CN108869459B - 交流液压多马达高精度同步转动控制装置 - Google Patents

交流液压多马达高精度同步转动控制装置 Download PDF

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Abstract

交流液压多马达高精度同步转动控制装置属于交流液压技术领域，交流伺服变频电机通过联轴器与三相交流发生器相连驱动产生三相交流；三相交流发生器通过管路与三个同步分流器连接，管路上设有泄漏补偿装置；三个同步分流器将三相交流流量分成三路完全相等的交流流量，三相交流液压马达A通过管路分别连接三个同步分流器的第一个出油口；三相交流液压马达B通过管路分别连接三个同步分流器的第二个出油口；三相交流液压马达C通过管路分别连接三个同步分流器的第三个出油口。该装置可使多个三相交流液压马达实现同步连续旋转，结构简单，可以实现任意比例的分流；匹配不同排量的交流液压马达实现不同额定转矩下的同步转动，可以进行变频调速，控制精度高。

Description

交流液压多马达高精度同步转动控制装置
技术领域
本发明属于交流液压技术领域，涉及机械、液压传动控制，尤其涉及一种交流液压多马达高精度同步转动控制装置。
背景技术
传统液压系统中液压马达的同步结构复杂，采用比较多的辅件，油箱占地面积大，需要液压泵，液压阀等液压元件控制，抗污染能力弱，功率质量比差，在某些特殊场合使用有所限制，交流液压技术借助于周期性压力和流量的变化传递液压能量，通常在能量传输回路上没有净流量。交流液压系统除了具有一般液压传动系统的平滑、可靠、功率大等优点外，还有其独特的优势如：交流液压系统与一般液压系统相比，交流液压系统的加工成本更低，采用更少的零部件，通常不采用精密的伺服阀，对液压油要求低、抗污染能力强。交流液压系统能抵抗较大范围内的温差变化；利用隔离器可以隔离破损回路，还能应用于强辐射的场合。在具有往复运动和冲击振动机构的设备中发挥了非常重要的作用。能够以高频率小振幅或低频率大振幅输出能量，不仅输出功率大，而且能改善劳动条件，运行可靠，适应特殊环境下作业，但在实际应用交流液压技术大多数应用在振动机械上，对于需要旋转运动的场合,交流液压马达是一种重要的执行元件，实际交流液压的发展相对进展缓慢，交流液压马达由于交流液压的特殊性，实际中交流液压的压力流量的大小和方向都在不断的变化，某些场合需要借助于交流液压的优势，要实现液压马达的同步转动需要在结构上特殊设计的交流液压马达和驱动控制装置，使多个马达按照需要的速度同步转动输出才能满足实际生产生活的要求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种交流液压多马达高精度同步转动控制装置，采用特殊结构设计的交流液压马达并采用变频伺服电机控制其转速，使多个三相交流液压马达实现同步转动。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种交流液压多马达高精度同步转动控制装置，该装置具体包括交流变频伺服电机1、联轴器2、三相交流发生器3、管路4、泄漏补偿装置5、同步分流器A 6、同步分流器B 7、同步分流器C 8、三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11。
所述交流变频伺服电机1通过联轴器2与三相交流发生器3相连进行驱动产生三相交流；三相交流发生器3中的液压缸通过管路4与同步分流器A 6、同步分流器B 7、同步分流器C 8连接，同步分流器A6，同步分流器B 7，同步分流器A6、同步分流器B 7、同步分流器C 8分别将各自连接的三相交流发生器3中的相应液压缸产生的交流流量同步分成三路完全相等的交流流量，三相交流发生器3与同步分流器A6，同步分流器B 7，同步分流器C 8之间的管路4上设置有泄漏补偿装置5，泄漏补偿装置5引出三条油路分别连接到每条管路4上进行泄漏补偿。
所述同步分流器A6中的三个出油口，通过管路4分别与三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中的一个液压缸连接，将三相交流发生器3中的一个液压缸产生的交流流量按相同的比例分配到三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中。所述的同步分流器B 7中的三个出油口，通过管路4分别与三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中的另一个液压缸连接，将三相交流发生器3中的一个液压缸产生的交流流量按相同的比例分配到三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中。所述的同步分流器C8中的三个出油口，通过管路4分别与三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中的第三个液压缸连接，将三相交流发生器3中的一个液压缸产生的交流流量按相同的比例分配到三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中。
所述三相交流液压马达A 9，三相交流液压马达B 10，三相交流液压马达C 11结构相同，均包括曲轴12、轴承Ⅰ13、螺钉14、马达体15、连杆A 16、曲柄17、连杆B 18、连杆C 19、轴承Ⅱ20、销轴A 21、轴承端盖22、液压缸A 23、油口A24、液压缸B 25、油口B 26、油口C 27、液压缸C 28、销轴B 29、销轴C 30、法兰31。
所述曲轴12通过轴承Ⅰ13和轴承Ⅱ20支撑，轴承Ⅰ13和轴承Ⅱ20通过法兰31、轴承端盖22与曲轴12的轴肩进行轴向固定，轴承端盖22和法兰31通过螺钉14固定在马达体15上；曲轴12中的三个曲柄17之间各自相差120度分布；连杆A16、连杆B 18、连杆C 19和与曲轴12连接并分别通过销轴A 21、销轴B 29、销轴C 30与液压缸A23、液压缸B 25、和液压缸C28连接；液压缸A23上部设有油口A 24，液压缸B 25上部设有油口B 26，液压缸C 28的上部设有油口C 27，有利于气泡排出。
所述液压缸A23、液压缸B 25和液压缸C 28结构相同，均包括螺钉32、导向套33、排气孔34、密封圈35、活塞36、套筒37、止动环挡圈38、缸筒39、缸盖40、活塞杆41、密封圈42、半环43。
所述活塞36和活塞杆41使用半环连接方式，半环43置于活塞杆41的半环槽内并与活塞36接触，半环43置于套筒37内进行半环固定，套筒37一侧通过止动环挡圈38进行轴向定位、活塞杆41通过活塞36的中心孔并通过密封圈42进行密封；缸筒39和活塞36之间设有密封圈35密封；活塞杆41由导向套33支撑，导向套33上设有排气孔34，导向套33通过螺钉32固定在缸筒39上；缸筒39和缸盖40之间通过螺纹连接。
本发明的效果和益处是：该装置可使多个三相交流液压马达实现高精度同步连续旋转，结构灵巧、布局合理，结构简单，通过改变同步分流器活塞的面积，可以实现任意比例的分流，匹配不同排量的交流液压马达实现不同额定转矩下的同步转动，且液压马达的体积小，功率重量比大，不需要液压阀，抗污染能力强，可以进行变频调速，控制精度高，管路可弯折、节能、防爆、安装方便，具有良好的推广价值。
附图说明
图1是一种交流液压多马达高精度同步转动控制装置结构示意图。
图2是三相交流液压马达的结构示意图。
图3、图4是三相交流液压马达中液压缸的内部结构示意图。
图中：1交流变频伺服电机；2联轴器；3三相交流发生器；4管路；5泄漏补偿装置；6同步分流器A；7同步分流器B；8同步分流器C；9三相交流液压马达A；10三相交流液压马达B；11三相交流液压马达C；12曲轴；13轴承Ⅰ；14螺钉；15马达体；16连杆A；17曲柄；18连杆B；19连杆C；20轴承Ⅱ；21销轴A；22轴承端盖；23液压缸A；24油口A；25液压缸B；26油口B；27油口C；28液压缸C；29销轴B；30销轴C；31法兰；32螺钉；33导向套；34排气孔；35密封圈；36活塞；37套筒；38止动环挡圈；39缸筒；40缸盖；41活塞杆；42密封圈；43半环。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
如附图1-4所示，一种交流液压多马达高精度同步转动控制装置，该装置具体包括交流变频伺服电机1、联轴器2、三相交流发生器3、管路4、泄漏补偿装置5、同步分流器A 6、同步分流器B 7、同步分流器C 8、三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11；交流变频伺服电机1通过联轴器2与三相交流发生器3相连进行驱动产生三相交流；三相交流发生器3通过管路4与同步分流器A 6、同步分流器B 7、同步分流器C 8连接，，同步分流器A 6、同步分流器B 7、同步分流器C 8分别将各自连接的三相交流发生器3中的相应液压缸产生的交流流量同步分成三路完全相等的交流流量，三相交流发生器3与同步分流器A 6，同步分流器B 7，同步分流器C 8之间的管路4上设置有泄漏补偿装置5，泄漏补偿装置5引出三条油路分别连接到每条管路4上进行泄漏补偿；同步分流器A 6中的三个出油口，通过管路4分别与三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中的一个液压缸连接；同步分流器B 7中的三个出油口，通过管路4分别与三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中的一个液压缸连接；同步分流器C 8中的三个出油口，通过管路4分别与三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中的一个液压缸连接，各自将三相交流发生器3中的一个液压缸产生的交流流量按相同的比例分配到三相交流液压马达A 9、三相交流液压马达B 10、三相交流液压马达C 11中。
所述三相交流液压马达A 9，三相交流液压马达B 10，三相交流液压马达C 11包括曲轴12、轴承Ⅰ13、螺钉14、马达体15、连杆A 16、曲柄17、连杆B 18、连杆C 19、轴承Ⅱ20、销轴A 21、轴承端盖22、液压缸A 23、油口A 24、液压缸B 25、油口B 26、油口C 27、液压缸C28、销轴B 29、销轴C 30、法兰31；曲轴12通过轴承Ⅰ13和轴承Ⅱ20支撑，轴承Ⅰ13和轴承Ⅱ20通过法兰31、轴承端盖22与曲轴12的轴肩进行轴向固定，轴承端盖22和法兰31通过螺钉14固定在马达体15上；曲轴12中的三个曲柄17之间各自相差120度分布；，连杆A 16、连杆B18、连杆C 19和与曲轴12连接并分别通过销轴A 21、销轴B 29、销轴C 30与液压缸A 23、液压缸B 25、和液压缸C 28连接；液压缸A 23上部设有油口A 24，液压缸B 25上部设有油口B26，液压缸C 28的上部设有油口C 27，有利于气泡排出。
所述液压缸A23、液压缸B 25和液压缸C 28结构相同，均包括螺钉32、导向套33、排气孔34、密封圈35、活塞36、套筒37、止动环挡圈38、缸筒39、缸盖40、活塞杆41、密封圈42、半环43；活塞36和活塞杆41使用半环连接方式，半环43置于活塞杆41的半环槽内并与活塞36接触，半环43置于套筒37内进行半环固定，套筒37一侧通过止动环挡圈38进行轴向定位、活塞杆41通过活塞36的中心孔并通过密封圈42进行密封；缸筒39和活塞36之间设有密封圈35密封；活塞杆41由导向套33支撑，导向套33上设有排气孔34，导向套33通过螺钉32固定在缸筒39上；缸筒39和缸盖40之间通过螺纹连接
装配交流液压多马达高精度同步转动控制装置时用煤油清洗，晾干后配合表面涂油，各零件不加工表面除去毛边毛刺和清洗，装配时保证装配表面没有划痕。各零件不加工表面应清洗干净，除去毛边毛刺，浸涂防锈漆。
三相交流发生器3产生初始相位为0度、120度、240度的三相交流，三相交流发生器3产生初始相位为0度的三相交流通入同步分流器A6，初始相位为120度的三相交流通入同步分流器B 7，初始相位为240度的三相交流通入同步分流器C 8。启动交流变频伺服电机1之前，外部油源系统通过油口A 24，油口B 26和油口C 27向交流液压多马达高精度同步转动控制装置填充3MPa的压力油，此时由于曲轴12的三个曲柄17角度分别相差120度，曲轴12受力平衡。三相交流液压马达A9，三相交流液压马达B 10，三相交流液压马达C 11处于静止状态。同步分流器A6、同步分流器B 7、同步分流器C 8将三相交流发生器3产生的交流流量同步分成完全相等的三路交流流量，同步分流器A6的完全相等的三路流量通过管路4分别连接三相交流液压马达A 9，三相交流液压马达B 10，三相交流液压马达C 11中的一个液压缸A 23，同步分流器B 7的完全相等的三路流量通过管路4分别连接三相交流液压马达A 9，三相交流液压马达B 10，三相交流液压马达C 11中的一个液压缸B 25，同步分流器C 8的完全相等的三路流量通过管路4分别连接三相交流液压马达A 9，三相交流液压马达B 10，三相交流液压马达C 11的中的一个液压缸C 28，泄漏补偿装置5中设置有单向阀，其中的油液只能单向流出，压力低于设定压力时进行压力补偿，启动交流变频伺服电机1后，管路中的压力和流量作正弦规律变化。伺服电机采用高精度位置控制模式，脉冲设定为10000脉冲/转，将伺服电机脉冲频率在1000脉冲/秒到20000脉冲/秒之间调节，对三相交流液压马达A9，三相交流液压马达B 10，三相交流液压马达C 11进行同步变频调速，进入油口A 24和油口B 26两个交流管路交换，同步的改变三相交流液压马达A 9，三相交流液压马达B 10，三相交流液压马达C 11的转动方向。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种交流液压多马达高精度同步转动控制装置，其特征在于，所述的交流液压多马达高精度同步转动控制装置包括交流变频伺服电机(1)、联轴器(2)、三相交流发生器(3)、管路(4)、泄漏补偿装置(5)、同步分流器A(6)、同步分流器B(7)、同步分流器C(8)、三相交流液压马达A(9)、三相交流液压马达B(10)、三相交流液压马达C(11)；
所述的交流变频伺服电机(1)通过联轴器(2)与三相交流发生器(3)相连进行驱动产生三相交流；三相交流发生器(3)中的液压缸通过管路(4)与同步分流器A(6)、同步分流器B(7)、同步分流器C(8)连接，同步分流器A(6)、同步分流器B(7)、同步分流器C(8)分别将各自连接的三相交流发生器(3)中的相应液压缸产生的交流流量同步分成三路完全相等的交流流量，三相交流发生器(3)与同步分流器A(6)、同步分流器B(7)、同步分流器C(8)之间的管路(4)上设置有泄漏补偿装置(5)，泄漏补偿装置(5)引出三条油路分别连接到每条管路(4)上进行泄漏补偿；
所述的同步分流器A(6)中的三个出油口，通过管路(4)分别与三相交流液压马达A(9)、三相交流液压马达B(10)、三相交流液压马达C(11)中的液压缸连接，将三相交流发生器(3)中的一个液压缸产生的交流流量按相同的比例分配到三相交流液压马达A(9)、三相交流液压马达B(10)、三相交流液压马达C(11)中；
所述的同步分流器B(7)中的三个出油口，通过管路(4)分别与三相交流液压马达A(9)、三相交流液压马达B(10)、三相交流液压马达C(11)中的液压缸连接，将三相交流发生器(3)中的一个液压缸产生的交流流量按相同的比例分配到三相交流液压马达A(9)、三相交流液压马达B(10)、三相交流液压马达C(11)中；
所述的同步分流器C(8)中的三个出油口，通过管路(4)分别与三相交流液压马达A(9)、三相交流液压马达B(10)、三相交流液压马达C(11)中的液压缸连接，将三相交流发生器(3)中的一个液压缸产生的交流流量按相同的比例分配到三相交流液压马达A(9)、三相交流液压马达B(10)、三相交流液压马达C(11)中。
2.根据权利要求1所述的一种交流液压多马达高精度同步转动控制装置，其特征在于：所述三相交流液压马达A(9)、三相交流液压马达B(10)、三相交流液压马达C(11)结构相同，均包括曲轴(12)、轴承Ⅰ(13)、螺钉(14)、马达体(15)、连杆A(16)、曲柄(17)、连杆B(18)、连杆C(19)、轴承Ⅱ(20)、销轴A(21)、轴承端盖(22)、液压缸A(23)、油口A(24)、液压缸B(25)、油口B(26)、油口C(27)、液压缸C(28)、销轴B(29)、销轴C(30)、法兰(31)；
所述的曲轴(12)由轴承Ⅰ(13)和轴承Ⅱ(20)支撑，轴承Ⅰ(13)和轴承Ⅱ(20)通过法兰(31)、轴承端盖(22)与曲轴(12)的轴肩进行轴向固定，轴承端盖(22)和法兰(31)通过螺钉(14)固定在马达体(15)上；
所述的曲轴(12)中的三个曲柄(17)之间各自相差120度分布；所述的连杆A(16)、连杆B(18)、连杆C(19)与曲轴(12)连接并分别通过销轴A(21)、销轴B(29)、销轴C(30)与液压缸A(24)、液压缸B(25)、和液压缸C(28)连接；液压缸A(23)上部设有油口A(24)，液压缸B(25)上部设有油口B(26)，液压缸C(28)的上部设有油口C(27)，利于气泡排出。
3.根据权利要求2所述的一种交流液压多马达高精度同步转动控制装置,其特征在于：所述液压缸A(23)、液压缸B(25)和液压缸C(28)结构相同，均包括螺钉(32)、导向套(33)、排气孔(34)、密封圈(35)、活塞(36)、套筒(37)、止动环挡圈(38)、缸筒(39)、缸盖(40)、活塞杆(41)、密封圈(42)、半环(43)；所述的活塞(36)和活塞杆(41)使用半环连接方式，半环(43)置于活塞杆(41)半环槽内并与活塞(36)接触后，置于套筒(37)内进行半环固定；所述的套筒(37)一侧通过止动环挡圈(38)进行轴向定位，活塞杆(41)通过活塞(36)的中心孔并通过密封圈(42)进行密封；缸筒(39)和活塞(36)之间设有密封圈(35)密封；活塞杆(41)由导向套(33)支撑，导向套(33)上设有排气孔(34)，导向套(33)通过螺钉(32)固定在缸筒(39)上；缸筒(39)和缸盖(40)之间通过螺纹连接。
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