液压泵变量控制两则

液压泵变量控制两则

何乃锟

(天津液压机械(集团)有限公司液压机械设备厂,天津市南开区三纬路63号　300100　电话:(022)273763212309)

中图分类号:TH 137.51 文献标识码:B 文章编号:100024858(2000)0120042201 液压泵的变量是通过改变泵腔工作容积来实现的,以CY 型柱塞泵为例,改变斜盘法线对缸体回转轴心的夹角Χ,即改变各柱塞腔的工作容积,当

Χ角最大时,柱塞腔的工作容积最大,实现全排量供油,当Χ角为0时,柱塞腔的工作容积为0,这时液压泵不供油。如果Χ角为负值,则液压泵反向供油。改变Χ角的方式有多种,每种方式都有各自的控制特点,本文详述2则控制Χ角的方式

。

1　顺序阀和换向阀操纵柱塞缸对复位弹簧的控制方

式(结构简图见图1)

图1　第一种控制方式结构简图

工作原理:图中2为缸体回转轴心,3为液压泵斜盘。斜盘操纵臂4和变量柱塞8在复位弹簧5的作用下停留在原位,这时斜盘倾角Χ最大,液压泵全排量供油。当系统压力略高于顺序阀1的设定压力时,打开顺序阀1,同时使换向阀7换向,系统压力油进入柱塞缸

6,变量柱塞8克服复位弹簧5的作用力,改变斜盘倾

角Χ,液压泵实现变量供油。如果系统压力再度增高,变量柱塞缸6内的压力也再增高,使Χ角接近0(有一部分泄漏,Χ角不能为0),液压泵即保持一定压力,但不对系统供油,这就是液压泵在压力状态下的卸载(因为N =p ×Q ,当Q →0时,N →0)。在系统压力降低后,变量柱塞8立即恢复原始状态。图中换向阀7主要是为系统大量用油时,提高变量柱塞8复位的响应速度而设计的。这种控制为恒压变量控制,其特性如图2。

图中A 2B 为全排量供油段,B 2C 为变量段,C 为压力状态下卸载点,也称为待用压力。变量段的压力范围(p B 2p C )很小,适用于多个执行器能同时工作,压力

在使用压力的90%以内都需要全排量供油的系统。

　收稿日期:19992082

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图2　恒压变量控制特性图

2　系统压力油直接作用柱塞缸对多级弹簧的控制方

式(结构简图见图3)

图3　第二种控制方式结构简图

图中3为缸体回转轴心,4为液压泵斜盘。结构原理与第一种方式大致相同,主要是去掉顺序阀和换向阀,使系统压力直接引入变量柱塞缸1。此外,将弹簧改成多级弹簧组5。如果多级弹簧组5为一个普通圆柱弹簧,则该普通圆柱弹簧的变形与系统压力成线性反比,即斜盘倾角Χ(液压泵排量)与系统压力成线性反比。为使液压泵排量与压力较近似成Q =1 p ×N 的函数关系,将普通圆柱弹换成2个或多个弹簧并串联在一起,各弹簧的刚度要有一定差距,且一级比一级大,一级弹簧的刚度最小。除最后一级外,各级弹簧均设计1个限位块。图中10、8、6分别为一、二、三级弹簧,9、7为一、二级弹簧的限位块。在系统压力作用于变量柱塞11时,3个弹簧同时变形,但一级弹簧10因刚度最小,其变形最明显,这时斜盘倾角Χ与系统压力呈现近似于一级弹簧刚度的线性变化,斜率较陡,当系统压力较高,一级弹簧10压至限位块9的限制高度时,一级弹簧10不再变形,而二、三级弹簧继续被压缩。同样,二级弹簧8的刚度小于三级弹簧6,因此斜盘倾角Χ与系统压力按近似于二级弹簧8的刚度变化

。系统压力再度增高,则可得到基本上遵循三级弹簧

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4液压与气动 2000年第1期

几种气动发信元件的应用

骆艳洁1,刘延俊1,刘敬喜1,赵中林1,曲振华2

(1.山东工业大学机械工程学院,山东省济南市　250061;2.中国电子进出口山东公司,250002)

摘　要:文章针对气动程序控制系统,介绍几种常用的气动发信装置的应用与特点,并以相应的典型回路加以说明。

关键词:行程发信;程序控制;非门发信;喷嘴挡板

中图分类号:TH138.5 文献标识码:B 文章编号:100024858(2000)0120043203

1　前言

气动系统是用压缩空气来传递动力和信号的,它通过气动执行器与控制阀等的不同组合,来驱动和控制各种机械设备,从而实现生产过程的自动化。在我国气动技术的应用范围已越来越广,如汽车制造、机械、冶金、化工、纺织、食品、医疗、电子等行业均普遍使用气动技术。尤其是许多需要防火、防爆的场合,采用电器控制往往难以适应这种环境,只有采用气动控制技术才能满足要求。所以,气动技术是实现生产过程自动化的主要手段之一。在实现自动化生产过程中,程序控制可分行程程序控制和时间程序控制两大类,而其中行程程序控制应用较为广泛。本文就针对行程程序控制中常用的几种发信方式,对其应用特点作详细分析。2　气动发信方式的分类

在气动程序控制系统中,发信方式的选择是否得当,是保证系统工作可靠性的关键所在,现根据发信装置的某些特点进行分类。

l)按工作压力的高低可分高压型和微压型　常用的二位三通行程阀属于高压型,它的气源压力一般为0.3～0.56M Pa:而喷嘴2挡板机构的气源压力一般是0.01～0.03M Pa,它属于微压型,若要与系统压力相匹配,往往需要将信号放大。

2)按行程阀的输出状态可分为常通型与常断型在通常的气动系统中,普遍采用常断型,而高低压控制回路和三位换向阀的控制中通常采用常通型。

收稿日期:1999208216

3)按发信时接触情况可分接触型和非接触型普遍使用的二位三通行程阀发信属于接触型,而非门发信、压力发信属于非接触型。

4)按二位三通阀的不同连接可分为加压型和泄压型　通常的二位三通行程阀是加压型,即按下行程阀阀芯,输出端有信号输出。而泄压型是指按下阀芯时,输出端与排气口相通而泄压,三位换向阀在切换时就是采用这种泄压型。

总之,应根据气动控制系统的具体要求,来合理选择有针对性的发信方式以满足使用的需要。下面分别介绍几种常用的发信方式,并作相应的比较。

3　几种典型发信方式的应用与分析

3.1　行程阀发信

l)应用实例

行程阀发信是最常用的一种发信方式,它一般采用二位三通行程阀,也有少数采用二位二通行程阀。图1为行程阀发信的一个典的气动回路,其中阀a0、a1为用来发信的行程阀。从图中可以看出,气缸A的活塞总是处于一个极端位置,所以在行程阀a0、a1中必有一个处于被挡块压下的状态。若a0被压下时,其输出a0信号使换向阀F A换向处于左位工作,气缸活塞杆伸出,到位后又压下行程阀a1;,发出a1信号使阀F A换向处于右位工作,气缸活塞杆缩回,压下行程阀a0,发出a0信号,活塞杆又伸出,如此反复,使气缸活塞作连续往复运动

。

图4　排量压力特性

6刚度的排量压力特性,见图4A2B,B2C,C2D。

如果各级弹簧的刚度和限位块限位高度设计得

当,A、B、C、D连起来可以成为一条相当近似于Q、p

互为倒数的曲线。这种曲线称为恒功率特性曲线,也称

作压力补偿特性曲线,即排量减少(增加)时以增加(减

小)压力来补偿,它同恒压变量一样,液压泵可以在压

力状态下卸载,适用于打包机类液压系统,液压机的功

率可以得到较为合理的利用,减少原动机的装机功率。

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4 2000年第1期 液压与气动