CN111745781A - 双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置 - Google Patents

双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111745781A
CN111745781A CN202010723654.2A CN202010723654A CN111745781A CN 111745781 A CN111745781 A CN 111745781A CN 202010723654 A CN202010723654 A CN 202010723654A CN 111745781 A CN111745781 A CN 111745781A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
pressure
double
hydraulic
cylinder
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.)
Granted
Application number
CN202010723654.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111745781B (zh
Inventor
罗春雷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN202010723654.2A priority Critical patent/CN111745781B/zh
Publication of CN111745781A publication Critical patent/CN111745781A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111745781B publication Critical patent/CN111745781B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/08—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting
    • B28B1/087—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould
    • B28B1/0873—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould the mould being placed on vibrating or jolting supports, e.g. moulding tables
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/22—Synchronisation of the movement of two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/16—Special measures for feedback, e.g. by a follow-up device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/78—Control of multiple output members
    • F15B2211/782—Concurrent control, e.g. synchronisation of two or more actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置，所述双缸之间通过能量交换器强偶联起来,结构差异造成双缸之间油压差，压差将引起液压缸瞬时不同步并产生偏心块之间相位差，并且，压差驱动能量交换器通过活塞推送油液向较低压液压缸补油，较高压液压缸则向能量交换器内油腔排油，双缸及时排油、补油避免了憋压和负压，确保流体稳定流动；而偏心块之间相位差使得原来较高压液压缸因受比较小的振动力矩作用，从而油压力降低，原来较低压液压缸油压升高，当两个液压缸压力相等后，能量交换完成，并且瞬态速度相同，两个系统保持稳定的相位差下稳定运行，实现双液压缸传动的耦合同步，避免了液压传动中的非同步能量损耗。

Description

双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置
技术领域
本发明涉及双缸驱动振动技术领域，具体涉及一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置。
背景技术
液压传动与电机传动相比，因其有更高的功重比而在大型、高效施工的机械领域占有绝对优势。然而在一些领域目前还没有获得应用，造成这些领域的设备仍然不能向高效、大型化发展。比如装配式建筑行业的混凝土振动台、矿山的振动筛分机、振动给料机等等，目前仍然用电机传动的自同步振动。
尤其是目前装配式建筑这种前途广阔的绿色、朝阳建筑产业。振捣系统将浇注了混凝土的PC模具进行振捣，消除空隙，使PC密实度和平整度达到设计要求。一条生产线24台振动电机同时运转，通常一个车间多条生产线，上百台振动电机同时振动，震耳欲聋！工人只好带耳塞进入车间，而车间的吊车穿梭，危险性多大显而易见。噪声污染严重危害着装配式建筑业工人的健康和安全！此外，传统的电机传动振动台，其振动能量60％以界面波沿安装振动器的台体传递，浪费巨大。
对于液压传动而言，同步问题是制约其应用于振动台等领域的瓶颈，若采用电液控制技术，则系统响应难以满足振动台要求，因此无法采用控制同步。目前，相关领域人员对液压同步做了相当多的研究，并提出了一些同步判断依据，但由于马达柱塞液压零部件运动副油膜支撑稳定性能对制造工艺高度敏感、以及液压零部件运动副油膜支撑和密封性能对生命周期内磨损敏感的问题，以及配有盘区域液压油流动不稳定等问题，实际上很难实现同步。
此外，在传统的液压传动中，速度、力之间并不存在强耦合，导致在同一个振动体系中的两个独立的回转驱动系统中，能量难以互相转换和传递，一只液压缸为了加速运动，需要被补充液压油但无法获得补给能量，另一只液压缸为了减速运动，需要向外排油，却无法往外释放能量。因此无法实现自同步。
因此，急需要一种能够可靠实施的液压自同步技术，以便突破液压传动应用于振动台等领域的瓶颈。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置，一方面，突破液压传动在振动台领域应用的瓶颈，提高振动效率、降低振动能耗和振动噪音污染；另一方面，实现双液压缸传动的耦合同步、并提出可靠的同步方法，以便避免液压传动中的非同步能量损耗。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法，所述振动台面通过偏心块的转动驱动振动，偏心块的转轴通过双缸驱动齿轮齿条带动转动，双缸之间通过能量交换器实现自反馈同步，具体来说，能量交换器利用双缸压差作为反馈信号，将相似的独立双驱系统强偶联起来，它由活塞H1、H2、缓冲阻尼J1-J4、弹簧T1-T4和缸筒g1、g2组成的,两个系统结构差异造成两个液压缸之间油压差，一方面，这个压差将引起液压缸瞬时不同步并产生偏心块之间相位差，另一方面，这个压差驱动能量交换器通过其内部活塞(比如H1)推送油腔内的油液向较低压液压缸(同时也是较高速液压缸，比如第一液压缸201)补油，较高压液压缸(同时也是较低速液压缸，比如第二液压缸202)则通过能量交换器28中的相同活塞(比如H1)吸油作用下，向能量交换器28内油腔排油，双缸及时排油、补油避免了憋压和负压，确保流体稳定流动；而第一偏心块701、第二偏心块702之间相位差造成了振动力矩差，这使得原来较高压(同时也是较低速)液压缸(比如第二液压缸202)因受比较小的振动力矩作用，从而油压力降低，原来较低压(同时也是较高速)液压缸(比如第一液压缸201)油压升高，当两个液压缸压力相等后，能量交换完成，并且瞬态速度相同，两个系统保持稳定的相位差下稳定运行。可见，两个系统通过活塞式能量交换器实现了强耦合，而且，活塞在压差作用下的运动直接驱动液压油进、出液压缸，没有其它环节，容易实现快速响应。
进一步，通过高精度电比例伺服控制液压系统29给两只液压缸同时提供等量的液压油，并且比例伺服阀直接装两个液压缸的油口上。
进一步，自反馈同步的判断为：
两组偏心块的极限振动力矩差△TZMAX>两个液压缸的极限阻力矩差ΔM阻max(ν)，其中，
Figure BDA0002600920470000031
Figure BDA0002600920470000032
式中：m为偏心转子质量，r为偏心矩，ω0为额定转速，M为参振质量，ky为弹性刚度；FC0为库伦摩擦力系数，FS0为静摩擦力系数，v为液压缸活塞速度，c为黏性系数，νs为液压缸Stribeck速度，h为液压缸中心到偏心转子回转中心距离；
阻力矩差使两个液压缸产生油压差，振动力矩差使两组偏心块产生相位差，油压差驱动能量交换器向较低压、同时也是较高速液压缸补油，较高压、同时也是较低速液压缸则向能量交换器内排油；振动力矩差使得原来较高压、同时也是较低速液压缸因受比较小的振动力矩作用，从而油压力降低，原来较低压、同时也是较高速液压缸油压升高，当两个液压缸压力相等后，能量交换完成，并且瞬态速度相同，两个系统保持稳定的相位差下稳定运行。
一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置，包括底板、中托架、两个端托架、两个液压缸以及通过中托架和两个端托架支撑的支撑板，所述中托架和两个端托架的两侧均通过弹性组件与底板支撑连接，每个端托架均横跨设置有转轴，所述转轴的两端均固定设置有偏心块，转轴上还同步转动套设有齿轮，所述支撑板上对应中托架的位置设置有振动台面；两个液压缸反向布置，液压缸的缸筒通过铰接组件与底板铰接，液压缸的活塞杆通过铰连件连接有与支撑板滑动配合的垫块，所述垫块的顶部固定设置有与对应的齿轮啮合传动的齿条；两个液压缸之间通过能量交换器油路连通并通过高精度电控液压系统给两个液压缸等流量供油。
进一步，所述垫块与支撑板之间设置有滑动导向组件。
进一步，所述滑动导向组件包括固定在支撑板上的导轨以及固定在垫块底部且与导轨滑动配合的滑块。
进一步，所述滑动导向组件还包括横跨在垫块底部的辊轮，所述辊轮的两端通过支撑件与底板转动支撑。
进一步，所述弹性组件包括上导向块、下导向块和设置在上、下导向块之间的弹簧。
进一步，所述铰接组件包括支架和铰轴。
进一步，所述齿轮与转轴之间通过键实现周向定位。
进一步，所述导轨为工字型导轨。
进一步，所述转轴的两端通过轴承和轴承座与端托架的对应侧转动支撑连接，所述轴承座的外侧和内侧分别设置有端盖和防尘盖。
本发明的有益效果：
本发明公开了一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置，所述振动台面通过偏心块的转动驱动振动，偏心块的转轴通过双缸驱动齿轮齿条带动转动，双缸之间通过能量交换器实现自反馈同步，具体来说，能量交换器利用双缸压差作为反馈信号，将相似的独立双驱系统强偶联起来，它由活塞H1、H2、缓冲阻尼J1-J4、弹簧T1-T4和缸筒g1、g2组成的,两个系统结构差异造成两个液压缸之间油压差，一方面，这个压差将引起液压缸瞬时不同步并产生偏心块之间相位差，另一方面，这个压差驱动能量交换器通过其内部活塞推送油腔内的油液向较低压液压缸补油，较高压液压缸则通过能量交换器中的相同活塞吸油作用下，向能量交换器内油腔排油，双缸及时排油、补油避免了憋压和负压，确保流体稳定流动；而偏心块之间相位差造成了振动力矩差，这使得原来较高压液压缸因受比较小的振动力矩作用，从而油压力降低，原来较低压液压缸油压升高，当两个液压缸压力相等后，能量交换完成，并且瞬态速度相同，两个系统保持稳定的相位差下稳定运行。本申请，一方面，突破了液压传动在振动台领域应用的瓶颈，提高了振动效率、降低了振动能耗和振动噪音污染；另一方面，实现双液压缸传动的耦合同步，避免了液压传动中的非同步能量损耗。更加具体来说，本发明的优点体现在如下方面：
本专利的成功应用，不但使得目前国内外住房工业最大预制构件规格尺寸得到成倍增加，能够从最长6米提升到10米以上，而且一个振动台可以同时完成两件6米长的预制件振动。本技术的振动台节能环保效果显著：首先由于只需要1对偏心块组，与电动同步锤振动台单元相比，免去了多台振动器不同步引起的能量内耗和大噪声；此外，由于采用物料随台体直接强迫振动的空间运动，能量损耗比传统振动台要小。
同样，本专利技术也可以促使振动筛、振动给料机等各种电动自同步振动机向大型化、超大型化发展，更好满足工业需要。显然，本专利技术具有极其广阔的应用前景。
创新点：
在传统的液压传动中，速度、力之间并不存在强耦合，导致在同一个振动体系中的两个独立的回转驱动系统中，能量难以互相转换和传递，一只液压缸加速运动，需要被补充液压油但无法获得补给能量，另一只液压缸减速运动，则需要向外排油，去无法往外释放能量。本专利设计，在液压缸通过齿轮齿条驱动产生的振动系统中，设计了能量转换阀，实现了液压的耦合同步，是创新之处之一；本专利提出的同步方法，表达了系统实现同步的条件，是创新之二。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的主视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明的侧视放大图；
图5为图1的局部结构示意图；
图6为液压原理图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
如图6所示，本实施例提供了一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法，所述振动台面通过偏心块的转动驱动振动，偏心块的转轴通过双缸驱动齿轮齿条带动转动，双缸之间通过能量交换器实现自反馈同步，具体来说，能量交换器利用双缸压差作为反馈信号，将相似的独立双驱系统强偶联起来，它由活塞H1、H2、缓冲阻尼J1-J4、弹簧T1-T4和缸筒g1、g2组成的,两个系统结构差异造成两个液压缸之间油压差，一方面，这个压差将引起液压缸瞬时不同步并产生偏心块之间相位差，另一方面，这个压差驱动能量交换器通过其内部活塞(比如H1)推送油腔内的油液向较低压液压缸(同时也是较高速液压缸，比如第一液压缸201)补油，较高压液压缸(同时也是较低速液压缸，比如第二液压缸202)则通过能量交换器28中的相同活塞(比如H1)吸油作用下，向能量交换器28内油腔排油，双缸及时排油、补油避免了憋压和负压，确保流体稳定流动；而第一偏心块701、第二702之间相位差造成了振动力矩差，这使得原来较高压(同时也是较低速)液压缸(比如第二液压缸202)因受比较小的振动力矩作用，从而油压力降低，原来较低压(同时也是较高速)液压缸(比如第一液压缸201)油压升高，当两个液压缸压力相等后，能量交换完成，并且瞬态速度相同，两个系统保持稳定的相位差下稳定运行。可见，两个系统通过活塞式能量交换器实现了强耦合，而且，活塞在压差作用下的运动直接驱动液压油进、出液压缸，没有其它环节，容易实现快速响应。
进一步，通过高精度电比例伺服控制液压系统29给两只液压缸同时提供等量的液压油，并且比例伺服阀直接装两个液压缸的油口上。
进一步，自反馈同步的判断为：
两组偏心块的极限振动力矩差△TZMAX>两个液压缸的极限阻力矩差ΔM阻max(ν)，其中，
Figure BDA0002600920470000071
Figure BDA0002600920470000072
式中：m为偏心转子质量，r为偏心矩，ω0为额定转速，M为参振质量，ky为弹性刚度；FC0为库伦摩擦力系数，FS0为静摩擦力系数，v为液压缸活塞速度，c为黏性系数，νs为液压缸Stribeck速度，h为液压缸中心到偏心转子回转中心距离；
阻力矩差使两个液压缸产生油压差，振动力矩差使两组偏心块产生相位差，油压差驱动能量交换器向较低压、同时也是较高速液压缸补油，较高压、同时也是较低速液压缸则向能量交换器内排油；振动力矩差使得原来较高压、同时也是较低速液压缸因受比较小的振动力矩作用，从而油压力降低，原来较低压、同时也是较高速液压缸油压升高，当两个液压缸压力相等后，能量交换完成，并且瞬态速度相同，两个系统保持稳定的相位差下稳定运行。
如图1-5所示：本实施例还提供了一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置，包括底板16、中托架2、两个端托架5、两个液压缸20、通过中托架2和两个端托架5支撑的支撑板14以及固定在支撑板14上且与中托架2位置对应的振动台面3。
所述中托架2和两个端托架5的两侧均通过弹性组件与底板16支撑连接，具体来说，所述弹性组件包括上导向块12、下导向块15和设置在上、下导向块之间的弹簧4，所述上导向块12与托架支撑连接，下导向块15与底板16支撑连接。采用弹性组件支撑的装配形式，可以缓冲振动冲击。
每个端托架均横跨设置有转轴6，所述转轴6的两端通过轴承25和轴承座8与端托架5的对应侧转动支撑连接，所述轴承座8的外侧和内侧分别设置有端盖24和防尘盖26。
所述转轴6的两侧均固定设置有偏心块7，转轴6上还同步转动套设有齿轮23，所述齿轮23与转轴6之间通过键22实现周向定位。
两个液压缸20反向布置，液压缸20的缸筒通过铰接组件与底板铰接，具体来说，所述铰接组件包括支架21和铰轴27。液压缸的活塞杆10通过铰连件连接有与支撑板滑动配合的垫块1，具体来说，左侧液压缸通过左铰连件19连接有第一垫块，右侧液压缸通过右铰接件11连接有第二垫块。所述垫块的顶部固定设置有与对应的齿轮23啮合传动的齿条9，具体来说，第一垫块上的齿条与右侧转轴上的齿轮啮合传动，第二垫块与左侧转轴上的齿轮啮合传动。两个液压缸20之间通过能量交换器28油路连通并通过高精度电控液压系统29给两个液压缸等流量供油，高精度电控液压系统29配备高精度比例伺服阀。
所述垫块1与支撑板14之间设置有滑动导向组件，所述滑动导向组件包括固定在支撑板14上的工字型导轨13以及固定在垫块1底部且与导轨13滑动配合的滑块18。所述滑动导向组件还包括横跨在垫块1底部的辊轮17，所述辊轮17的两端通过支撑件与底板转动支撑。
具体应用时，将待振动模具放置在振动台面上，两个液压缸反向周期性伸缩，分别带动两根齿条也反向周向性左右移动，齿轮齿条啮合传动，分别带动两侧的两组偏心块反向旋转，偏心块转动、推动模具产生上下振动为主、侧向振动为次的振型，偏心块跨距大、液压缸行程长，以满足工艺需要。
下面进一步解释自同步原理：
处于同一个振动台中的上述两个偏心振动单元，存在振动力矩差异，在一定条件下，可以利用这个差异来促使两个偏心振动单元重新进行能量分配，从而实现新的平衡下的自同步。为了给两个偏心振动单元提供能量交换的渠道，设计了能量交换器，能量交换器将两个液压缸联系起来，双缸之间能感应对方油压力差异和流量的差异，从而自动快速响应进行能量互补，达到新的平衡。如果在偏心块完成360°旋转之前完成能量互补并平稳的进入平衡，则能实现自同步，而且响应越快，同步精度会越高。自同步状态下，两只液压缸会以完全相同的工作压力和速度工作。
进一步来说，初始条件是，两组偏心块相位差为0，外部进入两个偏心振动单元等流量，能量交换器在没有油压力或压差为0处于断开状态。液压方面，虽然初始振动载荷相等，但由于两个液压缸存在加工精度差异，造成两个液压缸液压阻力大小不一样，则两个液压缸高压腔之间形成压差，控制能量交换器开启，双缸高压腔油流动，液压缸阻力大的跑的慢，压差作用下把多余的油补给另外一只液压缸，形成双缸速度和位移差；机械方面，双缸速度、位移差、造成了双偏心块形成角速度差和相位差，相位差造成了两个偏心振动单元振动载荷差异，即振动力矩差，这样，跑的慢的偏心振动单元受小的振动力矩，造成阻力大的液压缸压力降低。显然，机械系统和液压系统在能量转换和重新分配过程中形成了互为闭环，相位差从0往平衡点逐渐变化过程中，双缸高压腔压差从最大逐渐往0变化，直至压差为0，能量交换器恢复到断开状态，相位差稳定在最大值，实现自动运动选择。双缸大腔、小腔之间通过振动力矩形成的压差反馈，来进行微流量交换，并通过阻尼进行稳定，这样，从液压回路上实现了自同步。系统响应能小于偏心块回转周期是同步的必备条件，针对能量交换属于微小能量、微小运动量、微小流量需求，能量交换器中的油道采用微小通道。
两个液压缸之间油路不串通，所以避免了干扰。反向而行的两个液压缸，在伸出或缩回阶段，因阻力不同而不同步，出现能量不平衡，但在振动力矩差的作用下，跑得快的液压缸因受振动阻力矩而被减速，由此而增加的油压力将多余的微量油挤向能量交换器，跑得慢的液压缸因受振动驱动力矩而被加速，由此而降低的油压力被压差作用下从能量交换器中获得需要补充的流量，当一只液压缸排出的油刚好等于另一只液压缸获得的油，满足了相位差对充、排油空间的需要，压力也达到新的平衡，从而实现了能量平衡，系统保持这种相位差持续运动。
过渡阶段机—液耦合的物理过程如下：双液压缸系统结构差异引起双缸负载压力的差异，这两个有差异的压力油通过节流缓冲分别作用于能量交换器内腔中柱塞的两端，引起柱塞瞬态运动，柱塞低压侧的油液向压力较低的液压缸充油，而压力较高的液压缸向柱塞另一侧容腔排油，因此双缸压差造成彼此运动差异，基于高精度比例伺服阀向双缸输送等流量油的前提，阻力小的液压缸运动超前，驱动对应偏心块相位超前，从而引起系统振动力矩差异，振动力矩差异将缩小双缸负载压力的差异，如此持续自动调整，直到双缸负载压力差异完全消除，柱塞在阻尼作用下稳定在新的位置，维持机—液耦合动态平衡。这就是运动选择过程。
本申请的技术方案，巧妙地将振动力矩差这种机械能的扰动，转变成液压扰动，形成两只液压缸的压力差感应，控制双缸之间微小流量补偿或排泄，能量平衡后扰动结束。
本专利技术采用如下办法来消除液压对制造和使用高度敏感的问题，从而解决自同步系统液压元件和系统的稳定性、可靠性问题：
实现液压自同步，首先要解决液压同步性能对液压管路结构高度敏感、液压油空化和液压零部件运动副油膜支撑稳定性能对制造工艺高度敏感、以及液压零部件运动副油膜支撑和密封性能对生命周期内磨损敏感的问题。
研究和实践表明，液压制造工艺是世界性难题，金属零件运动副磨损渐变也是无法克服的。因此，本申请采用如下措施，来消除液压对制造和使用高度敏感的问题。
(1)在液压缸油口处安装高精度比例伺服阀，自同步系统没有了管路和各种液压元件的干扰。高精度的流量输入确保双液压缸输入流量相等，电机传动自同步表明，双系统速度的微小差异干扰，可以通过振动耦合弥补消除。
(2)液压缸活塞和活塞杆采用高性能非金属材料支撑和密封。
(3)同步系统内部没有液压阀，能量交换器作为通过压差感应来进行双缸流量互补的装置，其运动副采用高性能非金属材料支撑和密封，没有油膜支撑。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法，其特征在于，所述振动台面通过偏心块的转动驱动振动，偏心块的转轴通过双缸驱动齿轮齿条带动转动，双缸之间通过能量交换器实现自反馈同步，具体来说，能量交换器利用双缸压差作为反馈信号，将相似的独立双驱系统强偶联起来，它由活塞H1、H2、缓冲阻尼J1-J4、弹簧T1-T4和缸筒g1、g2组成的,两个系统结构差异造成两个液压缸之间油压差，一方面，这个压差将引起液压缸瞬时不同步并产生偏心块之间相位差，另一方面，这个压差驱动能量交换器通过其内部活塞推送油腔内的油液向较低压液压缸补油，较高压液压缸则通过能量交换器中的相同活塞吸油作用下，向能量交换器内油腔排油，双缸及时排油、补油避免了憋压和负压，确保流体稳定流动；而偏心块之间相位差造成了振动力矩差，这使得原来较高压液压缸因受比较小的振动力矩作用，从而油压力降低，原来较低压液压缸油压升高，当两个液压缸压力相等后，能量交换完成，并且瞬态速度相同，两个系统保持稳定的相位差下稳定运行。
2.根据权利要求1所述的双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法，其特征在于，通过高精度电比例伺服控制液压系统给两只液压缸同时提供等量的液压油，并且比例伺服阀直接装两个液压缸的油口上。
3.根据权利要求1所述的双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法，其特征在于，自反馈同步的判断为：
两组偏心块的极限振动力矩差△TZMAX>两个液压缸的极限阻力矩差ΔM阻max(ν)，其中，
Figure FDA0002600920460000011
Figure FDA0002600920460000012
式中：m为偏心转子质量，r为偏心矩，ω0为额定转速，M为参振质量，ky为弹性刚度；FC0为库伦摩擦力系数，FS0为静摩擦力系数，v为液压缸活塞速度，c为黏性系数，νs为液压缸Stribeck速度，h为液压缸中心到偏心转子回转中心距离；
阻力矩差使两个液压缸产生油压差，振动力矩差使两组偏心块产生相位差，油压差驱动能量交换器向较低压、同时也是较高速液压缸补油，较高压、同时也是较低速液压缸则向能量交换器内排油；振动力矩差使得原来较高压、同时也是较低速液压缸因受比较小的振动力矩作用，从而油压力降低，原来较低压、同时也是较高速液压缸油压升高，当两个液压缸压力相等后，能量交换完成，并且瞬态速度相同，两个系统保持稳定的相位差下稳定运行。
4.一种双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置，其特征在于：包括底板、中托架、两个端托架、两个液压缸以及通过中托架和两个端托架支撑的支撑板，所述中托架和两个端托架的两侧均通过弹性组件与底板支撑连接，每个端托架均横跨设置有转轴，所述转轴的两端均固定设置有偏心块，转轴上还同步转动套设有齿轮，所述支撑板上对应中托架的位置设置有振动台面；两个液压缸反向布置，液压缸的缸筒通过铰接组件与底板铰接，液压缸的活塞杆通过铰连件连接有与支撑板滑动配合的垫块，所述垫块的顶部固定设置有与对应的齿轮啮合传动的齿条；两个液压缸之间通过能量交换器油路连通并通过高精度电控液压系统给两个液压缸等流量供油。
5.根据权利要求4所述的双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置，其特征在于：所述垫块与支撑板之间设置有滑动导向组件，所述滑动导向组件包括固定在支撑板上的导轨以及固定在垫块底部且与导轨滑动配合的滑块。
6.根据权利要求5所述的双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置，其特征在于：所述滑动导向组件还包括横跨在垫块底部的辊轮，所述辊轮的两端通过支撑件与底板转动支撑。
7.根据权利要求4所述的双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置，其特征在于：所述弹性组件包括上导向块、下导向块和设置在上、下导向块之间的弹簧。
8.根据权利要求4所述的双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置，其特征在于：所述铰接组件包括支架和铰轴。
9.根据权利要求4所述的双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置，其特征在于：所述齿轮与转轴之间通过键实现周向定位；所述导轨为工字型导轨。
10.根据权利要求4所述的双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置，其特征在于：所述转轴的两端通过轴承和轴承座与端托架的对应侧转动支撑连接，所述轴承座的外侧和内侧分别设置有端盖和防尘盖。
CN202010723654.2A 2020-07-24 2020-07-24 双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置 Active CN111745781B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010723654.2A CN111745781B (zh) 2020-07-24 2020-07-24 双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010723654.2A CN111745781B (zh) 2020-07-24 2020-07-24 双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111745781A true CN111745781A (zh) 2020-10-09
CN111745781B CN111745781B (zh) 2024-06-14

Family

ID=72711829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010723654.2A Active CN111745781B (zh) 2020-07-24 2020-07-24 双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111745781B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85202910U (zh) * 1985-07-10 1986-04-30 城乡建设环境保护部长沙建筑机械研究所 振动器偏心力矩调整机构
JP2000291716A (ja) * 1999-04-07 2000-10-20 Kozo Keikaku Engineering Inc 調圧弁及び油圧制振装置
DE19918541A1 (de) * 1999-04-23 2000-10-26 Zahnradfabrik Friedrichshafen Umschlingungsgetriebe
CN101125693A (zh) * 2007-07-10 2008-02-20 浙江大学 水压式双活塞单缸压力交换能量回收装置
CN104061205A (zh) * 2014-05-30 2014-09-24 广西大学 一种压力交换能量回收缸
JP5620596B1 (ja) * 2014-02-19 2014-11-05 千博産業株式会社 構造物の制振装置
CN212684269U (zh) * 2020-07-24 2021-03-12 中南大学 双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85202910U (zh) * 1985-07-10 1986-04-30 城乡建设环境保护部长沙建筑机械研究所 振动器偏心力矩调整机构
JP2000291716A (ja) * 1999-04-07 2000-10-20 Kozo Keikaku Engineering Inc 調圧弁及び油圧制振装置
DE19918541A1 (de) * 1999-04-23 2000-10-26 Zahnradfabrik Friedrichshafen Umschlingungsgetriebe
CN101125693A (zh) * 2007-07-10 2008-02-20 浙江大学 水压式双活塞单缸压力交换能量回收装置
JP5620596B1 (ja) * 2014-02-19 2014-11-05 千博産業株式会社 構造物の制振装置
CN104061205A (zh) * 2014-05-30 2014-09-24 广西大学 一种压力交换能量回收缸
CN212684269U (zh) * 2020-07-24 2021-03-12 中南大学 双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111745781B (zh) 2024-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6341516B1 (en) Plate reduction press apparatus and methods
CN212684269U (zh) 双缸驱动大跨距双偏心回转振动装置
CN1956106B (zh) 一种大行程精密工件台装置与驱动方法
CN203282712U (zh) 一种四导柱下传动滑块上顶式高速精密冲床
CN103317742B (zh) 带有两个驱动马达的压力机
CN109939917B (zh) 一种双轴惯性激振器
CN102797728A (zh) 基于变量飞轮的节能型液压振动系统及其工作方式
CN112658222B (zh) 伺服电机驱动振幅可变的结晶器振动装置
CN111745781A (zh) 双缸驱动大跨距双偏心回转振动自反馈同步方法及装置
CN102358060A (zh) 一种新型数控转塔冲床伺服主传动装置
CN111761852B (zh) 双轴四点高速压力机用轻量化完全动平衡新方式及其装置
CN1289213C (zh) 变频液压激振装置
Zhou et al. Mechanism analysis of non-sinusoidal oscillation of continuous casting mold synchronously driven by double servomotors
CN213297915U (zh) 一种天平式平衡液压抽油机
JPH04228295A (ja) プレス機械
Koitto et al. Experimental investigation of a directly driven hydraulic unit in an industrial application
CN105398079B (zh) 压板多油缸动作平衡装置
CN202804900U (zh) 用于高速往复运动部件的液压配重装置
CN102794916A (zh) 多连杆高速精密压力机
CN202360148U (zh) 采用闸阀结构的星旋式转动装置
US20030188559A1 (en) Plate reduction press apparatus and methods
Liu et al. Modeling of separate meter in and separate meter out control system
CN109649964B (zh) 一种三机驱动亚共振自同步振动输送机装置的参数确定方法
CN2408255Y (zh) 一种新型砂浆泵
CN214660079U (zh) 一种负载平衡节能液压抽油机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant