[发明专利]一种泵控单出杆缸系统

说明书

本发明公开一种泵控单出杆缸系统，该系统采用直接泵控技术，基于泵控原理，用伺服电机控制一个双向定量泵来进行及时以及精准的补油。该系统具有结构简单、非对称缸两腔流量平衡、系统功率损失小、能精确控制位置的动静态都能得到良好匹配的特点。

技术领域

本发明属于液压控制领域，具体涉及一种泵控单出杆缸系统。

背景技术

电液控制技术有阀控和泵控两大类。目前广泛应用的是阀控原理，最大的不足是存在大的节流损失，能量效率低。低能量效率不仅增大了系统的装机功率，还引发系统发热，附加的冷却装置进一步增加了系统的装机功率和成本，发热也是造成液压故障的主要原因之一。阀控系统都是开式回路，油液使用量大，处理废油时会产生环境污染问题。为了从根本上解决问题，理想途径是采用直接泵控技术，应用泵控原理，不仅可较阀控系统提高能量效率，减少系统发热，降低装机功率。

单出杆液压缸具有输出力大、单边滑动密封的效率及可靠性高、占用空间小、制造简单、成本低等优点，所以称为应用广泛的线性液压执行器。但因为单出杆液压缸由于两腔面积有差，致使进出口液压油流量不对称，这与现存的液压泵输入输出流量对称相矛盾，给直接泵控单出杆液压缸带来问题，出现超压、气蚀等现象。

随着科学技术的发展，液压传动技术的应用越来越广泛，液压设备在整个机械行业的比重也越来越大。尤其是工程机械行业对液压缸的需求量增大，质量要求高，而且工况恶劣，负载变化较大，对液压缸性能提出了新的要求，因此，对于液压缸的动静态性能要求更高。

为了解决这一问题，专利CN 205383139U公开了一种方法：采用二位三通电磁换向阀动态补偿控制加普通单向阀补油来对系统进行控制。此方法采用了二位三通电磁换向阀，节流损失较大，不利于节能；专利CN 106351894A公开了一种方法，采用将负载容腔独立控制技术和开式泵控有机的结合在一起来改善系统的动静态特性。此方法对于位置控制精度的提升有限，位置控制精度不高。

发明内容

针对现有单出杆液压缸存在的不足，本发明公开一种泵控单出杆缸系统，该系统采用直接泵控技术，基于泵控原理，用伺服电机控制一个双向定量泵来进行及时以及精准的补油。该系统具有结构简单、非对称缸两腔流量平衡、系统功率损失小、能精确控制位置的动静态都能得到良好匹配的特点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种泵控单出杆缸系统，包括：直流电机(1)、第I双向定量泵-马达(2)、第Ⅱ双向定量泵-马达(3)、2个流量计(4)、2个单向阀(5)、2个溢流阀(6)、伺服电机(7)、变频器(8)、双向定量泵(9)、单出杆液压缸(10)、负载(11)、位移传感器(12)、控制器(13)、蓄能器(14)；所述的电机、第I双向定量泵-马达、第Ⅱ双向定量泵-马达同轴串联；第I双向定量泵-马达和第Ⅱ双向定量泵-马达的高压油口都与液压缸的无杆腔相连，第I双向定量泵-马达的低压油口和蓄能器相连；一个流量计的一端与第I双向定量泵-马达和第Ⅱ双向定量泵-马达的高压油口及液压缸的无杆腔连接，另一个流量计的一端与第Ⅱ双向定量泵-马达和液压缸的有杆腔连接，2个流量计的另一端均与控制器的输入端连接；一个单向阀的出油口与单出杆液压缸的无杆腔连接，另一个单向阀的出油口与单出杆液压缸的有杆腔连接，2个单向阀的进油口均与2个溢流阀的第一油口和蓄能器连接；2个溢流阀先串联，再两端并联在单出杆液压缸上，即其中一个直接连接在单出杆液压缸无杆腔，另一个直接连接单出杆液压缸有杆腔；双向定量泵的A口与液压缸的无杆腔相连，B口与有杆腔相连，双向定量泵与伺服电机同轴连接，伺服电机与变频器连接，变频器与控制器的输出端连接；差动缸输出端的推杆与负载连接；负载活动安装在平台上，负载通过位移传感器检测位移，位移传感器与控制器输入端连接；2个流量计连接在控制器上，控制器与变频器相连。