷與工作。操縱系統(tǒng)由低壓定量油泵11供油，其最大工作壓力由溢流閥12調(diào)定，其作用是操縱隨動閥跟蹤先導閥，其操縱壓力稱為P控約為1.5MPa。同時定量油泵11為主系統(tǒng)補油。
起動主油泵1、控制油泵9和操縱油泵l1，三位四通電磁閥13不通電，此時電磁閥位于中位，先導閥隨之位于中位，α角等于0，主油泵空運轉(zhuǎn)，無排量，馬達不轉(zhuǎn)，工作機不工作。
將1DT通電，三位四通電磁換向閥13左位進入系統(tǒng)。油泵9來的壓力油經(jīng)三位四通電磁換向閥13進入先導閥左腔，推動先導閥的閥芯向右運動(先導閥左位工作)、此時油泵11來的壓力油經(jīng)先導閥后分別進入隨動閥的左右腔，在差動液壓力作用下使隨動閥芯向左移動，設(shè)α擺角為+α，主油泵供油方向由A→B，馬達為正轉(zhuǎn)。若將2DT通電，1DT斷電，三位四通電磁閥13右位進入系統(tǒng)，油泵9來的壓力油經(jīng)三位四通電磁換向閥13進入先導閥右腔，推動先導閥的閥芯向左運動(先導閥右位工作)、此時油泵11來的壓力油直接進入隨動閥的左腔，推動隨動閥芯向右移動，隨動閥右腔的回油經(jīng)先導閥后回油箱。此時對應(yīng)的擺角α為-α，主油泵供油方向由B→A，馬達反轉(zhuǎn)。綜上所述，1DT、2DT只決定馬達的轉(zhuǎn)向。
馬達轉(zhuǎn)速高低(即泵每轉(zhuǎn)排量的大小)則要根據(jù)馬達輸出軸的扭矩大小而定。當馬達輸出軸的力矩M增加時，P主增加。由于恒功率閥的作用，P主上升時，P控下降。相應(yīng)產(chǎn)生先導閥的位移Δx減小，隨動閥跟隨移動相同的位移Δx，從而獲得相應(yīng)較小的斜盤傾角n和較小的泵排量q，從而產(chǎn)生較低的馬達轉(zhuǎn)速n。當馬達輸出軸的力矩M減小時，P主減小。由于恒功率閥的作用，P主減小時，P控上升。相應(yīng)產(chǎn)生的先導閥的位移△x增大，隨動閥跟隨移動相同的位移缸，從而獲得相應(yīng)較大的斜盤傾角α和較大的泵排量q，從而產(chǎn)生較高的馬達轉(zhuǎn)速n。