一种减少液压系统节流损失的方法与流程

文档序号:11615896阅读:733来源:国知局

本发明属于液压系统控制领域,尤其涉及一种用于减少液压系统节流损失的方法。



背景技术:

热轧带钢厂的液压系统采用节流方法来调整执行元件的速度,以满足工艺要求。目前,液压系统通常是由液压缸、2个单向节流阀、2个液控单向阀、2个换向阀以及压力油管路、回油管路组成。在节流调速过程中,大量的压力势能转变为热能,不仅造成能源的浪费,而且加快了油液的劣化进程。

以液压缸活塞杆伸出为例,液压系统调速回路的工作过程为:换向阀ⅰ换向处于右位,压力油进入液控单向阀ⅱ的控制腔,使液控单向阀ⅱ处于直通状态。换向阀ⅱ换向处于右位,压力油经换向阀ⅱ、液控单向阀ⅰ、单向节流阀ⅱ中的单向阀进入液压缸的活塞腔,液压缸有杆腔中的油液经单向节流阀ⅰ中的节流阀、液控单向阀ⅱ进入换向阀ⅱ回油箱。单向节流阀ⅰ调定液压缸的速度,其压差损失在6~10mpa,节流损失很大。



技术实现要素:

本发明提供一种减少液压系统节流损失的方法,其目的旨在节约能源,延长油液寿命。

为此,本发明所采取的技术解决方案是:

一种减少液压系统节流损失的方法,其特征在于:

建立液压控制系统:

液压控制系统包括液压缸、单向节流阀ⅰ、单向节流阀ⅱ、伺服滑阀ⅰ、伺服滑阀ⅱ、液控单向阀ⅰ、液控单向阀ⅱ、变量液压泵、定量液压马达、梭阀、换向阀ⅰ、换向阀ⅱ、阻尼孔ⅰ、阻尼孔ⅱ、阻尼孔ⅲ、阻尼孔ⅳ、压力油管路及回油管路;变量液压泵与定量液压马达组成一个液压变压器。

液压控制过程:

换向阀ⅰ换向处于右位,压力油将液控单向阀ⅱ打开;

换向阀ⅱ换向处于右位,压力油经过换向阀ⅱ、液控单向阀ⅰ、单向节流阀ⅱ中的单向阀进入液压缸,推动液压缸活塞杆伸出;

液压缸有杆腔的油液经过单向节流阀ⅰ中的节流阀、液控单向阀ⅱ、换向阀ⅱ回油箱;

设定伺服滑阀ⅱ的动作压力值p0为0.2~2mpa范围内的某个确定值,根据工艺要求计算出单向节流阀ⅰ的开口度,这样只要保持单向节流阀ⅰ两端的压差不变,经过单向节流阀ⅰ的流量就是一个恒定值,从而保证液压缸按照工艺要求的速度运行;

当单向节流阀ⅰ两端的压差超过伺服滑阀ⅱ的设定值p0时,说明通过单向节流阀ⅰ的流量大于期望值,即液压缸的速度大于工艺要求,伺服滑阀ⅱ动作,控制油液经过换向阀ⅰ、伺服滑阀ⅱ、梭阀进入变量液压泵的变量控制机构,使变量液压泵的排量增大,变量液压泵需要的功率增大,从而使定量液压马达的输出功率增大,转速下降,通过单向节流阀ⅰ的流量降低,单向节流阀ⅰ两端的压差等于p0,伺服滑阀ⅱ保持现有状态,进入到一个稳定状态;

当单向节流阀ⅰ两端的压差低于伺服滑阀ⅱ的设定值p0时,说明通过单向节流阀ⅰ的流量小于期望值,即液压缸的速度小于工艺要求,伺服滑阀ⅱ动作,控制油液经过换向阀ⅰ、伺服滑阀ⅱ、梭阀进入变量液压泵的变量控制机构,使变量液压泵的排量减小,变量液压泵需要的功率减小,从而使定量液压马达的输出功率减小,转速上升,通过单向节流阀ⅰ的流量增加,单向节流阀ⅰ两端的压差等于p0,伺服滑阀ⅱ保持现有状态,进入到一个稳定状态;

换向阀ⅰ、换向阀ⅱ换向处于左位时,其液压缸活塞杆缩回的过程与上述伸出的过程类似,在此过程中,单向节流阀ⅱ两端的压差控制伺服滑阀ⅰ动作,进而控制变量液压泵的排量,调节定量液压马达的转速,从而使通过单向节流阀ⅱ的流量恒定,使液压缸的速度满足工艺要求。

变量液压泵最大、最小排量分别为定量液压马达额定排量的70%和10%;当换向阀ⅰ、换向阀ⅱ处于中位即液压变压器处于非工作状态时,变量液压泵的排量为定量液压马达额定排量的10%;当变量液压泵的变量控制机构接回油时,变量液压泵的排量处于调定的最大排量。

本发明的有益效果为:

本发明可有效降低液压系统调速过程中的节流损失,从而极大节省能源,延长油液寿命,实现环境友好、资源节约的目标。

附图说明

图1是液压控制系统液压缸活塞杆伸出状态示意图。

图中:液压缸1、单向节流阀ⅰ2、单向节流阀ⅱ3、伺服滑阀ⅰ4、液控单向阀ⅰ5、液控单向阀ⅱ6、伺服滑阀ⅱ7、变量液压泵8、定量液压马达9、梭阀10、换向阀ⅰ11、换向阀ⅱ12、阻尼孔ⅰ13、阻尼孔ⅱ14、阻尼孔ⅲ15、阻尼孔ⅳ16。p为压力油管路,t为回油管路。

具体实施方式

建立液压控制系统:

液压控制系统包括液压缸1、单向节流阀ⅰ2、单向节流阀ⅱ3、伺服滑阀ⅰ4、液控单向阀ⅰ5、液控单向阀ⅱ6、伺服滑阀ⅱ7、变量液压泵8、定量液压马达9、梭阀10、换向阀ⅰ 11、换向阀ⅱ12、阻尼孔ⅰ13、阻尼孔ⅱ14、阻尼孔ⅲ15、阻尼孔ⅳ16、压力油管路p及回油管路t。变量液压泵8与定量液压马达9组成一个液压变压器。

液压控制系统控制过程:

换向阀ⅰ11换向处于右位,压力油将液控单向阀ⅱ6打开。

换向阀ⅱ12换向处于右位,压力油经过换向阀ⅱ12、液控单向阀ⅰ5、单向节流阀ⅱ3中的单向阀进入液压缸1,推动液压缸1的活塞杆伸出。

液压缸1有杆腔的油液经过单向节流阀ⅰ2中的节流阀、液控单向阀ⅱ6、定量液压马达9、换向阀ⅱ12回油箱。

设定伺服滑阀ⅱ7的动作压力值p0为0.2~2mpa范围内的某个确定值,根据工艺要求计算出单向节流阀ⅰ2的开口度,这样只要保持单向节流阀ⅰ2两端的压差不变,经过单向节流阀ⅰ2的流量就是一个恒定值,从而保证液压缸1按照工艺要求的速度运行。

当单向节流阀ⅰ2两端的压差超过伺服滑阀ⅱ7的设定值p0时,说明通过单向节流阀ⅰ2的流量大于期望值,即液压缸1的速度大于工艺要求,伺服滑阀ⅱ7动作,控制油液经过换向阀ⅰ11、伺服滑阀ⅱ7、梭阀10进入变量液压泵8的变量控制机构,使变量液压泵8的排量增大,变量液压泵8需要的功率增大,从而使定量液压马达9的输出功率增大,转速下降,通过单向节流阀ⅰ2的流量降低,单向节流阀ⅰ2两端的压差等于p0,伺服滑阀ⅱ7保持现有状态,进入到一个稳定状态。

当单向节流阀ⅰ2两端的压差低于伺服滑阀ⅱ7的设定值p0时,说明通过单向节流阀ⅰ2的流量小于期望值,即液压缸1的速度小于工艺要求,伺服滑阀ⅱ7动作,控制油液经过换向阀ⅰ11、伺服滑阀ⅱ7、梭阀10进入变量液压泵8的变量控制机构,使变量液压泵8的排量减小,变量液压泵8需要的功率减小,从而使定量液压马达9的输出功率减小,转速上升,通过单向节流阀ⅰ2的流量增加,单向节流阀ⅰ2两端的压差等于p0,伺服滑阀ⅱ7保持现有状态,进入到一个稳定状态。

换向阀ⅰ11、换向阀ⅱ12换向处于左位时,其液压缸1活塞杆缩回的过程与上述伸出的过程类似。在此过程中,单向节流阀ⅱ3两端的压差控制伺服滑阀ⅰ4动作,进而控制变量液压泵8的排量,调节定量液压马达9的转速,从而使通过单向节流阀ⅱ3的流量恒定,使液压缸1的速度满足工艺要求。

阻尼孔ⅰ13、阻尼孔ⅱ14会使伺服滑阀ⅱ7的动作平缓一些,以避免伺服滑阀ⅱ7频繁动作,形成震荡状态。而伺服滑阀ⅱ7在设计制造时则应留有死区。

变量液压泵8的最大、最小排量分别为定量液压马达9额定排量的70%和10%;当换向阀 ⅰ11、换向阀ⅱ12处于中位即由变量液压泵8与定量液压马达9组成的液压变压器处于非工作状态时,变量液压泵8的排量为定量液压马达9额定排量的10%;当变量液压泵8的变量控制机构接回油时,变量液压泵8的排量处于调定的最大排量。

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