一種自修正雙缸液壓同步系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種自修正雙缸液壓同步系統，其特點是，主要部件包括單活塞桿油缸（1）、雙活塞桿油缸（2）、雙單向節流閥（3）、換向閥（4）、壓力繼電器（5）、二位二通插裝式換向閥（6）、三通減壓閥（7）；所述的單活塞桿油缸（1）的出油管連接雙活塞桿油缸（2）進油管，其前端設雙單向節流閥（3）和換向閥（4）；所述的雙活塞桿油缸（2）的出油管路上連接壓力繼電器（5）；所述的三通減壓閥（7）進油一通與換向閥（4）前的主進油管路連接，減壓后壓力油一通與二位二通插裝式換向閥（6）連接，減壓后泄油一通與換向閥（4）前主回油管路連接，二位二通插裝式換向閥（6）與雙活塞桿油缸（2）的進油管路連接；同步系統的同步精度高，結構簡單，控制系統易運行，減少了設備維護的人力物力成本。
【專利說明】-種自修正雙缸液壓同步系統
[0001]
【技術領域】： 本發明型涉及機械液壓【技術領域】，具體地講是一種自修正雙缸液壓同步系統；通過此 液壓控制系統實現在兩個液壓缸負載不均衡情況下達到較高精度穩定的同步運動，廣泛應 用于冶金機械中需要同步運行的雙液壓缸。
[0002]
【背景技術】： 目前隨著液壓技術的發展，液壓元件已經逐步了實現標準化，液壓系統作為先進的執 行控制系統已經廣泛的應用于各個行業中，在液壓系統中同步系統更是重要組成部分，尤 其是雙缸液壓同步系統更是得到了廣泛的應用，如：在PQF熱軋線上就有5種雙缸同步的液 壓系統，等負載同步系統、調速閥同步系統、分流馬達同步系統、比例同步系統、油缸串聯同 步系統，然而在現場實際的使用及維護中，這些同步系統控制方法均有利弊，具體如下： 1、 等負載同步系統，如PQF熱軋線H4液壓系統5#閥臺的芯棒推送油缸液壓系統(參見 圖1)，兩油缸缸徑、活塞徑、行程相同，在運動的時候兩油缸作用在同一芯棒上，靠負載的大 致相同實現油缸的同步動作，雖然此種同步方式基本無需經濟上的投入，但這是一種非常 粗略的同步控制方式，甚至于可以認為這不是一個同步系統，對于任何有同步高精度要求 的控制系統，這種設計方式均不能滿足需求； 2、 調速閥同步系統，如PQF熱軋線H1液壓系統7#閥臺的毛管接料系統(參見圖2)，兩 個油缸同步動作，實現接住穿孔后的毛管的功能，此系統回路采用兩個高精調速閥可使液 壓缸單向同步，原理是分別調節兩缸進油路上的調速閥，使兩缸活塞移動速度同步，最終實 現油缸同步。其優點是造價低廉、系統維護簡單，其缺點是各個調速閥很難相同流量，同步 精度不高，不能用于要求精度較高的系統中，所以在實際的應用中誤差比較大，不是一種高 精同步系統。且其最致命的缺點就是調速閥的的開口度一經調整完成后，就確定了油缸在 生產過程中的運行速度，不能應用于需要不斷調整油缸速度的系統中； 3、 分流馬達同步系統，如PQF熱軋線H4液壓系統8#閥臺（參見圖3)，兩個油缸同步 動作用于芯棒臺架的升降，該回路使用相同排量的液壓馬達作為等流量分流裝置的同步回 路。這種同步回路通過溢流閥和單向閥實現油缸的泄油和補油，因此同步精度一般比較高， 資料統計現階段的技術水平已經可以保證在3%以內，且維護較簡單，但是由于分流馬達一 般采用精度更高的柱塞馬達，其成本較高，一次投資太大，一般一個32通徑的此馬達價格 高達4萬人民幣以上； 4、 比例同步系統，如PQF熱軋線H2液壓系統9#閥臺（參見圖4)，兩個油缸用于軋機 機架更換過程中的整體推拉，為了防止機架在推拉過程中出現偏斜的情況，所以對同步的 精度要求非常高，每個比例閥控制一個油缸，比例閥為高精度比例閥，油缸內內置位移傳感 器，此比例同步系統最大的優點就是控制精確，可以達到極精確控制油缸速度和同步精度 的目的，實現使用中可以達到〇. 1% - 〇. 3%之間，但是該液壓系統設計復雜，同時比例同步 系統需要電氣控制系統的大力支持，越精確的同步精度對電氣的控制要求越高，這就造成 了日常維護的難度較高，控制系統的設計復雜，故障率也較高，同時，該同步系統造價高昂。 高精度的背后是高難度、高成本、高人力。
[0003] 5、油缸串聯同步系統，如管排鋸鋸前夾緊裝置液壓系統(參見圖5)，兩油缸的活塞 徑、缸徑、行程完全相同，其中一個油缸為雙活塞桿油缸，油缸的動作由4個換向閥來控制， 夾緊時油路串聯，兩個有效工作面積相等的液壓缸實現同步運動，退回時兩油缸分別動作 至原點，實現在每次同步過程中誤差的"清零"工作，一次工作同步精度一般在3%左右，該 同步系統工作可靠，原理簡單，投入小，但是控制元件較多，使得故障率較高，且故障判斷較 為麻煩，實際上在2013的生產中多次出現閥類故障，不易維護。
[0004] 上述同步系統涵蓋了多數現階段液壓領域的同步應用，這些同步系統在不同的場 合有不同的應用，但均不可避免的存在著精度低、造價高、控制復雜、維護難度高、故障率高 等一種或多種問題。
[0005]
【發明內容】
： 本發明目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種自修正雙缸液壓同步系統；主要 解決現有液壓領域的同步系統存在的精度低、造價高、控制復雜、維護難度高、故障率高等 問題。
[0006] 本發明的技術方案是：一種自修正雙缸液壓同步系統，其特殊之處在于，主要部件 包括單活塞桿油缸、雙活塞桿油缸、雙單向節流閥、換向閥、壓力繼電器、二位二通插裝式換 向閥、三通減壓閥；所述的單活塞桿油缸與雙活塞桿油缸的缸直徑、活塞直徑、活塞桿長度 均相等，單活塞桿油缸的出油管連接雙活塞桿油缸進油管；所述的單活塞桿油缸與雙活塞 桿油缸前端設雙單向節流閥和換向閥，雙單向節流閥位于換向閥與單活塞桿油缸之間；所 述的雙活塞桿油缸的出油管路上連接壓力繼電器；所述的三通減壓閥進油一通與換向閥前 的主進油管路連接，減壓后壓力油一通與二位二通插裝式換向閥連接，減壓后泄油一通與 換向閥前主回油管路連接，二位二通插裝式換向閥與雙活塞桿油缸的進油管路連接；壓力 繼電器通過電氣連接實現對換向閥的控制，所述的單活塞桿油缸與雙活塞桿油缸動作油源 及換向由換向閥控制，誤差的消除修正由二位二通插裝式換向閥及三通減壓閥控制，單活 塞桿油缸與雙活塞桿油缸的同步功能是基于一個油缸的出油量等于另外一個油缸的進油 量。
[0007] 進一步的，所述的換向閥為Y型中位三位四通型。
[0008] 本發明所述的一種自修正雙缸液壓同步系統與已有技術相比具有突出的實質性 特點和顯著進步，1、同步系統的同步精度很高，在不考慮油缸內泄及油液的壓縮量的情況 下可以實現〇誤差運行，即使是考慮到液壓系統的內泄、油缸的制造精度、油液的壓縮量的 情況下，也可實現一次同步精度保持在2%以內；2、該同步系統可以通過雙單向節流閥整體 調節同步系統的運行速度，而不會出現一旦設定就無法調節的情況；3、同步系統在回退動 作的末段可以通過補油或者泄油實現誤差的"清零"工作，避免了同步誤差的不斷累積，保 證了下一次油缸動作前的原始位；4、由于同步系統采用部分非常成熟的標準件，結合成一 個高精度的控制系統，具有液壓原理簡易、結構簡單，控制系統易運行，很大程度上減輕了 故障判斷的難度，減少了設備維護的人力物力成本；由于采用常用的標準件，一次性投資也 很小，同時調試和使用方便；5、系統最主要的特點是一套換向閥控制油缸的同步動作，另一 套控制系統誤差的消除，各司其職、原理簡易、控制簡單、元件成熟。
[0009]
【專利附圖】
【附圖說明】： 圖1是現有的PQF熱軋線上的等負載同步系統原理圖； 圖2是現有的PQF熱軋線的調速閥同步系統原理圖； 圖3是現有的PQF熱軋線上的分流馬達同步系統原理圖； 圖4是現有的PQF熱軋線上的比例同步系統原理圖； 圖5是現有的管排鋸鋸前夾緊裝置油缸串聯同步系統原理圖； 圖6是本發明的原理圖。
[0010] 其中，1單活塞桿油缸、2雙活塞桿油缸、3雙單向節流閥、4換向閥、5壓力繼電器、 6二位二通插裝式換向閥、7三通減壓閥。
[0011]
【具體實施方式】： 為了更好地理解與實施，下面結合附圖給出具體實施例詳細說明本發明；所舉實施例 僅用于解釋本發明，并非用于限制本發明的范圍。
[0012] 實施例1，參見圖6,采用缸直徑、活塞直徑、活塞桿長度均相等的單活塞桿油缸1 和雙活塞桿油缸2,將單活塞桿油缸1的出油管連接雙活塞桿油缸2進油管，在單活塞桿油 缸1與雙活塞桿油缸2的前端安裝雙單向節流閥3和換向閥4,雙單向節流閥3位于換向 閥4與單活塞桿油缸1之間，在雙活塞桿油缸2的出油管路上連接壓力繼電器5,將三通減 壓閥7進油壓力油一通與換向閥4前的進油管路連接，減壓后壓力油一通與和二位二通插 裝式換向閥6連接，減壓后泄壓一通與換向閥4前主回油路連接，再將二位二通插裝式換向 閥6與雙活塞桿油缸2的進油管路連接；單活塞桿油缸1與雙活塞桿油缸2動作油源及換 向由換向閥4控制，換向閥4為Y型中位三位四通型，單活塞桿油缸1與雙活塞桿油缸2的 同步功能是基于一個油缸的出油量等于另外一個油缸的進油量；三通減壓閥7與二位二通 插裝式換向閥6主要用于消除在此同步系統中由于內泄滲漏及油的壓縮導致的誤差，實現 每次同步動作后的及時卸油或補油，壓力繼電器5通過電氣連接實現對換向閥6的控制；以 上這些元件均為最常用的液壓元件。
[0013] 本發明所述的一種自修正雙缸液壓同步系統，具體動作方式如下：如圖6,系統壓 力為P，三通減壓閥設定壓力為0.5P，壓力繼電器設定為大于等于0.95P發"1"信號，低于 〇. 8P發"0 "信號(用于控制二位二通插裝式換向閥）； 當該系統安裝后首次使用時，1DT、2DT均不得電，3DT得電，經過三通減壓閥減壓后的 壓力油進入單活塞桿油缸有桿腔，推動單活塞桿油缸運行到最左端，同時壓力油進入雙活 塞桿油缸的右油腔，使雙活塞桿油缸也運行到最左端，兩個油缸在此過程中的回油均通過 換向閥的Y型中位回油箱；然后1DT得電，此時雙活塞桿油缸的左端作用了壓力油P，右端 作用了三通減壓閥減壓過來的壓力〇. 5P，由于雙活塞桿油缸是雙活塞油缸，活塞桿徑面積 一樣，所以左端的壓力作用力將大于右端的壓力作用力，將推動雙活塞桿油缸運行到最右 端，多余的壓力油將通過三通減壓閥瀉出，單活塞桿油缸的有桿腔由于仍然作用了壓力油， 右端通過換向閥連接油箱，單活塞桿油缸此時仍處于最左端位置，1DT、3DT失電。此時單活 塞桿油缸在最左端，雙活塞桿油缸在最右端，都到達了油缸的基準位，單活塞桿油缸和雙活 塞桿油缸之間的管道內將充滿低壓油〇. 5P，將單活塞桿油缸、與雙活塞桿油缸保持在基準 位；同步系統準備工作完畢； 當油缸需要同步前進動作時，2DT得電，壓力油P通過換向閥進入單活塞桿油缸的無桿 腔，推動單活塞桿油缸右行，由于單活塞桿油缸與雙活塞桿油缸之間的管道之間已經充滿 壓力油，從單活塞桿油缸有桿腔出來的油將直接進入雙活塞桿油缸的右％5，推動雙活塞桿 油缸左行，同時，由于兩個油缸的活塞徑、缸徑相同，單活塞桿油缸出來的油等于雙活塞桿 油缸進去的油，兩個的行程也完全相同，處于同步動作狀態，直至動作完成，此過程壓力繼 電器的測壓處處于回油狀態，壓力小于0. 8P，發"0"信號，故3DT不得電，二位二通插裝式換 向閥處液壓油處于截斷狀態； 當油缸要同步回退動作時，1DT得電，壓力油通過換向閥進入雙活塞桿油缸左端，推動 雙活塞桿油缸右行，雙活塞桿油缸回來的液壓油推動單活塞桿油缸左行，如上段所述，實現 同步動作，雙活塞桿油缸快運行到最右端動作即將完成時，由于負載越來越大，壓力繼電器 的測壓處壓力將越來越大，最終達到0. 95P以上，壓力繼電器發" 1"信號，3DT將得電，經二 位二通插裝式換向閥的低壓油進入系統，單活塞桿油缸被推行至最左端，雙活塞桿油缸仍 將被推至最右端，經三通減壓閥的壓力油對單活塞桿油缸和雙活塞桿油缸之間的管道進行 補油或泄油，兩油缸均動作到基準位，實現一個循環過程中誤差的"清零"工作。
[0014] 該同步系統在前進時實現同步動作，回退過程的前段過程也是同步動作，最末段 實現"誤差清零"工作。雙單向節流閥可以調節同步系統的運行速度。
【權利要求】
1. 一種自修正雙缸液壓同步系統，其特征在于，主要部件包括單活塞桿油缸（1)、雙活 塞桿油缸（2)、雙單向節流閥（3)、換向閥（4)、壓力繼電器（5)、二位二通插裝式換向閥（6)、 三通減壓閥（7);所述的單活塞桿油缸（1)與雙活塞桿油缸（2)的缸直徑、活塞直徑、活塞桿 長度均相等，單活塞桿油缸（1)的出油管連接雙活塞桿油缸（2)進油管；所述的單活塞桿油 缸（1)與雙活塞桿油缸（2)前端設雙單向節流閥（3)和換向閥（4)，雙單向節流閥（3)位于 換向閥（4)與單活塞桿油缸（1)之間；所述的雙活塞桿油缸（2)的出油管路上連接壓力繼 電器（5);所述的三通減壓閥（7)進油一通與換向閥（4)前的主進油管路連接，減壓后壓力 油一通與二位二通插裝式換向閥（6)連接，減壓后泄油一通與換向閥（4)前主回油管路連 接，二位二通插裝式換向閥（6 )與雙活塞桿油缸（2 )的進油管路連接；壓力繼電器（5 )通過 電氣連接實現對換向閥（6)的控制，所述的單活塞桿油缸（1)與雙活塞桿油缸（2)動作油源 及換向由換向閥（4)控制，誤差的消除修正由二位二通插裝式換向閥（6)及三通減壓閥（7) 控制，單活塞桿油缸（1)與雙活塞桿油缸（2)的同步功能是基于一個油缸的出油量等于另 外一個油缸的進油量。
2. 根據權利要求1所述的一種自修正雙缸液壓同步系統，其特征在于，所述的換向閥 (4)為Y型中位三位四通型。
【文檔編號】F15B11/22GK104100587SQ201410251599
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年6月9日
【發明者】汪濤國, 孫德強, 王正, 鄭月強 申請人:煙臺寶鋼鋼管有限責任公司