同步缸應(yīng)用實(shí)戰(zhàn).doc

同 步 缸 應(yīng) 用 實(shí) 戰(zhàn)江蘇海門市油威力液壓工業(yè)有限責(zé)任公司 226100 楊殿寶Application of SynchronizerHaimen Youweili Hydusty Co.Ltd Jiangsu,China 226100 Jack. 摘 要：在同步缸回路的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、維護(hù)過程中需要注意多方面問題；平衡負(fù)載回路中產(chǎn)生的能量損失不容忽視，應(yīng)加以回收利用，不但起到節(jié)能效果，而且在不使用比例閥的情況下，也能減小啟動(dòng)與制動(dòng)過程中的沖擊。是值得推廣的設(shè)計(jì)思路。關(guān)鍵詞：同步缸，平衡回路，節(jié)能 ，細(xì)節(jié)Abtract:design of fluid drive must be careful in allround;callback and using are goog ider for arrester without well-proportioned control.Key Words: synchronizer，arrester，economy，minutia前言：由于液壓傳動(dòng)自身的諸多優(yōu)點(diǎn)以及目前電液一體化控制的實(shí)現(xiàn)，越來越多的液壓系統(tǒng)正取代老舊的機(jī)械傳動(dòng)，同時(shí)向更多和更廣的范圍快速延伸。而它使用的廣泛性和專業(yè)性，對(duì)液壓系統(tǒng)的性能提出了越來越高的要求。液壓系統(tǒng)同步性設(shè)計(jì)一文已對(duì)液壓回路中同步機(jī)構(gòu)這一支做了初步探討；目前，不少廠家同步缸系統(tǒng)調(diào)試中費(fèi)時(shí)費(fèi)力還是難以達(dá)到理想精度，由于同步缸的使用涉及多方面知識(shí)，限于本人經(jīng)歷、學(xué)識(shí)、時(shí)間限制，小文僅就同步缸的使用做一點(diǎn)基礎(chǔ)闡述，希望在某些局部拋磚引玉。 正文：同步回路的功用是保證系統(tǒng)中的兩個(gè)或多個(gè)液壓缸(馬達(dá))在運(yùn)動(dòng)中以相同的位移或相同的速度(或固定的速比)運(yùn)動(dòng)。同步運(yùn)動(dòng)分速度同步和位移同步兩類,一般情況下所說的同步是指同樣型號(hào)的油缸位移同步（這也是速度同步的一種特例），同步要求決定了同步方式的選擇。目前，同步缸在較理想條件下的精度達(dá)到3%0.5%（比如KISSON產(chǎn)品).影響同步精度的主要因素：l 介質(zhì)的粘度和溫度l 負(fù)載的不均衡度(包含可能的導(dǎo)軌和鏈接部分扭矩）l 系統(tǒng)工作時(shí)的壓力級(jí)別（壓力越高內(nèi)泄漏越大、差越小同步精度越高）l 系統(tǒng)總流量（系統(tǒng)總流量控制在同步缸所需總流量的60%80%之間）l 同步缸和液壓執(zhí)行器的加工精度l 安裝調(diào)試規(guī)范性采用同步缸的同步回路屬容積式同步回路。目前在國內(nèi)的使用相對(duì)較少，優(yōu)點(diǎn)集中表現(xiàn)在同步精度上，理論上液壓執(zhí)行器與同步缸加工精度決定了這個(gè)數(shù)值，因?yàn)閲鴥?nèi)使用的同步缸和液壓執(zhí)行器多為自制，基于目前多數(shù)廠家的設(shè)備情況，必須保證加工精度。在同步缸回路設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮三點(diǎn)：一是消除積分誤差。在同步缸回路中，液壓執(zhí)行器與同步缸加工精度固然很重要，安裝、調(diào)試、檢修質(zhì)量也是影響同步精度的關(guān)鍵因素，怎樣通過液壓回路與電氣控制消除積分誤差，實(shí)現(xiàn)機(jī)械歸零是同步缸回路中應(yīng)該考慮的問題，因?yàn)檫@將影響設(shè)備自動(dòng)化程度，也是實(shí)現(xiàn)綠色液壓的要求。二是考慮能量回收。大多數(shù)同步缸回路中液壓執(zhí)行器都是垂直放置的，這種使用方式就是位能回收利用的先決條件。同時(shí)位能回收也是減小系統(tǒng)沖擊和降低系統(tǒng)壓力的有效途徑，符合綠色液壓、節(jié)能液壓的設(shè)計(jì)方向。三是關(guān)鍵閥的選擇要求零泄漏。下面是一個(gè)比較典型的回路圖：l 油缸上行：壓力油經(jīng)過單向閥2、換向閥1、單向閥6、進(jìn)入同步缸10，上腔經(jīng)過換向閥回油入油箱。l 油缸下行：壓力油經(jīng)過單向閥2、換向閥1、進(jìn)入液壓執(zhí)行器有桿腔，無桿腔油返回同步缸并使之回退，回油經(jīng)過換向閥7進(jìn)入蓄能器5，使蓄能器中壓力升高，同時(shí)形成限速阻力，在此過程中，負(fù)載的位能被蓄能器回收并儲(chǔ)存。隨著重物下降，蓄能器中壓力升高，當(dāng)達(dá)到打開平衡閥4的壓力時(shí)，油液通過平衡閥回油到油箱（蓄能器不再回收壓力），在該階段，油泵可以低負(fù)載運(yùn)行。l 負(fù)載（重物）上升時(shí)，負(fù)載靠蓄能器壓力釋放上行并保持一定速度，當(dāng)蓄能器壓力降到低于卸荷閥3設(shè)定壓力時(shí)，卸荷閥關(guān)閉，油泵開始向系統(tǒng)供油。l 球閥11的功用是當(dāng)液壓執(zhí)行器位移誤差超過某設(shè)定值時(shí)得電，消除誤差積分（使機(jī)械歸零）。設(shè)計(jì)制造注意事項(xiàng)同步缸回路由于其特殊性需排盡液壓執(zhí)行器與同步缸之間氣體，因此在液壓執(zhí)行器、同步缸、管路相對(duì)的高點(diǎn)需設(shè)置排氣閥門。建議安裝排氣式測(cè)壓接頭，不但易于操作，能在調(diào)試、檢修時(shí)檢測(cè)壓力，也能保證排氣后空氣不返回管路致使達(dá)不到排氣效果。因?yàn)橥礁谆芈返墓ぷ髟?，一般情況下，同步缸缸徑都較液壓執(zhí)行器缸徑大，這就要求同步缸全部伸出后、液壓執(zhí)行器應(yīng)該保證有10mm-20mm余量行程，避免形成“增壓缸效應(yīng)”；同樣的原因有必要在同步缸系統(tǒng)出口支路設(shè)置安全閥，并且根據(jù)工況、負(fù)載合適調(diào)節(jié)；如果負(fù)載較大（流量較大）對(duì)于安全閥需要加流量閥來控制流量。安全閥的壓力高出負(fù)載壓力15-20bar（所有安全閥設(shè)定應(yīng)參照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行），系統(tǒng)供油壓力應(yīng)比安全閥壓力高出10bar,.如果同步缸對(duì)應(yīng)的是垂直單桿油缸，同步缸豎直安裝效果更佳。通常液壓執(zhí)行器進(jìn)口部分機(jī)構(gòu)如圖示：設(shè)計(jì)中必須認(rèn)真校驗(yàn)負(fù)載提升壓力，防止B值（對(duì)應(yīng)受力面積）過小致使液壓執(zhí)行器不能動(dòng)作。由于回路機(jī)構(gòu)的特殊性，實(shí)際操作中可以讓活塞桿回程不能到達(dá)最末端（這個(gè)目的的實(shí)現(xiàn)可以由機(jī)械安裝機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)或液壓執(zhí)行器的本身機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成）。這樣做不但有利于排氣方便，更能保證所有液壓執(zhí)行器每次啟動(dòng)時(shí)平均受力，避免產(chǎn)生受力偏向。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)械歸零，就能縮短調(diào)試時(shí)間、減小調(diào)試難度、有效保證同步精度。由于該回路中要求嚴(yán)格的密封效果，在加工油路塊和配管時(shí)要求認(rèn)真有效的去除毛刺、焊渣等異物，所有濾油器、密封件都必須與介質(zhì)相容。設(shè)計(jì)中有效控制和驗(yàn)算系統(tǒng)溫升，根據(jù)選用的泵閥性能和要求選擇粘度相對(duì)高的液壓介質(zhì)。在行程大精度高的場(chǎng)合，如確有安裝導(dǎo)軌的需要，注意不能因?yàn)榘惭b導(dǎo)軌而使同步缸產(chǎn)生不同的摩擦負(fù)載，使導(dǎo)軌摩擦也成為影響同步精度的因素之一。安裝檢修注意事項(xiàng) 同樣基于同步缸系統(tǒng)的特殊性，對(duì)于此類系統(tǒng)的安裝與維護(hù)也提出了一定要求，大致如下：同步缸、液壓執(zhí)行器以及之間管線必須保證零泄漏（密封方式選擇和管夾的合理設(shè)置）；同步缸、液壓執(zhí)行器之間管線排布必須合理規(guī)劃，否則也會(huì)影響同步精度：管道的壓力損失是比較大的，當(dāng)這種壓力損失與負(fù)載偏置、安裝誤差疊加在一起，就將在管道內(nèi)產(chǎn)生較大壓差，這種壓差對(duì)于相對(duì)剛性連接的機(jī)構(gòu)（如舞臺(tái)，電梯，升降臺(tái)）會(huì)產(chǎn)生“憋勁”，嚴(yán)重時(shí)，液壓執(zhí)行器將不能動(dòng)作。在設(shè)計(jì)、裝配液壓執(zhí)行器時(shí)要注意控制精度，盡可能的將管路遠(yuǎn)近距離、彎管形式、管道通經(jīng)等配置的一樣好。這也是基于介質(zhì)影響同步精度的需要，管路中空氣的多寡直接影響了介質(zhì)的彈性模量，所以新系統(tǒng)和檢修后的系統(tǒng)一定要保證充分排氣。在同步缸系統(tǒng)中一般都設(shè)置安全閥。合理調(diào)節(jié)安全閥十分重要（一般設(shè)定較液壓缸工作壓力高15MPa-20MPa),由于安全閥的存在，要求負(fù)載不能過分偏載；還有一個(gè)值得注意的是：負(fù)載的連續(xù)性也很重要，長時(shí)間不用可能導(dǎo)致空氣混入管路中，液壓執(zhí)行器使用壽命與庫存時(shí)間的差異都會(huì)造成較大同步誤差。對(duì)于同步系統(tǒng)都有同樣的要求，就是油液理化性質(zhì)的保證和清潔度的保證，油品質(zhì)量的好壞是系統(tǒng)是否能有效維持現(xiàn)有同步精度的前提。因?yàn)檫@將直接保證、維持同步缸和液壓執(zhí)行器的現(xiàn)有加工精度以及密封件的有效壽命。排氣方法（參照同步缸回路原理圖描述）：l 換向閥1中Y2得電使同步缸伸出到底（此時(shí)為手動(dòng)操作，液壓執(zhí)行器不得帶負(fù)載）。l 設(shè)定系統(tǒng)輸出壓力為理論負(fù)載的30%-50%，換向閥5中Y3得電，使油液進(jìn)入同步缸與液壓執(zhí)行器之間管路,使空氣從液壓執(zhí)行器的排氣閥處排出，以液壓介質(zhì)線狀流出為標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定氣體排盡，停止排氣。l 設(shè)定系統(tǒng)輸出壓力為理論負(fù)載的100%，使液壓執(zhí)行器伸出（如果不能伸出，請(qǐng)檢查機(jī)械連接、管路零泄漏、整定安全閥、提高系統(tǒng)壓力），液壓執(zhí)行器全部伸出后，可通過負(fù)載再次排氣（如圖中大腔通過放氣閥回油到油箱）。l 液壓執(zhí)行器再次全部伸出后，現(xiàn)場(chǎng)校正安全閥壓力。l 液壓執(zhí)行器通過換向閥1切換下落。設(shè)備可以進(jìn)入調(diào)試運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。（圖中2的作用是防止負(fù)載快速跌落，如果閥1是比例伺服閥/伺服閥可以取消）結(jié)束語：實(shí)踐告訴我們：同步缸系統(tǒng)在使用中要注意各方面細(xì)節(jié)，正確掌握使用方法，保證各部件安裝精度。只有通過認(rèn)真、合理的規(guī)劃和不斷積累經(jīng)驗(yàn)才能縮短調(diào)試檢修時(shí)間和保證系統(tǒng)長期優(yōu)質(zhì)工作狀態(tài)。畢竟，“細(xì)節(jié)決定成敗”，“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。平衡負(fù)載回路中產(chǎn)生的能量損失不容忽視，應(yīng)加以回