CN103775418A - 一种液压机双缸同步装置 - Google Patents
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Abstract
一种液压机双缸同步装置，属于液压机液压系统，解决现有分流同步装置抗偏载能力差的问题，可自动调节分流阀的开口大小，有效保证两缸的同步。本发明包括分流阀、滑块、下左滑轮、左齿带、上一滑轮、上二滑轮、左卷带盒、右卷带盒、上三滑轮、上四滑轮、右齿带、下右滑轮、左油缸、左活塞、右油缸、右活塞；所述上一滑轮、上二滑轮、左卷带盒、右卷带盒、上三滑轮、上四滑轮自左至右依次固定于液压机上横梁，所述分流阀固定于液压机上横梁的左卷带盒、右卷带盒之间。本发明克服了现有分流同步装置抗偏载能力差、同步精度低和控制系统复杂的问题，使用本发明的装置，不需要复杂的电控与检测系统，而且直接机械驱动，没有延时，可有效提高同步精度。
Description
技术领域
本发明属于液压机液压系统，特别涉及一种液压机双缸同步装置。
背景技术
液压机是广泛应用于工业制造中的压力设备，其具有较大的力的输出，对于多缸同步的压力机，其同步性能是最为关键的参数之一，目前广泛采用的同步控制有刚性同步、分流同步和纠偏同步。刚性同步是将各油缸刚性连接以保证同步，见王宏韬：“一种单动作多缸液压机的同步方案”，《航空制造技术》.1991(5)：48-48；这种同步方式必须采用刚度非常大的刚性连接部件。分流同步是使用分流阀将液流平均分流到各油缸以达到同步的目的，见安奥克斯汤姆逊(青岛)游艇有限公司的申请号201210277510.4、名称为“四缸同步液压系统”的中国专利申请。这两种同步方式抗偏载能力差，且在偏载情况下同步性能低，只能用于同步性能要求不高的情况。纠偏同步大都为流量同步控制，见中南大学的申请号200710035814.9、名称为“巨型液压机同步平衡液压回路”的中国专利申请，以及江苏省武进液压启闭机有限公司的申请号200810195306、名称为“液压双缸或多缸同步控制系统”的中国专利申请。这种纠偏同步控制系统多采用电控闭环控制，但存在响应速度慢，控制精度不高等缺陷。所以，针对此类液压机，仍有进一步改进的空间。
发明内容
本发明提供一种液压机双缸同步装置，解决现有分流同步装置抗偏载能力差的问题，可自动调节分流阀的开口大小，有效保证两缸的同步，提高设备的抗偏载能力。
本发明所提供的一种液压机双缸同步装置，包括分流阀、滑块、下左滑轮、左齿带、上一滑轮、上二滑轮、左卷带盒、右卷带盒、上三滑轮、上四滑轮、右齿带、下右滑轮、左油缸、左活塞、右油缸、右活塞；所述上一滑轮、上二滑轮、左卷带盒、右卷带盒、上三滑轮、上四滑轮自左至右依次固定于液压机上横梁，所述分流阀固定于液压机上横梁的左卷带盒、右卷带盒之间；其特征在于：
A.所述分流阀包括行星轮座、行星轮、阀体、阀芯、左推杆、左复位弹簧、左滑柱、左平衡弹簧、右平衡弹簧、右滑柱、右推杆、右复位弹簧；
所述行星轮座为凹字形座，由一体的左支座、底座和右支座构成，左支座和右支座分别垂直固连于底座的左右两端，所述底座中心位置装设有可绕其轴心旋转的行星齿轮，所述底座内行星齿轮安装位置上侧具有上侧齿带导向槽，下侧具有下侧齿带导向槽，使得分别穿过上侧、下侧齿带导向槽的右齿带和左齿带均与行星齿轮啮合；
所述阀体具有轴向的圆柱形空腔，所述圆柱形空腔的腔壁上自左向右依次具有外径相同的左二环形凸腔、左一环形凸腔、右一环形凸腔和右二环形凸腔，左一环形凸腔和右一环形凸腔、左二环形凸腔和右二环形凸腔均关于圆柱形空腔的中垂线为对称；所述圆柱形空腔左端依次通过左滑腔、左端孔连通阀体左端面，圆柱形空腔右端依次通过右滑腔、右端孔连通阀体右端面；阀体上顶面具有进液口，所述左一环形凸腔和右一环形凸腔分别通过左节流孔、右节流孔与进液口连通；所述左二环形凸腔和右二环形凸腔分别通过左出液口和右出液口连通阀体下底面；
所述阀芯位于所述阀体的圆柱形空腔内并与其滑动配合，所述阀芯上自左向右依次具有左环形凸台、左环形槽，中环形凸台，右环形槽和右环形凸台；所述左环形凸台、中环形凸台和右环形凸台外径相同且与所述圆柱形空腔内径相匹配；阀芯的左端面、右端面上分别具有左圆柱腔，和右圆柱腔；左环形凸台与右环形凸台、左环形槽与右环形槽以及左圆柱腔与右圆柱腔均关于阀芯的中垂线为对称；左圆柱腔与右环形槽之间通过阀芯内部的左小孔连通，右圆柱腔与左环形槽之间通过阀芯内部的右小孔连通；
所述左推杆和右推杆结构相同，各自均由球杆和圆柱连接组成，球杆的一端为球头，另一端具有外螺纹，用于和圆柱的螺纹盲孔螺纹连接；
所述阀体的左滑腔内自右向左依次置有左滑柱和左推杆的球杆具有球头的一端，左平衡弹簧右端置于阀芯的左圆柱腔内，左平衡弹簧左端套在左滑柱上，所述左推杆的球杆穿过阀体的左端孔，套于左复位弹簧内，球杆端部与圆柱螺纹连接，左推杆的圆柱和所述行星轮座的左支座连接；左复位弹簧左端顶住左推杆的圆柱，右端顶住阀体；
所述阀体的右滑腔内自左向右依次置有右滑柱和右推杆的球杆具有球头的一端，右平衡弹簧左端置于阀芯的右圆柱腔内，右平衡弹簧右端套在右滑柱上，所述右推杆的球杆穿过阀体的右端孔，套于右复位弹簧内，球杆端部与圆柱螺纹连接，右推杆的圆柱和所述行星轮座的右支座连接；右复位弹簧右端顶住右推杆的圆柱，左端顶住阀体；
阀体的左二环形凸腔与阀芯的左环形凸台形成可变节流口，阀体的右二环形凸腔与阀芯的右环形凸台形成可变节流口；
B.所述下左滑轮、左油缸的左活塞、右油缸的右活塞以及下右滑轮自左至右依次固连于所述滑块的上表面，左油缸进油口连接阀体的右出液口，右油缸进油口连接阀体的左出液口；所述左齿带一端固定于滑块左端，另一端顺序绕过上一滑轮、下左滑轮、上二滑轮，穿过所述行星轮座的底座内下侧齿带导向槽，连接在右卷带盒内；所述右齿带一端固定于滑块右端，另一端顺序绕过上四滑轮、下右滑轮、上三滑轮，穿过所述行星轮座的底座内上侧齿带导向槽，连接在左卷带盒内。
本发明的分流阀具有强制分流的特点。当左右两个油缸同步时，左右两根齿带经过行星轮的长度等，行星轮在左右两根齿带的带动下，绕其轴心自转，无水平位移，分流阀靠平衡弹簧，阀芯两端液压力自动平衡，使两个出口的液压油流量相等。当左右两个油缸不同步时，左右两根齿带经过行星轮的长度不等，行星轮在左右两根齿带的带动下，除绕其轴心自转外，还会向位移大的齿带一侧水平平移，从而带动行星轮座平移，行星轮座推动推杆，压缩平衡弹簧，从而使阀芯移动，增加位移小的活塞所在油缸连接阀门的节流口节流面积，减小位移大的活塞所在油缸连接阀门的节流口的节流面积，强制增大进入位移小的油缸的油液流量。行星轮随着当两油缸活塞位移差减小而最终回到中间位置，推杆在复位弹簧的作用下回到初始位置，分流阀阀芯又在平衡弹簧，两端液压力的作用下自动平衡分流。
所述上一滑轮、下左滑轮和上二滑轮构成滑轮组I，上四滑轮、下右滑轮和上三滑轮构成滑轮组II；滑轮组I和滑轮组II起位移差放大作用，即当两个油缸的左活塞和右活塞的位移差为S时，左齿带和右齿带经过行星轮的位移差为3S。
当压力机的滑块下行时，左齿带从右卷带盒内抽出，右齿带从左卷带盒内抽出；当压力机的滑块回程时，右卷带盒将左齿带卷入盒内，左卷带盒将右齿带卷入盒内。
本发明克服了现有分流同步装置抗偏载能力差、同步精度低和控制系统复杂的问题，使用本发明的装置，不需要复杂的电控与检测系统，而且直接机械驱动，没有延时，可有效提高同步精度。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为分流阀结构示意图；
图3为行星轮座示意图；
图4为阀体结构示意图；
图5为阀芯结构示意图；
图6为左推杆和右推杆结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括分流阀1、滑块2、下左滑轮3、左齿带4、上一滑轮5、上二滑轮6、左卷带盒7、右卷带盒8、上三滑轮9、上四滑轮10、右齿带11、下右滑轮12、左油缸13、左活塞14、右油缸15、右活塞16；所述上一滑轮5、上二滑轮6、左卷带盒7、右卷带盒8、上三滑轮9、上四滑轮10自左至右依次固定于液压机上横梁，所述分流阀1固定于液压机上横梁的左卷带盒7、右卷带盒8之间；
如图2所示，所述分流阀1包括行星轮座1-1、行星轮1-12、阀体1-4、阀芯1-7、左推杆1-2、左复位弹簧1-3、左滑柱1-5、左平衡弹簧1-6、右平衡弹簧1-8、右滑柱1-9、右推杆1-10、右复位弹簧1-11；
如图3所示，所述行星轮座1-1为凹字形座，由一体的左支座1-1A、底座1-1B和右支座1-1C构成，左支座1-1A和右支座1-1C分别垂直固连于底座1-1B的左右两端，所述底座1-1B中心位置装设有可绕其轴心旋转的行星齿轮1-12，所述底座1-1B内行星齿轮1-12安装位置上侧具有上侧齿带导向槽，下侧具有下侧齿带导向槽，使得分别穿过上侧、下侧齿带导向槽的右齿带11和左齿带4均与行星齿轮1-12啮合；
如图4所示，所述阀体1-4具有轴向的圆柱形空腔1-4-1，所述圆柱形空腔1-4-1的腔壁上自左向右依次具有外径相同的左二环形凸腔1-4-1A、左一环形凸腔1-4-1B、右一环形凸腔1-4-1C和右二环形凸腔1-4-1D，左一环形凸腔1-4-1B和右一环形凸腔1-4-1C、左二环形凸腔1-4-1A和右二环形凸腔1-4-1D均关于圆柱形空腔1-4-1的中垂线为对称；所述圆柱形空腔1-4-1左端依次通过左滑腔1-4-2、左端孔1-4-3连通阀体左端面，圆柱形空腔1-4-1右端依次通过右滑腔1-4-4、右端孔1-4-5连通阀体右端面；阀体1-4上顶面具有进液口1-4-6，所述左一环形凸腔1-4-1B和右一环形凸腔1-4-1C分别通过左节流孔1-4-6A、右节流孔1-4-6B与进液口1-4-6连通；所述左二环形凸腔1-4-1B和右二环形凸腔1-4-1C分别通过左出液口1-4-7和右出液口1-4-8连通阀体1-1下底面；
所述阀芯1-7位于所述阀体的圆柱形空腔1-4-1内并与其滑动配合，如图5所示，所述阀芯1-7上自左向右依次具有左环形凸台1-7-1、左环形槽1-7-2，中环形凸台1-7-3，右环形槽1-7-4和右环形凸台1-7-5；所述左环形凸台1-7-1、中环形凸台1-7-3和右环形凸台1-7-5外径相同且与所述圆柱形空腔1-4-1内径相匹配；阀芯1-7的左端面、右端面上分别具有左圆柱腔1-7-6，和右圆柱腔1-7-7；左环形凸台1-7-1与右环形凸台1-7-5、左环形槽1-7-2与右环形槽1-7-4以及左圆柱腔1-7-6与右圆柱腔1-7-7均关于阀芯1-7的中垂线为对称；左圆柱腔1-7-6与右环形槽1-7-4之间通过阀芯内部的左小孔1-7-8连通，右圆柱腔1-7-7与左环形槽1-7-2之间通过阀芯内部的右小孔1-7-9连通；
如图6所示，所述左推杆1-2和右推杆1-10结构相同，各自均由球杆1A和圆柱1B连接组成，球杆1A的一端为球头，另一端具有外螺纹，用于和圆柱1B的螺纹盲孔螺纹连接；
如图2所示，所述阀体1-4的左滑腔1-4-2内自右向左依次置有左滑柱1-5和左推杆1-2的球杆1A具有球头的一端，左平衡弹簧1-6右端置于阀芯1-7的左圆柱腔1-7-6内，左平衡弹簧1-6左端套在左滑柱1-5上，所述左推杆1-2的球杆1A穿过阀体1-4的左端孔1-4-3，套于左复位弹簧1-3内，球杆1A端部与圆柱1B螺纹连接，左推杆1-2的圆柱1B和所述行星轮座1-1的左支座1-1A连接；左复位弹簧1-3左端顶住左推杆1-2的圆柱1B，右端顶住阀体；
所述阀体1-4的右滑腔1-4-4内自左向右依次置有右滑柱1-9和右推杆1-10的球杆1A具有球头的一端，右平衡弹簧1-8左端置于阀芯1-7的右圆柱腔1-7-7内，右平衡弹簧1-8右端套在右滑柱1-9上，所述右推杆1-10的球杆1A穿过阀体1-4的右端孔1-4-5，套于右复位弹簧1-11内，球杆1A端部与圆柱1B螺纹连接，右推杆1-10的圆柱1B和所述行星轮座1-1的右支座1-1C连接；右复位弹簧1-11右端顶住右推杆1-10的圆柱1B，左端顶住阀体；
阀体的左二环形凸腔1-4-1A与阀芯1-7的左环形凸台1-7-1形成可变节流口m，阀体的右二环形凸腔1-4-1D与阀芯1-7的右环形凸台1-7-5形成可变节流口n；
如图1所示，所述下左滑轮3、左油缸13的左活塞14、右油缸15的右活塞16以及下右滑轮12自左至右依次固连于所述滑块2的上表面，左油缸13进油口连接阀体1-4的右出液口1-4-8，右油缸15进油口连接阀体1-4的左出液口1-4-7；所述左齿带3一端固定于滑块左端，另一端顺序绕过上一滑轮5、下左滑轮3、上二滑轮6，穿过所述行星轮座的底座1-1B内下侧齿带导向槽，连接在右卷带盒8内；所述右齿带11一端固定于滑块右端，另一端顺序绕过上四滑轮10、下右滑轮12、上三滑轮9，穿过所述行星轮座的底座1-1B内上侧齿带导向槽，连接在左卷带盒7内。
工作时，阀体左一环形凸腔1-4-1B内压力为P1，右一环形凸腔1-4-1C内压力为P2；出油口1-4-7的压力为P3，流量为q1，出油口1-4-8的压力为P4，流量为q2。若左活塞14与右活塞16同步，则左齿带4和右齿带11经过行星轮1-12的长度相等，行星轮1-12在两根齿带的带动下，绕其轴心自转，无水平位移。当出口压力P3＝P4，分流阀靠左平衡弹簧1-6、右衡弹簧1-8，阀芯1-7两端液压力自动平衡，阀芯1-7处于中间位置，出口流量q1＝q2；若油缸由于负载变化导致P3＞P4，在阀芯1-7未做动作时两支路液阻相等，则P0-P3＜P0-P4势必导致输出流量q1＜q2。输出流量偏差一方面使左活塞14和右活塞16的速度出现不同步，另一方面又使左节流孔1-4-6a的压力损失小于右节流孔1-4-6b的压力损失，即P1＜P2。因P1和P2被分别反馈到阀芯1-7的左端和右端，其压力差将使阀芯1-7向左移动，左可变节流口m的过流面积增大，右可变节流口n过流面积减小，直至q1＝q2，P1＝P2。反之，当P4＜P3时亦然。
若左活塞14与右活塞16不同步时，左齿带4和右齿带11经过行星轮1-2的长度不相等，行星轮1-12在两根齿带的带动下，除绕其轴心自转外，还会水平位移。如果左活塞14的位移大于右活塞16的位移，则行星轮27会在齿带的作用下向左移动，从而带动行星轮座1-12向左平移，行星轮座1-1推动右推杆1-10，压缩右平衡弹簧1-18，打破原有平衡，使阀芯1-7向左移动，左可变节流口m的过流面积增大，右可变节流口n过流面积减小，使q1＞q2，右活塞16的速度大于左活塞14的下行速度，直至两活塞同步。此过程中，左齿带4和右齿带11经过行星轮1-12的长度也变为相等，行星轮1-12回到中间位置，右推杆1-10在右复位弹簧1-11的作用下回到最右端。当左活塞14的位移小于右活塞16的位移时，其动作原理相同。
Claims (1)
1.一种液压机双缸同步装置，包括分流阀(1)、滑块(2)、下左滑轮(3)、左齿带(4)、上一滑轮(5)、上二滑轮(6)、左卷带盒(7)、右卷带盒(8)、上三滑轮(9)、上四滑轮(10)、右齿带(11)、下右滑轮(12)、左油缸(13)、左活塞(14)、右油缸(15)、右活塞(16)；所述上一滑轮(5)、上二滑轮(6)、左卷带盒(7)、右卷带盒(8)、上三滑轮(9)、上四滑轮(10)自左至右依次固定于液压机上横梁，所述分流阀(1)固定于液压机上横梁的左卷带盒(7)、右卷带盒(8)之间；其特征在于：
A.所述分流阀(1)包括行星轮座(1-1)、行星轮(1-12)、阀体(1-4)、阀芯(1-7)、左推杆(1-2)、左复位弹簧(1-3)、左滑柱(1-5)、左平衡弹簧(1-6)、右平衡弹簧(1-8)、右滑柱(1-9)、右推杆(1-10)、右复位弹簧(1-11)；
所述行星轮座(1-1)为凹字形座，由一体的左支座(1-1A)、底座(1-1B)和右支座(1-1C)构成，左支座(1-1A)和右支座(1-1C)分别垂直固连于底座(1-1B)的左右两端，所述底座(1-1B)中心位置装设有可绕其轴心旋转的行星齿轮(1-12)，所述底座(1-1B)内行星齿轮(1-12)安装位置上侧具有上侧齿带导向槽，下侧具有下侧齿带导向槽，使得分别穿过上侧、下侧齿带导向槽的右齿带(11)和左齿带(4)均与行星齿轮(1-12)啮合；
所述阀体(1-4)具有轴向的圆柱形空腔(1-4-1)，所述圆柱形空腔(1-4-1)的腔壁上自左向右依次具有外径相同的左二环形凸腔(1-4-1A)、左一环形凸腔(1-4-1B)、右一环形凸腔(1-4-1C)和右二环形凸腔(1-4-1D)，左一环形凸腔(1-4-1B)和右一环形凸腔(1-4-1C)、左二环形凸腔(1-4-1A)和右二环形凸腔(1-4-1D)均关于圆柱形空腔(1-4-1)的中垂线为对称；所述圆柱形空腔(1-4-1)左端依次通过左滑腔(1-4-2)、左端孔(1-4-3)连通阀体左端面，圆柱形空腔(1-4-1)右端依次通过右滑腔(1-4-4)、右端孔(1-4-5)连通阀体右端面；阀体(1-4)上顶面具有进液口(1-4-6)，所述左一环形凸腔(1-4-1B)和右一环形凸腔(1-4-1C)分别通过左节流孔(1-4-6A)、右节流孔(1-4-6B)与进液口(1-4-6)连通；所述左二环形凸腔(1-4-1B)和右二环形凸腔(1-4-1C)分别通过左出液口(1-4-7)和右出液口(1-4-8)连通阀体(1-1)下底面；
所述阀芯(1-7)位于所述阀体的圆柱形空腔(1-4-1)内并与其滑动配合，所述阀芯(1-7)上自左向右依次具有左环形凸台(1-7-1)、左环形槽(1-7-2)，中环形凸台(1-7-3)，右环形槽(1-7-4)和右环形凸台(1-7-5)；所述左环形凸台(1-7-1)、中环形凸台(1-7-3)和右环形凸台(1-7-5)外径相同且与所述圆柱形空腔(1-4-1)内径相匹配；阀芯(1-7)的左端面、右端面上分别具有左圆柱腔(1-7-6)，和右圆柱腔(1-7-7)；左环形凸台(1-7-1)与右环形凸台(1-7-5)、左环形槽(1-7-2)与右环形槽(1-7-4)以及左圆柱腔(1-7-6)与右圆柱腔(1-7-7)均关于阀芯(1-7)的中垂线为对称；左圆柱腔(1-7-6)与右环形槽(1-7-4)之间通过阀芯内部的左小孔(1-7-8)连通，右圆柱腔(1-7-7)与左环形槽(1-7-2)之间通过阀芯内部的右小孔(1-7-9)连通；
所述左推杆(1-2)和右推杆(1-10)结构相同，各自均由球杆(1A)和圆柱(1B)连接组成，球杆(1A)的一端为球头，另一端具有外螺纹，用于和圆柱(1B)的螺纹盲孔螺纹连接；
所述阀体(1-4)的左滑腔(1-4-2)内自右向左依次置有左滑柱(1-5)和左推杆(1-2)的球杆(1A)具有球头的一端，左平衡弹簧(1-6)右端置于阀芯(1-7)的左圆柱腔(1-7-6)内，左平衡弹簧(1-6)左端套在左滑柱(1-5)上，所述左推杆(1-2)的球杆(1A)穿过阀体(1-4)的左端孔(1-4-3)，套于左复位弹簧(1-3)内，球杆(1A)端部与圆柱(1B)螺纹连接，左推杆(1-2)的圆柱(1B)和所述行星轮座(1-1)的左支座(1-1A)连接；左复位弹簧(1-3)左端顶住左推杆(1-2)的圆柱(1B)，右端顶住阀体；
所述阀体(1-4)的右滑腔(1-4-4)内自左向右依次置有右滑柱(1-9)和右推杆(1-10)的球杆(1A)具有球头的一端，右平衡弹簧(1-8)左端置于阀芯(1-7)的右圆柱腔(1-7-7)内，右平衡弹簧(1-8)右端套在右滑柱(1-9)上，所述右推杆(1-10)的球杆(1A)穿过阀体(1-4)的右端孔(1-4-5)，套于右复位弹簧(1-11)内，球杆(1A)端部与圆柱(1B)螺纹连接，右推杆(1-10)的圆柱(1B)和所述行星轮座(1-1)的右支座(1-1C)连接；右复位弹簧(1-11)右端顶住右推杆(1-10)的圆柱(1B)，左端顶住阀体；
阀体的左二环形凸腔(1-4-1A)与阀芯(1-7)的左环形凸台(1-7-1)形成可变节流口(m)，阀体的右二环形凸腔(1-4-1D)与阀芯(1-7)的右环形凸台(1-7-5)形成可变节流口(n)；
B.所述下左滑轮(3)、左油缸(13)的左活塞(14)、右油缸(15)的右活塞(16)以及下右滑轮(12)自左至右依次固连于所述滑块(2)的上表面，左油缸(13)进油口连接阀体(1-4)的右出液口(1-4-8)，右油缸(15)进油口连接阀体(1-4)的左出液口(1-4-7)；所述左齿带(3)一端固定于滑块左端，另一端顺序绕过上一滑轮(5)、下左滑轮(3)、上二滑轮(6)，穿过所述行星轮座的底座(1-1B)内下侧齿带导向槽，连接在右卷带盒(8)内；所述右齿带(11)一端固定于滑块右端，另一端顺序绕过上四滑轮(10)、下右滑轮(12)、上三滑轮(9)，穿过所述行星轮座的底座(1-1B)内上侧齿带导向槽，连接在左卷带盒(7)内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201410004712.0A CN103775418B (zh) | 2014-01-06 | 2014-01-06 | 一种液压机双缸同步装置 |
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