CN103775411B - 一种基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀 - Google Patents
一种基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103775411B CN103775411B CN201410008102.8A CN201410008102A CN103775411B CN 103775411 B CN103775411 B CN 103775411B CN 201410008102 A CN201410008102 A CN 201410008102A CN 103775411 B CN103775411 B CN 103775411B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- communicated
- valve
- control pilot
- hydraulic control
- pilot valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 7
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001970 hydrokinetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀,包括动压反馈机构、液控先导阀、压力调节阀和主阀芯,动压反馈机构包括柱塞缸、第一阻尼和第二阻尼,柱塞缸的缸体设有反馈压力口,第一阻尼的一端与先导油的进油口连通,第一阻尼的另一端与柱塞缸的缸体连通,第二阻尼的一端与油箱连通,第二阻尼的另一端与柱塞缸的缸体连通,柱塞缸的缸体通过反馈压力口与液控先导阀的第一控制腔连通,压力调节阀的入口与先导油的进油口连通,压力调节阀的出口与液控先导阀的第二控制腔连通,液控先导阀的A口与主阀芯的控制下腔连通,液控先导阀的B口与主阀芯的控制上腔连通,液控先导阀的P口与先导油的所述进油口连通,液控先导阀的T口与油箱连通。
Description
技术领域
本发明涉及一种伺服阀,尤其涉及一种可适用于冲压、液压执行器对接等领域用以实现执行机构预加速控制过程的伺服阀。
背景技术
在冲压生产线中往往采用液压缓冲垫(简称液压垫)来降低冲压过程的碰撞冲击,如图1所示,液压垫较常用的做法是采用多组伺服阀控液压缸的形式构成一个伺服液压垫。在一个冲压循环中,伺服液压垫需要通过电液伺服阀16控制液压缸17的压力、位移等变量来精确实现冲压工艺所要求的压力、位移。为降低拉延瞬间的碰撞压力冲击,伺服液压垫需要有预加速功能来消除拉延阶段建立瞬间的冲击。这样,在整个工作循环中,电控系统需要控制电液伺服阀16实现液压缸17的位移、速度、压力三个状态变量,尤其是在预加速阶段,电控系统需要从位移控制切换到速度控制,再切换拉延阶段的压边力控制,存在状态变量的多次切换控制问题,对控制器及电液伺服阀16的性能要求较高,且较难获得好的效果。此外,采用电液伺服阀控液压缸的形式在预加速阶段需要有速度传感器作为控制变量的反馈,多个环节采用电控系统,可靠性差。
为此,解决传统的控制方式在预加速控制过程中产生的冲击问题,以及电液伺服控制系统的可靠性问题,研制能够自动实现预加速过程控制的机械液压伺服阀很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀,它无需经过电控系统的转换即可自动实现液压垫等工况下的预加速。
为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:
本发明基于速度差动压反馈液控先导伺服阀包括动压反馈机构、液控先导阀、压力调节阀和主阀芯,所述动压反馈机构包括柱塞缸、第一阻尼和第二阻尼,所述柱塞缸的缸体设有反馈压力口,第一阻尼的一端与先导油的进油口连通,第一阻尼的另一端与柱塞缸的缸体连通,第二阻尼的一端与油箱连通,第二阻尼的另一端与柱塞缸的缸体连通,所述柱塞缸的缸体通过反馈压力口与液控先导阀的第一控制腔连通,压力调节阀的入口与先导油的进油口 连通,压力调节阀的出口与液控先导阀的第二控制腔连通,液控先导阀的A口与主阀芯的控制下腔连通,液控先导阀的B口与主阀芯的控制上腔连通,液控先导阀的P口与与先导油的进油口连通,液控先导阀的T口与所述油箱连通。
在本发明的动压反馈机构中,通过调节第一阻尼和第二阻尼可以调节柱塞缸的柱塞杆和缸体之间无速度差时(即稳态时的)柱塞缸的无杆腔的压力,并使液控先导阀的阀芯位移与活塞缸的柱塞杆和缸体之间的速度差成线性关系。
进一步地,本发明在所述液控先导阀的阀芯和阀体之间设置有第一弹簧和第二弹簧,第一弹簧和第二弹簧分置于所述液控先导阀的阀芯的两侧以使该阀芯对中。
进一步地,本发明所述压力调节阀为减压阀,且该减压阀的出口压力恒定、可调,用来设定先导阀第二控制腔压力。
进一步地,本发明所述液控先导阀的阀芯位移与活塞缸的柱塞杆和缸体之间的速度差成线性关系。
进一步地,本发明所述液控先导阀为比例阀或伺服阀。
进一步地,本发明所述主阀芯为二通阀或三通阀。
与背景技术相比,本发明具有有益的的效果是:
1)本发明通过动压反馈机构中的第一阻尼、第二阻尼和柱塞缸上设置的反馈压力口将主阀芯控制对象的速度差信号通过机械结构自动线性转化成压力,作为液控先导阀的驱动指令。本发明没有复杂的电控系统以及传感器装置,结构简单,价格低廉,最主要的是解决了电控系统在预加速过程中存在的状态切换和可靠性问题。
2)本发明的速度差动压反馈控制功能应用在可以对接执行器件以较小的相对速度结合,减少了对接执行器在预加速过程中产生的冲击,应用在冲压、液压执行器对接等领域可以很好地提高产品的生产质量和效率。
附图说明
图1是数控液压垫的液压原理简图;
图2是速度差动压反馈液控先导级的伺服阀的结构示意图;
图3是为速度差动压反馈液控先导级的伺服阀的典型应用示意图;
图4是预加速过程中反馈压力与速度差之间的映射关系图;
图5是预加速过程中滑块和压边工作台的位移变化图;
图6是预加速过程中滑块和压边工作台的速度变化图;
图中,1.柱塞缸、2.第一阻尼、3.第二阻尼、4.压力反馈口、5. 第一弹簧、6.第二弹簧、7液压先导阀、8.压力调节阀、9.主阀芯、10.压边缸、11.驱动器、12.滑块、13.工作台、14.第一控制腔、15.第二控制腔、16.伺服阀、 17.液压缸 。
具体实施方式
如图2所示,本发明由动压反馈机构、液控先导阀7、压力调节阀8和主阀芯9组成。其中,动压反馈机构包括柱塞缸1、第一阻尼2和第二阻尼3,柱塞缸1的缸体设有反馈压力口4,第一阻尼2的一端与先导油的进油口连通,第一阻尼2的另一端与柱塞缸1的缸体连通,第二阻尼3的一端与油箱连通,第二阻尼3的另一端与柱塞缸1的缸体连通,柱塞缸1的缸体通过反馈压力口4与液控先导阀7的第一控制腔连通。动压反馈装置通过调节第一阻尼2与第二阻尼3,可以调节在柱塞缸1的柱塞杆和缸体之间无速度差时(即稳态时的),柱塞缸1的无杆腔的压力,进而通过柱塞缸1的缸体上的反馈压力口4把柱塞缸1的无杆腔的压力反馈到液控先导阀7的第一控制腔14。压力调节阀8的入口与先导油的进油口连通连通,压力调节阀8的出口与液控先导阀7的第二控制腔15连通。液控先导阀7的A口与主阀芯9的控制下腔连通,液控先导阀7的B口与主阀芯9的控制上腔连通,液控先导阀7的P口与先导油的进油口连通,液控先导阀7的T口与油箱连通。通过设定压力调节阀8的出口压力值,使其与液控先导阀7的第一控制腔14的压力匹配实现对液控先导阀7的阀芯位移(即先导阀阀芯开口大小)的控制,液控先导阀7的阀芯开口的大小决定了主阀芯9上、下控制腔的压力的大小。
根据流体动力学可知,柱塞缸1的反馈压力口4的反馈压力值与柱塞缸1的柱塞杆和缸体的速度差之间的函数关系为:
上式中,a、 b 、c 、d都是常系数。
在matlab中进行仿真分析,得到的与的关系如图4所示,从图4中可以看出,柱塞缸1的反馈压力口4的压力值与柱塞缸1的柱塞杆和缸体的速度差为近似线性关系。由此可以说明,本发明的动压反馈机构可以实现将柱塞缸1的柱塞杆和缸体之间的速度差信号自动线性化为压力信号,相对于电控系统在实现这个过程要用到复杂传感器和控制器而言,本发明结构简单,可靠性高。
图3示出了将本发明速度差动压反馈液控先导级的伺服阀应用于一种执行器对接机构的结构示意图。其中主阀芯9的A口与压边缸10的无杆腔连通,主阀芯9的T口与油箱连通,主阀芯9的P口和压边缸10的有杆腔与进油口连通,压边缸10支撑工作台13,驱动电机11通过传动装置驱动滑块12上下运动,动压反馈装置的柱塞缸1安装在工作台13的侧面,柱塞缸1的缸体的速度反映工作台13的速度。驱动电机11驱动滑块12向下运动,当滑块12下落过程中接触到动压反馈机构的柱塞缸1的柱塞杆后(柱塞杆的速度反映滑块12的速度),动压反馈机构通过第一阻尼2、第二阻尼3组成的液压A型半桥可以将滑块12与工作台13的速度差信号线性化成压力信号,经柱塞缸1上的反馈压力口4将此压力信号引到先导阀7的第一控制腔14,通过反馈回来的压力信号来控制液控先导阀7的阀芯位移大小和主阀芯9的上、下控制腔的压力。通过由液控先导阀7控制的上、下控制腔压力来调节主阀芯9的A口的输出压力和流量,从而调节压边缸10(即工作台13)的速度,逐步实现与滑块的速度匹配,最终达到两者以较小的相对速度接触,减小冲击。
进一步在matlab中对滑块12和压边工作台13在预加速过程中的位移和速度关系进行仿真分析,仿真结果如图5、6所示。由图5示可见,滑块12和压边工作台13的位移曲线在反馈机构的作用下逐渐趋于相切,两曲线的斜率(即两者的速度)逐渐趋于相等。由图6可知,压边工作台13的速度在反馈机构的调节下逐渐趋近于滑块12的速度,最终两者速度达到相等。
对比图5和图6中曲线交点的横坐标(即时间t)可知,阀块13和压边工作台14在接触位置(即图5中位移曲线交点)两者的速度相等(即图6中速度曲线交点)。
基于matlab仿真结果,说明本发明应用在执行器对接控制的预加速过程中,动压反馈机构的柱塞缸1的无杆腔压力与滑块12和工作台13的速度差呈正相关。合理设置液控先导阀7的阀芯参数,使阀芯开度与呈正比例关系。当滑块12与动压反馈机构的柱塞缸1的柱塞杆接触时,动压反馈机构根据滑块12与压边工作台13的速度差信号自动线性化为压力信号,从而控制液控先导阀7驱动主阀芯9,实现图3所示整个系统的预加速过程。在此过程中可以让滑块12与压边工作台13以较小的相对速度结合,从而减少预加速过程的冲击。
Claims (5)
1.一种基于速度差动压反馈液控先导伺服阀,其特征在于:包括动压反馈机构、液控先导阀(7)、压力调节阀(8)和主阀芯(9),所述动压反馈机构包括柱塞缸(1)、第一阻尼(2)和第二阻尼(3),所述柱塞缸的缸体设有反馈压力口(4),第一阻尼(2)的一端与先导油的进油口连通,第一阻尼(2)的另一端与柱塞缸(1)的缸体连通,第二阻尼(3)的一端与油箱连通,第二阻尼(3)的另一端与柱塞缸(1)的缸体连通,所述柱塞缸(1)的缸体通过反馈压力口(4)与液控先导阀(7)的第一控制腔连通,压力调节阀(8)的入口与先导油的所述进油口连通,压力调节阀(8)的出口与液控先导阀(7)的第二控制腔连通,液控先导阀(7)的A口与主阀芯(9)的控制下腔连通,液控先导阀(7)的B口与主阀芯(9)的控制上腔连通,液控先导阀(7)的P口与先导油的所述进油口连通,液控先导阀(7)的T口与所述油箱连通。
2.根据权利要求1所述的基于速度差动压反馈液控先导伺服阀,其特征在于:在所述液控先导阀(7)的阀芯和阀体之间设置有第一弹簧(5)和第二弹簧(6),第一弹簧(5)和第二弹簧(6)分置于所述液控先导阀(7)的阀芯的两侧以使该阀芯对中。
3.根据权利要求1或2所述的基于速度差动压反馈液控先导伺服阀,其特征在于:所述压力调节阀(8)为减压阀,且该减压阀的出口压力恒定、可调。
4.根据权利要求1或2所述的基于速度差动压反馈液控先导伺服阀,其特征在于:所述液控先导阀(7)为比例阀或伺服阀。
5.根据权利要求1或2所述的基于速度差动压反馈液控先导伺服阀,其特征在于:所述主阀芯(9)为二通阀或三通阀。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410008102.8A CN103775411B (zh) | 2014-01-08 | 2014-01-08 | 一种基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410008102.8A CN103775411B (zh) | 2014-01-08 | 2014-01-08 | 一种基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103775411A CN103775411A (zh) | 2014-05-07 |
CN103775411B true CN103775411B (zh) | 2015-09-23 |
Family
ID=50568035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410008102.8A Active CN103775411B (zh) | 2014-01-08 | 2014-01-08 | 一种基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103775411B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106089857A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 北京交通大学 | 伺服阀的动压反馈效应频率特性的测试系统及试验方法 |
CN106089856A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 北京交通大学 | 伺服阀的动压反馈特性的自动化测试系统 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102017208029A1 (de) * | 2017-05-12 | 2018-11-15 | Robert Bosch Gmbh | Variabler einstellbarer Störfalldämpfer für ein Hubwerk und Hubwerk |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3910314A (en) * | 1973-08-16 | 1975-10-07 | Koehring Co | High-speed shutoff and dump valve |
EP0342410A2 (de) * | 1988-05-19 | 1989-11-23 | Herion-Werke KG | Sicherheitsventil |
CN201155492Y (zh) * | 2008-01-22 | 2008-11-26 | 山东法因数控机械股份有限公司 | 一种机械伺服阀及其应用的液压回路 |
CN201220490Y (zh) * | 2008-05-06 | 2009-04-15 | 南京埃尔法电液技术有限公司 | 油压机全闭环伺服控制系统 |
CN101865172A (zh) * | 2010-07-03 | 2010-10-20 | 太原理工大学 | 有源先导控制的主动伺服比例阀 |
CN102072213A (zh) * | 2010-10-22 | 2011-05-25 | 山东泰丰液压股份有限公司 | 压力反馈二级先导控制插装式比例溢流阀系统 |
CN103486105A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-01 | 徐州重型机械有限公司 | 一种先导滑阀的控制装置 |
CN203685739U (zh) * | 2014-01-08 | 2014-07-02 | 浙江大学 | 基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀 |
-
2014
- 2014-01-08 CN CN201410008102.8A patent/CN103775411B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3910314A (en) * | 1973-08-16 | 1975-10-07 | Koehring Co | High-speed shutoff and dump valve |
EP0342410A2 (de) * | 1988-05-19 | 1989-11-23 | Herion-Werke KG | Sicherheitsventil |
CN201155492Y (zh) * | 2008-01-22 | 2008-11-26 | 山东法因数控机械股份有限公司 | 一种机械伺服阀及其应用的液压回路 |
CN201220490Y (zh) * | 2008-05-06 | 2009-04-15 | 南京埃尔法电液技术有限公司 | 油压机全闭环伺服控制系统 |
CN101865172A (zh) * | 2010-07-03 | 2010-10-20 | 太原理工大学 | 有源先导控制的主动伺服比例阀 |
CN102072213A (zh) * | 2010-10-22 | 2011-05-25 | 山东泰丰液压股份有限公司 | 压力反馈二级先导控制插装式比例溢流阀系统 |
CN103486105A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-01-01 | 徐州重型机械有限公司 | 一种先导滑阀的控制装置 |
CN203685739U (zh) * | 2014-01-08 | 2014-07-02 | 浙江大学 | 基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106089857A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 北京交通大学 | 伺服阀的动压反馈效应频率特性的测试系统及试验方法 |
CN106089856A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 北京交通大学 | 伺服阀的动压反馈特性的自动化测试系统 |
CN106089857B (zh) * | 2016-06-20 | 2018-03-02 | 北京交通大学 | 伺服阀的动压反馈效应频率特性的测试系统及试验方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103775411A (zh) | 2014-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103660359B (zh) | 一种被动式四角调平液压机的液压控制系统及控制方法 | |
CN102155445B (zh) | 双反馈主动型比例伺服插装阀数控折弯机液压控制系统 | |
CN101560999B (zh) | 大流量快速节流比例阀 | |
JP4353335B2 (ja) | 複動形エアシリンダの位置決め制御機構 | |
CN103775411B (zh) | 一种基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀 | |
CN201155492Y (zh) | 一种机械伺服阀及其应用的液压回路 | |
JP2008249025A (ja) | 複動形エアシリンダの位置決め制御機構 | |
CN106925653A (zh) | 模具缓冲装置和控制所述模具缓冲装置的方法 | |
CN103615436A (zh) | 钢管校直机数控电液比例系统 | |
CN105422523A (zh) | 一种数字液压流量调节系统 | |
CN106064192A (zh) | 一种充液成形液压机的液压伺服控制系统 | |
CN101273205A (zh) | 控制元件的通风 | |
CN203879827U (zh) | 一种伺服驱动液压系统 | |
CN111805962B (zh) | 一种液压机专用伺服液压垫控制系统及控制方法 | |
CN105058833A (zh) | 一种数控液压机 | |
CN203685739U (zh) | 基于速度差动压反馈液控先导级的伺服阀 | |
CN104647800A (zh) | 一种全自动液压精冲机高、低压转换功能优化液压系统 | |
CN202174208U (zh) | 滚压铆接系统的液压回路 | |
JPH0788841B2 (ja) | プレス等の液圧動作シリンダの制御装置 | |
JP4316724B2 (ja) | ロータリーサーボバルブおよび同バルブを用いたパンチプレスの液圧サーボ装置 | |
CN202438593U (zh) | 一种冲床冲孔行程控制的液压控制系统 | |
JP5446743B2 (ja) | ダイクッション装置の制御装置及び方法 | |
CN102392844A (zh) | 液压缸速度与压力控制系统 | |
CN102966615A (zh) | 一种冲床冲孔行程及速度自动可调的伺服液压控制系统 | |
CN202900815U (zh) | 一种冲床冲孔行程及速度自动可调的伺服液压控制系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |