一种油缸压力补偿器缓冲回路的制作方法

本发明涉及液压比例开环控制领域，特别提供了一种油缸压力补偿器缓冲回路。

背景技术：

众所周知：通过滑阀阀口流量均由式(1)得出：

式中：

q—滑阀阀口的输出流量；

c—流量系数，与节流孔口的形状、油液密度有关，可视为常数；

a—滑阀阀口的通流面积；

i—电液比例阀电磁铁给定的电流；

δp—滑阀阀口的前后压差(p1-p2)；

ρ—液体密度。

在阀口开度一定情况下，通过阀口的流量只与阀口前后压差的平方根成正比。

另外，在开环控制中，plc给定阀的信号i固定时，阀的开口(相当于阀芯位移量)也将固定，此时阀前后压差δp将跟随负载的变化而变化。也就是说此时比例阀实际流体通过量q是随着负载变化的，当负载大时，实际流量q较小(执行机构速度变慢)；反之，实际流量q较大(执行机构速度变快)。

另外，换言之，此时的执行机构运动速度与输入信号不存在什么必然的联系，而仅当阀芯位移(实际通过流量)与给定的电信号i成比例关系，才便于plc的控制。在较高控制精度要求的场合，保证负载运动速度的稳定性，避免液压冲击，就成为每一个液压系统设计者需要重点考量的问题。

另外，由负载变化或供油压力变化引起阀前后压差δp的变化，阀前后压差δp的变化使电液比例阀的输出流量q产生变化，输出流量q的变化会形成对电液比例阀流量控制的干扰，进而导致对执行机构运动速度的失控，造成液压系统剧烈冲击。

另外，一般来说液压冲击产生的峰值压力，可高达正常系统压力的1～1.5倍。这种冲击力危害非常严重，可造成液压阀台连接螺栓疲劳断裂，液压系统的可靠性和稳定性也会受到冲击力的影响，引起液压系统升温，产生振动和噪声以及连接件松动漏油，使压力阀的调整压力(设定值)发生改变。严重时致使管路破裂、液压元件和测量仪表损坏、压力传感器会因液压冲击而发出错误指令。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种油缸压力补偿缓冲控制回路，以解决现有技术中执行机构运动速度的失控，造成液压系统剧烈冲击问题。

本发明是这样实现的，提供一种油缸压力补偿器缓冲回路，包括恒压变量泵、蓄能器、压力补偿器、比例阀和梭阀，比例阀的一侧的两个通口与进油管路和出油管路连接，另一侧的另个通口与油缸的有杆腔和无杆腔管路连接，在比例阀与油箱之间的进油管路上，从油箱侧开始，依次设有恒压变量泵、蓄能器和压力补偿器，梭阀以并联方式，连接在油缸的无杆腔和有杆腔之间，且梭阀还通过控制油路与所述压力补偿器连接。

进一步地，所述压力补偿器为定差减压阀。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、压力补偿器通过稳定滑阀前后的压差来达到稳定负载流量的目的。

2、由于压力补偿器检测来自负载的压力，从而使系统的输出流量具有较好的抗负载变化能力。

3、压力补偿器与节流阀的结合，可构成较高精度的调速阀，而与比例方向阀的结合，则可构成双向调速阀。

4、随着比例阀的大量使用，将压力补偿器单独作为一个元件与比例阀配合使用，大大拓展了其应用的灵活性和范围。

5、压力补偿器常用于负载变化大，适用于速度平稳性高的场合。

6、将元件中的部件抽出而与其它元件重组形成新的应用，能给液压行业一种有益的启迪。

7、带压力补偿器控制回路，能避免执行机构运动速度的失控和造成液压系统剧烈冲击。

8、设计者根据系统的能耗要求，响应特性、应用场合等，合理选择压力补偿器控制回路，可大大提高液压系统效率。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明中油缸压力补偿器缓冲回路结构示意图；

图2为压力补偿器及其连接关系结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本发明提供一种油缸压力补偿器缓冲回路，包括恒压变量泵1、蓄能器2、压力补偿器3(定差减压阀)、比例阀4和梭阀5，比例阀4的一侧的两个通口与进油管路和出油管路连接，另一侧的另个通口与油缸6的有杆腔和无杆腔管路连接，在比例阀4与油箱之间的进油管路上，从油箱侧开始，依次设置恒压变量泵1、蓄能器2和压力补偿器3，梭阀5以并联方式，连接在油缸6的无杆腔和有杆腔之间，且梭阀5还通过控制油路与所述压力补偿器3连接。

本发明通过压力补偿器3与梭阀5的组合使用，使得比例阀4能对油缸6的两个方向进行比例调速控制，它可以使比例阀4前后的压差保持恒定，使油缸6的速度不受负载变化的影响。避免由于系统内流动介质或执行机构惯性的作用，使系统内瞬时形成很高的峰值压力而造成液压冲击。

如图2所示，由压力补偿器(定差减压阀)工作原理图可知：

p1ac+fs＝k(xv0+xv)+p2ac；(定差减压阀阀芯受力平衡方程)

即：式中：

δp—比例阀前后的压差；

ac—定差减压阀阀芯端面积，此处阀芯两端面积相等；

k—定压差弹簧刚度，可视为常数；

xv0—定压差弹簧装配时的预压缩量；

xv—定压差弹簧起减压作用时的位移量；

fs—定差减压阀阀口上的稳态液动力；

忽略稳态液动力fs，当弹簧很软，调节位移又很短时，弹簧力变化就很小，从而δp近似为常数。当油缸6的外负载变化时，由于梭阀的反馈作用，压力补偿器的阀芯将重新建立平衡位置，比例阀前后的压差δp仍为常数，即电液比例阀前后的压差δp始终保持恒定，油缸6全行程动作平稳，液压控制回路无冲击。

压力补偿原理在液压系统中的应用方式是多样的，在使用时，必须根据具体实际情况，合理选择，正确使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种油缸压力补偿缓冲控制回路，包括恒压变量泵、蓄能器、压力补偿器、比例阀、梭阀、油缸。本发明通过压力补偿器与梭阀的组合使用，使得比例阀能对油缸的两个方向进行比例调速控制，它可以使比例阀前后的压差保持恒定，使执行机构的速度不受负载变化的影响。避免由于系统内流动介质或执行机构惯性的作用，使系统内瞬时形成很高的峰值压力而造成液压冲击。由于压力补偿器检测来自负载的压力，从而使系统的输出流量具有较强的抗负载干扰能力，适用于负载变化大，速度平稳性要求高的场合，本发明结构紧凑、控制精度高、安全可靠，提高液压系统效率。

技术研发人员：张守喜;王长波;张庭明;任海波;石振;王伟;宋洪军
受保护的技术使用者：本钢板材股份有限公司
技术研发日：2018.08.01
技术公布日：2018.11.06