CN114046279B - 一种定量马达双模输出调速系统及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明介绍了一种液压系统定量马达双模输出调速系统及其应用,在低速段:定量马达全部投入工作,变量泵的排量从小到大变量,由于定量马达同时在工作,总排量达到了最大且一直保持不变,整个过程处于恒扭矩状态,且是大扭矩输出;在高速段,由于变量泵一直在全排量输出,总流量输出达到最大,所以整个过程属于恒功率,且是大功率输出。本发明采用大通径的液控单向阀成本低,通用性强;在有多个定量马达的系统里能输出多种速度,满足定量马达在低速时恒扭矩和高速时恒功率输出。
Description
技术领域
本发明属于液压设备技术领域,涉及一种定量马达双模输出调速系统及其应用。
背景技术
很多机械装备在实际应用时,液压驱动系统往往需要其马达低速时恒扭矩输出,高速时恒功率输出;为了达到以上使用需求,一般采用变量马达和变量泵来实现;由于大流量的变量马达的加工工艺复杂,造价成本高,有时候会采用定量马达串并联的方法来达到使用变量马达的效果;这种方法同样有一定的局限,定量马达串并联采用的大通径的切换阀,不属于常规阀的范畴,同时,能切换到的速度有限落。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种定量马达双模输出调速系统及其应用,满足马达在低速时恒扭矩和高速时恒功率输出的设计要求。
本发明所采用的技术方案是:
一种定量马达双模输出调速系统,包括油站油箱、第一电机、变量泵、卸荷阀、方向阀组、调速阀组、定量马达、定量泵、第二电机和溢流阀;
第一电机带动变量泵,驱动液压油从油站油箱经过变量泵,液压油进入方向阀组和调速阀组的进油通道,再到达定量马达;定量马达的回油经过调速阀组和方向阀组上的回油通道,回到油站油箱,形成第一液压回路;卸荷阀设置在变量泵出口至方向阀组的管路上,限定整个回路的安全压力;
第二电机带动定量泵,驱动液压油从油站油箱经过定量泵到达调速阀组,多余的油液通过溢流阀溢流回油站油箱,形成第二液压回路,第二液压回路为控制回路。
具体的,所述的方向阀组包括第一电磁换向阀和4个插装阀;第一电磁换向阀控制4个插装阀的开启和关闭,控制油路的通断;第一电磁换向阀的油口P与变量泵的出口油路连接,油口T回油站油箱,油口A、油口B与4个插装阀的控制油路X连接;其中2个插装阀分别设置在变量泵出口给定量马达的A、 B两路供油管路上,2个插装阀的A口均与变量泵出口油路连接, B口分别对应连接定量马达的A、 B两路供油管;另外2个插装阀分别设置在定量马达的A路和B路回油站油箱的回油管路上,2个插装阀的A口均与回油站油箱的回油管连接,B口分别对应与定量马达的A、B回油管连接。
具体的,所述的调速阀组包括第二电磁换向阀和4个液控单向阀,第二电磁换向阀控制4个液控单向阀的反向通断;第二电磁换向阀的油口P与定量泵的出口油路连接,油口T口回油站油箱,油口A、油口B与4个液控单向阀的控制油路连接;其中2个液控单向阀方向均按正方向逆着马达正转时主油路中油液流动的方向设置在变量马达的A、B两路主油路通道上;另外2个液控单向阀正向对称设置在靠近定量马达且沟通定量马达A、B腔互通的互通管道上;调速阀组数量与定量马达数量对应设置。
一种液压系统定量马达双模输出调速系统的应用,具体为:
在低速段:定量马达全部投入工作,变量泵的排量从小到大变量,由于定量马达同时在工作,总排量达到了最大且一直保持不变,整个过程处于恒扭矩状态,且是大扭矩输出;
在高速段:变量泵的排量一直以最大排量输出;给其中一组调速阀组的第二电磁换向阀带电,使该调速阀组相对应的定量马达的A、B腔体互通,使其处于浮动状态,不再参与驱动工件的工作,只被动跟着工件旋转;同时该组调速阀组关断与变量泵的连接,使变量泵输出的流量不再进入该调速阀组对应的定量马达,而全部流向其它工作的定量马达;从而实现变量泵的输出总流量不变,但进入工作的定量马达的流量加大,使工作的定量马达的转速提高,间接的降低了所有工作的定量马达的总排量和扭矩;在高速段,由于变量泵一直在全排量输出,总流量输出达到最大,所以整个过程属于恒功率,且是大功率输出。
由于采用如上所述的技术方案,本发明具有如下优越性:
本发明采用大通径的液控单向阀成本低,数组调速阀组结构相同,互换通用性强;在有多个定量马达的系统里能输出多种速度,满足定量马达在低速时恒扭矩和高速时恒功率输出的功能;同时,在有其中一组马达出现问题时,用调速阀组断开本组马达,不影响设备的正常使用,更灵活智能。
附图说明
图1是本发明的整体连接示意图。
图2是本发明的变量泵和定量马达的容积调速回路工作特性曲线图
图中:1-第一电机,2-变量泵,3-卸荷阀,4-第一电磁换向阀,5.1-5.4为插装阀,6.1-6.4为第二电磁换向阀,7.1-7.4、8.1-8.4、9.1-9.4、10.1-10.4均为液控单向阀,11-定量泵,12-第二电机,13-油站油箱,14-溢流阀,1#-4#为定量马达。
Vp-变量泵的排量,Qp-变量泵的流量,Vm-马达排量,Nm-马达的转速,Pm-马达的输出功率;Tm-马达的输出扭矩。以上定义马达的参数是针对投入工作的定量马达的一个总参数。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步解释说明,不能以此限定本发明的保护范围,公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
结合附图1-2所示的一种液压系统定量马达双模输出调速系统:包括油站油箱13、第一电机1、变量泵2、卸荷阀3、方向阀组、4个调速阀组、4个定量马达、定量泵11、第二电机12和溢流阀14。。
第一电机1带动变量泵2,驱动液压油从油站油箱13经过变量泵2,液压油进入方向阀组和4个调速阀组的进油通道,再到达4个定量马达;4个定量马达的回油分别经过对应的4个调速阀组和方向阀组上的回油通道,回到油站油箱13,形成第一液压回路;卸荷阀3设在变量泵2出口至方向阀组的管路上,卸荷阀3限定整个回路的安全压力。
第二电机12带动定量泵11,驱动液压油从油站油箱13经过定量泵11到达4个调速阀组,多余的油液通过溢流阀14溢流回油站油箱13,形成第二液压回路,第二液压回路为控制回路。
方向阀组包括第一电磁换向阀4、插装阀5.1、插装阀5.2、插装阀5.3和插装阀5.4;第一电磁换向阀4控制4个插装阀的开启和关闭,控制油路的通断;第一电磁换向阀4的油口P与变量泵2的出口油路连接,油口T回油站油箱13,油口A、油口B与4个插装阀的控制油路X连接。
插装阀5.1和插装阀5.2分别设置在变量泵2出口给各定量马达的B、 A两路供油管路上,插装阀5.1和插装阀5.2的A口均与变量泵2出口油路连接, B口分别对应连接各定量马达的B、 A两路供油管,对应控制各定量马达B口和A口进油。
插装阀5.3和插装阀5.4分别设置在各定量马达的A路和B路回油站油箱13的回油管路上,插装阀5.3和插装阀5.4的A口均与回油站油箱13的回油管连接, B口分别对应与定量马达的A、B回油管连接,对应控制各定量马达的A口和B口回油。
设定当定量马达正方向旋转时,A口进油,B口回油,反方向旋转时, B口进油A口回油;第一电磁换向阀4不带电时,控制插装阀5.1和5.3阀芯关断,AB口不通,控制插装阀5.2和5.4芯开启,AB口通,实现定量马达的正方向旋转;相反,第一电磁换向阀4带电时,控制插装阀5.1和5.3阀芯开启,AB口通,同时控制插装阀5.2和5.4阀芯关断,AB口不通,实现定量马达反方向旋转;正常工作时,定量马达均正方向旋转,偶尔需要反方向旋转来脱困。
调速阀组为4个,包括调速阀组1、调速阀组2、调速阀组3和调速阀组4,分别对应1#-4#定量马达;调速阀组1包括第二电磁换向阀6.1、液控单向阀7.1、液控单向阀8.1、液控单向阀9.1和液控单向阀10.1,4个液控单向阀的正方向永远是通的状态,第二电磁换向阀6.1控制4个液控单向阀7.1、8.1、9.1和10.1的反向通断;第二电磁换向阀6.1的油口P与定量泵11的出口油路连接,油口T口回油站油箱13,油口A与液控单向阀7.1和10.1的控制油路连接,油口B与液控单向阀8.1和9.1的控制油路连接;其中液控单向阀7.1和液控单向阀10.1分别设置在1#定量马达的A、B两路主油路通道上,液控单向阀7.1和10.1的方向均按正方向逆着1#定量马达正转时主油路中油液流动的方向安装;液控单向阀8.1和液控单向阀9.1对称设置在靠近1#定量马达且沟通1#定量马达A、B腔互通的互通管道上;液控单向阀8.1和液控单向阀9.1的方向按正方向均顺着从互通管道至1#定量马达的A、B两路主油路通道的方向安装。
具体工作过程为:第二电磁换向阀6.1不带电时,第二电磁换向阀6.1控制液控单向阀7.1和10.1的反向通道开启,打开1#定量马达的A口进油通道,打开1#定量马达的B口回油通道,实现1#定量马达A、B口的主通道均可进出油;同时,第二电磁换向阀6.1控制液控单向阀8.1和9.1的反方向通道关闭,使1#定量马达A、B主通道相互不通,不影响1#定量马达的正常工作旋转;当第二电磁换向阀6.1带电时,控制液控单向阀7.1和10.1反方向通道关闭,切断1#定量马达正转时A路的供油,同时第二电磁换向阀6.1控制液控单向阀8.1和9.1的反向通道开启,1#定量马达A、B腔体油液通过液控单向阀8.1和9.1互通,使1#定量马达处于浮动状态;如果浮动的1#定量马达被动跟随工件旋转,液控单向阀10.1可以从油站油箱13吸取液压油,给浮动的1#定量马达补油,防止1#定量马达吸空。
调速阀组2、调速阀组3和调速阀组4与相对应的2#、3#、4#定量马达的连接与工作原理与调速阀组1和1#定量马达的连接与工作原理相同。
一种液压系统定量马达双模输出调速系统的应用,具体为:
在低速段,需要马达排量Vm最大,1#-4#定量马达全部投入使用,用变量泵2调速,当变量泵2的排量Vp由小调到最大,投入工作的定量马达转速Nm随之升高,输出功率Pm随之线性增加,此时投入工作的定量马达排量Vm最大,定量马达获得的总输出扭矩Tm最大;构成的容积调速回路的工作特性曲线参考图2恒扭矩调节段。
在高速段,变量泵2的排量Vp最大,需要用定量马达调速,由于使用的是定量马达,通过调速阀组减小定量马达的排量;将调速阀组1中的第二电磁换向阀6.1带电,变量泵2输出的液压油不再进入1#定量马达A口,且1#定量马达的A、B腔体互通;1#定量马达变成了浮动状态,被动跟随工件旋转,液控单向阀10.1反向给1#定量马达补泄漏油,此状态称为随动状态;实际驱动工件的工作马达由4个变成了3个,而变量泵2输出的总流量没变,所以投入工作的定量马达的转速由原来的Nm提高到了4/3Nm,输出总扭矩Tm则降低到3/4Tm;
如果再给调速阀组2的第二电磁换向阀6.2带电,则2#定量马达也变成了随动状态,输入的总流量不变,则投入工作的定量马达的转速由原来的Nm提高到了2Nm;输出扭矩Tm则降低到1/2Tm;
同样的方法,给调速阀组3的第二电磁换向阀6.3带电,则3#定量马达也变成了随动状态,输入的流量不变,则投入工作的定量马达的转速由原来的Nm提高到了4Nm;输出扭矩Tm则降低到1/4Tm;
整个高速段,由于变量泵2的排量输出最大,投入的定量马达处于最大输出功率状态,且是恒功率状态。
构成的容积调速回路的工作特性曲线参考图2恒功率调节段。
通过图2的容积调速回路的工作特性曲线可以看出,由于调速阀组的应用,使用定量马达也达到了和使用变量马达相同的效果。即低速大扭矩输出,高速全功率输出。
根据实际需要的速度,可以让1#-4#定量马达中的任意一个或多个马达随动,实现不同的曲线。本例中的定量马达数量可以根据需要任意增加减少,定量马达数量不一样,得到的工作特性曲线也不一样。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例,当前认为是适宜的,但是,应了解的是,本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (2)
1.一种定量马达双模输出调速系统,其特征在于:包括油站油箱、第一电机、变量泵、卸荷阀、方向阀组、调速阀组、定量马达、定量泵、第二电机和溢流阀;
第一电机带动变量泵,驱动液压油从油站油箱经过变量泵,液压油进入方向阀组和调速阀组的进油通道,再到达定量马达;定量马达的回油经过调速阀组和方向阀组上的回油通道,回到油站油箱,形成第一液压回路;卸荷阀设在变量泵出口至方向阀组的管路上,限定整个回路的安全压力;
第二电机带动定量泵,驱动液压油从油站油箱经过定量泵到达调速阀组,多余的油液通过溢流阀溢流回油站油箱,形成第二液压回路,第二液压回路为控制回路;
所述的方向阀组包括第一电磁换向阀和4个插装阀;第一电磁换向阀控制4个插装阀的开启和关闭,控制油路的通断;第一电磁换向阀的油口P与变量泵的出口油路连接,油口T回油站油箱,油口A、油口B与4个插装阀的控制油路X连接;其中2个插装阀分别设置在变量泵出口给定量马达的A、 B两路供油管路上,2个插装阀的A口均与变量泵出口油路连接, B口分别对应连接定量马达的A、 B两路供油管;另外2个插装阀分别设置在定量马达的A路和B路回油站油箱的回油管路上,2个插装阀的A口均与回油站油箱的回油管连接, B口分别对应与定量马达的A、B回油管连接;
所述的调速阀组包括第二电磁换向阀和4个液控单向阀,第二电磁换向阀控制4个液控单向阀的反向通断;第二电磁换向阀的油口P与定量泵的出口油路连接,油口T口回油站油箱,油口A、油口B与4个液控单向阀的控制油路连接;其中2个液控单向阀方向均按正方向逆着马达正转时主油路中油液流动的方向设置在变量马达的A、B两路主油路通道上;另外2个液控单向阀正向对称设置在靠近定量马达且沟通定量马达A、B腔互通的互通管道上;调速阀组数量与定量马达数量对应设置。
2.一种如权利要求1所述的定量马达双模输出调速系统的应用,其特征在于,具体为:
在低速段:定量马达全部投入工作,变量泵的排量从小到大变化,由于定量马达同时在工作,总排量达到了最大且一直保持不变,整个过程处于恒扭矩状态,且是大扭矩输出;
在高速段:变量泵的排量一直以最大排量输出;给其中一组调速阀组的第二电磁换向阀带电,使该调速阀组相对应的定量马达的A、B腔体互通,使其处于浮动状态,不再参与驱动工件的工作,只被动跟着工件旋转;同时该组调速阀组关断与变量泵的连接,使变量泵输出的流量不再进入该调速阀组对应的定量马达,而全部流向其它工作的定量马达;从而实现变量泵的输出总流量不变,但进入工作的定量马达的流量加大,使工作的定量马达的转速提高,间接的降低了所有工作的定量马达的总排量和扭矩;在高速段,由于变量泵一直在全排量输出,总流量输出达到最大,所以整个过程属于恒功率,且是大功率输出。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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