基于新型數(shù)字同步閥的液壓同步系統(tǒng)

液壓同步驅(qū)動(dòng)因具有結(jié)構(gòu)簡單、組成方便、易于控制和適宜大功率場合等特點(diǎn)，在各類金屬加工設(shè)備、工程機(jī)械和冶金機(jī)械等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，同步精度要求也越來越高。目前，影響同步精度因素主要就是所采用的液壓同步控制元件和實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的策略。在此介紹一種以新型數(shù)字同步閥為同步控制元件的同步控制系統(tǒng)。

1．新型數(shù)字同步工作原理

新型數(shù)字同步閥結(jié)構(gòu)原理如圖8所示。其工作過程如下：

油源壓力油經(jīng)穩(wěn)壓后進(jìn)人數(shù)字同步閥P腔（壓力為P_s），經(jīng)過一次節(jié)流口f₁、f₂分成兩路，分別進(jìn)入腔a₁、a₂（壓力為p_a1、p_a2）。再經(jīng)過二次節(jié)流口f₃、f₄進(jìn)入b₁、b₂腔進(jìn)入兩液壓執(zhí)行元件。同時(shí)，b₁或b₂腔的壓力油通過梭閥進(jìn)入兩結(jié)構(gòu)對稱的補(bǔ)償閥上腔。當(dāng)兩執(zhí)行元件負(fù)載相同時(shí)，p_b1和p_b2壓力相等，則p_a1和p_a2相等，節(jié)流口f₁、f₂兩端的壓差相同（油源壓力為p_s），若此時(shí)主閥心處于零位置，根據(jù)小孔流量公式知道Q_a1=Q_a2，即進(jìn)入兩液壓執(zhí)行元件的流量相等；當(dāng)兩執(zhí)行元件偏載時(shí)（設(shè)p_b1＞p_b2），通過梭閥的作用，此時(shí)兩補(bǔ)償閥的彈簧腔壓力相同，二次節(jié)流口f₃、f₄的開口度各自調(diào)到平衡位置后，若此時(shí)忽略彈簧力的變化，則作用在兩補(bǔ)償閥底部的壓力p_a1和p_a2相等，這時(shí)仍有Q_a1=Q_a2，可看出，該數(shù)字閥有較好的靜態(tài)性能。實(shí)際使用中，由于各種因素如液動(dòng)力、彈簧壓縮力、非線性摩擦力、泄漏、閥結(jié)構(gòu)本身及執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)不對稱，都會影響執(zhí)行元件的同步精度，這時(shí)就可以通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主閥心，調(diào)節(jié)一次節(jié)流口f₁、f₂的大小來控制。

2. 液壓同步系統(tǒng)

以新型數(shù)字同步閥為控制元件的立式雙缸同步系統(tǒng)原理如圖9所示（其中5為新型數(shù)字同步閥），該系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)無差同步（雙缸位置誤差為O），叉可實(shí)現(xiàn)有差同步（雙缸位置差為期望值）。

兩液壓缸同步性能很好，具有良好的跟蹤性能且過渡時(shí)間短。系統(tǒng)對雙缸負(fù)載不均衡（偏載）造成的同步誤差具有較強(qiáng)的抑制作用。

基于數(shù)字同步閥的液壓同步系統(tǒng)，能有效消除制造誤差、液壓系統(tǒng)泄漏、外干擾等因素造成的同步誤差，能有效抑制偏載對同步精度的影響，具有良好的設(shè)定值跟蹤特性和干擾抑制特性。