CN105485077A - 一种轴向柱塞变量马达液压调速回路***及方法 - Google Patents

Abstract

一种轴向柱塞变量马达液压调速回路***及方法，增设伺服滑阀、单向阀、液压马达A、液压马达B、液压油管路及液控单向阀C、D、E、F；分别连接在液压缸油管路上的两个液压马达传动轴刚性连接，液压马达A的斜盘A控制液压缸一直接回油管路；伺服滑阀连接在液压马达B与电磁换向阀之间的油管路上，液控单向阀C与液压马达B并联。液压缸活塞杆伸出过程中，伺服滑阀将液控单向阀B两端的压差控制在2MPa，降低液压***节流损失；液压马达B带动液压马达A旋转，液压马达B上消耗的功率使经过液压马达A的油液压力升高，进入压力油管中，形成差动回路。本发明可在液压缸活塞杆伸出过程中降低液压***的节流损失，延长油液使用寿命，减少设备故障。

Description

一种轴向柱塞变量马达液压调速回路***及方法

技术领域

本发明属于液压控制技术领域，特别涉及一种可降低液压***节流损失的轴向柱塞变量马达液压调速回路***及方法。

背景技术

液压传动技术广泛应用于冶金、工程机械等行业，轴向柱塞变量马达的每个液压***由多个回路组成，由于每个回路的执行元件的速度、负载不一样，并且存在多个回路同时动作的情况，采用节流阀(调速阀)来满足回路的速度要求，产生大量的压力损失，这部分压力损失转化为热量，使油温升高，引起油液变质、污染元件而产生故障、并浪费能源。

为了降低轴向柱塞变量马达液压***的节流损失，采取了恒压变量方式、负载敏感变量方式等措施，但效果亦不理想。

发明内容

本发明旨在提供一种可有效降低液压***节流损失，延长油液使用寿命，减少故障的轴向柱塞变量马达液压调速回路***及方法。

为达此目的，本发明采取的技术解决方案是：

一种轴向柱塞变量马达液压调速回路***，包括液压缸、单向节流阀A、单向节流阀B、液控单向阀B、液控单向阀A、电磁换向阀和电液换向阀，其特征在于，增设液控单向阀C、伺服滑阀、单向阀、液压马达A、液压马达B、液控单向阀D、液控单向阀E、液控单向阀F和液压油管路；液压马达A与液压马达B的传动轴通过联轴器刚性连接，液压马达A、液压马达B分别连接在液压缸两根油管路上，液压马达A与液压缸之间的油管路上设有液控单向阀A、单向节流阀A，液压马达B与液压缸之间的油管路上设有液控单向阀B、单向节流阀B，液压马达A通过液控单向阀E、液控单向阀D及油管路连接电液换向阀，液压马达A的斜盘A控制液压缸总是接回油管路；液压马达B通过液控单向阀F与液压缸的有杆腔管路连接，同时液压马达B通过油管路连接电液换向阀，伺服滑阀连接在液压马达B与电磁换向阀之间的油管路上，以控制液压马达B；液控单向阀C与液压马达B并联；单向阀一端连接在液控单向阀A与液压马达A之间的油管路上，另一端接于回油管路上。

一种轴向柱塞变量马达液压调速回路***的方法，其具体控制过程为：

液压缸的活塞杆伸出过程：

电磁换向阀和电液换向阀同时换向，电磁换向阀换向后，压力油进入液控单向阀A、液控单向阀F的控制腔，将液控单向阀A、液控单向阀F打开，控制腔接回油管路的液控单向阀B、液控单向阀D、液控单向阀E处于关闭状态；电液换向阀换向后，压力油经过电液换向阀进入液压马达B，驱动液压马达B旋转，液压马达B带动液压马达A旋转，经过液压马达B的油液经过液控单向阀B、单向节流阀B中的单向阀进入液压缸的无杆腔，使活塞杆伸出；液压缸的活塞杆腔的油液在活塞的驱动下经过单向节流阀A中的节流阀、液控单向阀A进入液压马达A，通过液压马达A、液控单向阀E、液控单向阀F进入压力油管，形成节约能源的差动回路；在此过程中，由于斜盘A控制液压缸一直接回油管路，因此液压马达A的斜盘B倾角为最大；液压马达B的斜盘B倾角在开始时为最大，在运行过程中受伺服滑阀的控制，伺服滑阀的启动压力值由其本身的弹簧调定，其调定范围为1～5MPa,正常情况下调定为2MPa，当液控单向阀A两端的压差超过或低于调定值2MPa时，使液压马达B的斜盘B倾角减小或增大，减小流量输入或增加流量输入，使单向节流阀B两端的压差保持恒定，从而使液压缸按照规定的速度运动；因为液压马达A的斜盘A倾角处于最大，为避免液压马达A前的管路中产生真空，设置单向阀，可以将油箱中的液压油补充到管路中。

针对不同的速度要求，将单向节流阀A设定不同的开口度，但在伺服滑阀的控制下，使单向节流阀B两端的压差控制在2MPa，从而降低液压***节流损失。

液压缸的活塞杆缩回过程：

电磁换向阀和电液换向阀同时换向，电磁换向阀换向后，压力油进入液控单向阀C、液控单向阀B、液控单向阀D、液控单向阀E的控制腔，将液控单向阀C、液控单向阀B、液控单向阀D、液控单向阀E打开，液控单向阀A、液控单向阀F的控制腔接回油管路，因此处于关闭状态；电液换向阀换向后，压力油经过电液换向阀进入液压马达A，经过液控单向阀A、通过单向节流阀A中的单向阀进入液压缸的有杆腔，使活塞杆缩回，液压缸无杆腔的油液在活塞的压缩下，经过单向节流阀B中的节流阀，通过液控单向阀B，然后分成两路：分别通过液控单向阀C、液压马达B和电液换向阀回油箱。

在液压缸的活塞杆缩回过程中，液压缸活塞杆缩回的速度由单向节流阀控制，液压马达A与液压马达B一直处于最大排量。

本发明的有益效果为：

本发明能够在液压缸活塞杆伸出的过程中极大降低液压***的节流损失，并有效延长油液使用寿命，减少设备故障。

附图说明

图1是活塞杆伸出状态液压调速回路***结构图；

图2是活塞杆缩回状态液压调速回路***结构图；

图3是轴向柱塞变量马达结构剖面图。

图中：液压缸1、单向节流阀A2、单向节流阀B3、液控单向阀C4、液控单向阀B5、液控单向阀A6、伺服滑阀7、单向阀8、液压马达A9、液压马达B10、电磁换向阀11、电液换向阀12，液控单向阀D13、液控单向阀E14、液控单向阀F15、活塞杆16、弹簧17、斜盘A18、斜盘B19、传动轴20、联轴器21。箭头表示液压缸活塞杆的运动方向。

具体实施方式

由图1、图2可见，本发明轴向柱塞变量马达液压调速回路***，是在原液压缸1、单向节流阀A2、单向节流阀B3、液控单向阀B5、液控单向阀A6、电磁换向阀11和电液换向阀12组成的液压调速回路的基础上，增设了液控单向阀C4、伺服滑阀7、单向阀8、液压马达A9、液压马达B10、液控单向阀D13、液控单向阀E14、液控单向阀F15和液压油管路，形成新的液压调速回路。

液压马达A9与液压马达B10的传动轴20通过联轴器21(见图3)刚性连接，液压马达A9、液压马达B10分别连接在液压缸1两根油管路上，液压马达A9与液压缸1之间的油管路上设有液控单向阀A6、单向节流阀A2，液压马达B10与液压缸1之间的油管路上设有液控单向阀B5、单向节流阀B3，液压马达A9通过液控单向阀E14、液控单向阀D13及油管路连接电液换向阀12，液压马达A9的斜盘A18控制液压缸1总是接回油管路；液压马达B10通过液控单向阀F15与液压缸的有杆腔管路连接，同时液压马达B通过油管路连接电液换向阀12，伺服滑阀7连接在液压马达B10与电磁换向阀11之间的油管路上，以控制液压马达B10；液控单向阀C4与液压马达B10并联；单向阀8一端连接在液控单向阀A6与液压马达A9之间的油管路上，另一端接于回油管路上。

本发明轴向柱塞变量马达液压调速回路***的方法分为液压缸1活塞杆16伸出和液压缸1活塞杆16缩回两个过程：液压缸1活塞杆16伸出过程中，在满足速度要求的条件下实现降低液压***节流损失的功能。表现在两个方面：一是在伺服滑阀7的控制下，使液控单向阀B5两端的压差控制在2MPa(通常的节流调速回路中，单向节流阀两端的压差可达5～10MPa)，从而降低液压***节流损失；二是液压马达B10旋转，带动液压马达A9旋转(液压马达A9工作于液压泵状态)，液压马达B10上消耗的功率使经过液压马达A9的油液压力升高，进入压力油管中，形成差动回路，从而节约能源。

而液压缸1活塞杆16缩回的过程则不能实现“降低液压***节流损失”的功能。

其具体控制过程为：

液压缸1的活塞杆16伸出过程：

电磁换向阀11和电液换向阀12同时换向，电磁换向阀11换向后，压力油进入液控单向阀A6、液控单向阀F15的控制腔，将液控单向阀A6、液控单向阀F15打开，控制腔接回油管路的液控单向阀B5、液控单向阀D13、液控单向阀E14处于关闭状态；电液换向阀12换向后，压力油经过电液换向阀12进入液压马达B10，驱动液压马达B10旋转，液压马达B10带动液压马达A9旋转，经过液压马达B10的油液经过液控单向阀B5、单向节流阀B3中的单向阀进入液压缸1的无杆腔，使活塞杆16伸出；液压缸1的活塞杆腔的油液在活塞的驱动下经过单向节流阀A2中的节流阀、液控单向阀A6进入液压马达A9，通过液压马达A9、液控单向阀E14、液控单向阀F15进入压力油管，形成节约能源的差动回路；在此过程中，由于斜盘A18控制液压缸1一直接回油管路，因此液压马达A9的斜盘B19倾角为最大；液压马达B10的斜盘B19倾角在开始时为最大，在运行过程中受伺服滑阀7的控制，伺服滑阀7的启动压力值由其本身的弹簧17调定，其调定范围为1～5MPa,正常情况下调定为2MPa，当液控单向阀A6两端的压差超过或低于调定值2MPa时，使液压马达B10的斜盘B19倾角减小或增大，减小流量输入或增加流量输入，使单向节流阀B3两端的压差保持恒定，从而使液压缸1按照规定的速度运动；因为液压马达A9的斜盘A18倾角处于最大，为避免液压马达A9前的管路中产生真空，设置单向阀8，可以将油箱中的液压油补充到管路中。

在液压缸1的活塞杆16伸出过程中，可以针对不同的速度要求，将单向节流阀A2设定不同的开口度，但在伺服滑阀7的控制下，单向节流阀B3两端的压差控制在2MPa，从而降低液压***节流损失。

液压缸1的活塞杆16缩回过程：

电磁换向阀11和电液换向阀12同时换向，电磁换向阀11换向后，压力油进入液控单向阀C4、液控单向阀B5、液控单向阀D13、液控单向阀E14的控制腔，将液控单向阀C4、液控单向阀B5、液控单向阀D13、液控单向阀E14打开，液控单向阀A6、液控单向阀F15的控制腔接回油管路，因此处于关闭状态；电液换向阀12换向后，压力油经过电液换向阀12进入液压马达A9，经过液控单向阀A6、通过单向节流阀A2中的单向阀进入液压缸1的有杆腔，使活塞杆16缩回，液压缸1无杆腔的油液在活塞的压缩下，经过单向节流阀B3中的节流阀，通过液控单向阀B5，然后分成两路：分别通过液控单向阀C4和电液换向阀12、液压马达B10和电液换向阀12回油箱。

在液压缸1的活塞杆16缩回过程中，由于液压缸1活塞杆16缩回的速度由单向节流阀控制，液压马达A9与液压马达B10一直处于最大排量，因而此过程不能实现“降低液压***节流损失”的功能。

Claims (2)

1.一种轴向柱塞变量马达液压调速回路***，包括液压缸、单向节流阀A、单向节流阀B、液控单向阀B、液控单向阀A、电磁换向阀和电液换向阀，其特征在于，增设液控单向阀C、伺服滑阀、单向阀、液压马达A、液压马达B、液控单向阀D、液控单向阀E、液控单向阀F和液压油管路；液压马达A与液压马达B的传动轴通过联轴器刚性连接，液压马达A、液压马达B分别连接在液压缸两根油管路上，液压马达A与液压缸之间的油管路上设有液控单向阀A、单向节流阀A，液压马达B与液压缸之间的油管路上设有液控单向阀B、单向节流阀B，液压马达A通过液控单向阀E、液控单向阀D及油管路连接电液换向阀，液压马达A的斜盘A控制液压缸总是接回油管路；液压马达B通过液控单向阀F与液压缸的有杆腔管路连接，同时液压马达B通过油管路连接电液换向阀，伺服滑阀连接在液压马达B与电磁换向阀之间的油管路上，以控制液压马达B；液控单向阀C与液压马达B并联；单向阀一端连接在液控单向阀A与液压马达A之间的油管路上，另一端接于回油管路上。

2.一种应用权利要求1所述轴向柱塞变量马达液压调速回路***的方法，其特征在于，具体控制过程为：

液压缸的活塞杆伸出过程：

电磁换向阀和电液换向阀同时换向，电磁换向阀换向后，压力油进入液控单向阀A、液控单向阀F的控制腔，将液控单向阀A、液控单向阀F打开，控制腔接回油管路的液控单向阀B、液控单向阀D、液控单向阀E处于关闭状态；电液换向阀换向后，压力油经过电液换向阀进入液压马达B，驱动液压马达B旋转，液压马达B带动液压马达A旋转，经过液压马达B的油液经过液控单向阀B、单向节流阀B中的单向阀进入液压缸的无杆腔，使活塞杆伸出；液压缸的活塞杆腔的油液在活塞的驱动下经过单向节流阀A中的节流阀、液控单向阀A进入液压马达A，通过液压马达A、液控单向阀E、液控单向阀F进入压力油管，形成节约能源的差动回路；在此过程中，由于斜盘A控制液压缸一直接回油管路，因此液压马达A的斜盘B倾角为最大；液压马达B的斜盘B倾角在开始时为最大，在运行过程中受伺服滑阀的控制，伺服滑阀的启动压力值由其本身的弹簧调定，其调定范围为1～5MPa,正常情况下调定为2MPa，当液控单向阀A两端的压差超过或低于调定值2MPa时，使液压马达B的斜盘B倾角减小或增大，减小流量输入或增加流量输入，使单向节流阀B两端的压差保持恒定，从而使液压缸按照规定的速度运动；因为液压马达A的斜盘A倾角处于最大，为避免液压马达A前的管路中产生真空，设置单向阀，可以将油箱中的液压油补充到管路中。

针对不同的速度要求，将单向节流阀A设定不同的开口度，但在伺服滑阀的控制下，使单向节流阀B两端的压差控制在2MPa，从而降低液压***节流损失。

液压缸的活塞杆缩回过程：

电磁换向阀和电液换向阀同时换向，电磁换向阀换向后，压力油进入液控单向阀C、液控单向阀B、液控单向阀D、液控单向阀E的控制腔，将液控单向阀C、液控单向阀B、液控单向阀D、液控单向阀E打开，液控单向阀A、液控单向阀F的控制腔接回油管路，因此处于关闭状态；电液换向阀换向后，压力油经过电液换向阀进入液压马达A，经过液控单向阀A、通过单向节流阀A中的单向阀进入液压缸的有杆腔，使活塞杆缩回，液压缸无杆腔的油液在活塞的压缩下，经过单向节流阀B中的节流阀，通过液控单向阀B，然后分成两路：分别通过液控单向阀C和电液换向阀、液压马达B和电液换向阀回油箱；

在液压缸的活塞杆缩回过程中，液压缸活塞杆缩回的速度由单向节流阀控制，液压马达A与液压马达B一直处于最大排量。