CN114658707A - 一种低噪双向伺服泵源 - Google Patents

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张金喜
彭官玉
谢华伟
万国龙
陈道俊
韩瑞雪
李彬
王朝阳
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Abstract

本发明涉及一种低噪双向伺服泵源，包括油箱、泵源组件、阀控组、液压缸、冷却器和回油过滤器；泵源组件包括双轴伸伺服电机、第一液压泵、第二液压泵、第一离合器和第二离合器；阀控组包括第一阀控组和第二阀控组，液压缸包括缸体和活塞，活塞滑动连接在缸体内腔且将缸体内腔分为第一腔和第二腔。通过双轴伸伺服电机的正转和反转交替运动，实现液压缸的往复运动，通过调节双轴伸伺服电机的转速，实现液压缸往复运动速度，从而实现整个液压传动系统的双向调速和方向控制，本液压传动系统不需要额外设置补油、换油回路，结构简单、噪声低、可靠性高、调速范围宽。

Description

一种低噪双向伺服泵源
技术领域
本发明涉及液压系统领域，具体涉及一种低噪双向伺服泵源。
背景技术
液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。液压系统可分为两类：液压传动系统和液压控制系统。液压传动系统以传递动力和运动为主要功能；液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求(特别是动态性能)，通常所说的液压系统主要指液压传动系统。
现有的液压系统实现速度的精确控制一般有两种方式：一是采用阀控型系统，该系统采用单向液压泵作为动力元件，由于电机转速是固定的，需要通过控制比例阀或伺服阀的开口实现速度控制，在控制过程中会产生较大的液压冲击，造成较大的节流噪声和功率损失；二是采用泵控型系统，该系统采用双向液压泵作为动力元件，通过力矩马达或液压控制阀(比例阀、伺服阀或开关阀等)控制双向变量泵的斜盘，实现速度控制，但是该系统配置及控制较为复杂，使用和维护难度大，而且双向液压泵噪声较大，一般不低于70db(A)，即噪声等级不低于70分贝(db)，A是指声功率极。
因此，如何提供一种低噪双向伺服泵源是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种噪声低、结构简单的液压传动系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低噪双向伺服泵源，包括油箱、泵源组件、阀控组、液压缸、冷却器和回油过滤器；
泵源组件包括双轴伸伺服电机、第一液压泵、第二液压泵、第一离合器和第二离合器，双轴伸伺服电机的两轴同步传动且同轴相对布置，第一离合器一端连接第一液压泵的动力输入端，另一端与双轴伸伺服电机的一个输出端传动连接，第二离合器一端连接第二液压泵的动力输入端，另一端与双轴伸伺服电机的另一个输出端传动连接，第一液压泵和第二液压泵的液压输入口分别与油箱连通；
阀控组包括第一阀控组和第二阀控组，液压缸包括缸体和活塞，活塞滑动连接在缸体内腔且将缸体内腔分为第一腔和第二腔，第一阀控组依次通过管路与第一液压泵液压输出口、第一腔和冷却器入口连通，第二阀控组依次通过管路与第二液压泵液压输出口、第二腔和冷却器入口连通，冷却器出口连通回油过滤器入口，回油过滤器出口连通油箱。
本发明的有益效果是：双轴伸伺服电机两轴同步转动，正转时，第一离合器闭合，驱动第一液压泵启动，第二离合器断开，第二液压泵等待；第一液压泵将油箱中的液压油泵出，并通过第一阀控组流入液压缸的第一腔，第二腔内液压油通过第二阀控组流入冷却器，并回流到油箱；当双轴伸伺服电机反转时，第一离合器断开，第二离合器闭合，驱动第二液压泵启动；第二液压泵将油箱中的液压油泵出，并通过第二阀控组流入液压缸的第二腔，第一腔内液压油通过第一阀控组流入冷却器，并回流到油箱；由此，通过双轴伸伺服电机的正转和反转交替运动，实现液压缸的往复运动，通过调节双轴伸伺服电机的转向和转速，实现液压缸往复运动速度，从而实现整个液压传动系统的双向调速和方向控制，本液压传动系统不需要额外设置补油、换油回路，结构简单、噪声低、可靠性高、调速范围宽。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，第一阀控组包括通过管路连通的第一单向阀、第一球阀、第一液控单向阀和用于检测第一液压泵液压输出口压力的第一压力传感器；第二阀控组包括通过管路连通的第二单向阀、第二球阀、第二液控单向阀和用于检测第二液压泵液压输出口压力的第二压力传感器；第一单向阀入口与第一液压泵液压输出口连通，第一球阀出口与第一腔连通，第一液控单向阀的入口连接在第一单向阀和第一球阀之间，且出口与冷却器入口连通，第一压力传感器安装在第一液压泵液压输出口处；第二单向阀入口与第二液压泵液压输出口连通，第二球阀出口与第二腔连通，第二液控单向阀的入口连接在第二单向阀和第二球阀之间，且出口与冷却器入口连通，第二压力传感器安装在第二液压泵液压输出口处。
采用上述进一步方案的有益效果是采用第一阀控组和第二阀控组对液压油进行传导，控制液压缸的作用方向，结构简单，噪声低；其中，第一单向阀和第二单向阀具有防止液压油倒流与锁舵的功能，保证整个液压传动系统的可靠性，第一液控单向阀和第二液控单向阀保证第一腔和第二腔具有油压时，反向打开，实现回油腔的液压油回流至油箱中。
进一步，阀控组还包括第三球阀，第一液控单向阀的出口与第二单向阀的入口连通，且第二液控单向阀的出口与第一单向阀的入口连通，且第三球阀连接在第一液控单向阀和第二液控单向阀之间。
采用上述进一步方案的有益效果是具有沟通系统回油管路和锁舵的功能。
进一步，第一阀控组还包括第一溢流阀，第二阀控组还包括第二溢流阀；第一溢流阀入口与第一单向阀出口连通，且出口与油箱连通；第二溢流阀入口与第二单向阀出口连通，且出口与油箱连通。
采用上述进一步方案的有益效果是防止系统过载。
进一步，还包括预压空气滤清器，预压空气滤清器安装在回油过滤器两端。
采用上述进一步方案的有益效果是保证液压油内有一定的正压力，可进一步提高第一液压泵和第二液压泵的自吸性能。
进一步，还包括液位计，液位计作用端设置在油箱内。
采用上述进一步方案的有益效果是实时监控油箱内液压油的高度。
进一步，还包括液温计，液温计作用端设置在油箱内。
采用上述进一步方案的有益效果是实时监控油箱内液压油的温度。
进一步，第一液压泵和第二液压泵为单向液压泵，第一离合器和第二离合器为单向离合器。
采用上述进一步方案的有益效果是控制方式简单，使用和维护简单。
附图说明
图1为本发明的一种低噪双向伺服泵源结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、油箱；
2、泵源组件,21、双轴伸伺服电机，22、第一液压泵，23、第二液压泵,24、第一离合器，25、第二离合器；
3、阀控组,31、第一阀控组，311、第一单向阀，312、第一球阀，313、第一液控单向阀，314、第一压力传感器,315、第一溢流阀,32、第二阀控组，321、第二单向阀，322、第二球阀，323、第二液控单向阀(323)，324、第二压力传感器，325、第二溢流阀，33、第三球阀；
4、液压缸，41、缸体，411、第一腔，412、第二腔，42、活塞；
5、冷却器；
6、回油过滤器；
7、预压空气滤清器；
8、液位计；
9、液温计。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明公开了一种低噪双向伺服泵源，包括油箱1、泵源组件2、阀控组3、液压缸4、冷却器5和回油过滤器6；
泵源组件2包括双轴伸伺服电机21、第一液压泵22、第二液压泵23、第一离合器24和第二离合器25，双轴伸伺服电机21的两轴同步传动且同轴相对布置，第一离合器24一端连接第一液压泵22的动力输入端，另一端与双轴伸伺服电机21的一个输出端传动连接，第二离合器25一端连接第二液压泵23的动力输入端，另一端与双轴伸伺服电机21的另一个输出端传动连接，第一液压泵22和第二液压泵23的液压输入口分别与油箱1连通；
阀控组3包括第一阀控组31和第二阀控组32，液压缸4包括缸体41和活塞42，活塞42滑动连接在缸体41内腔且将缸体41内腔分为第一腔411和第二腔412，第一阀控组31依次通过管路与第一液压泵22液压输出口、第一腔411和冷却器5入口连通，第二阀控组32依次通过管路与第二液压泵23液压输出口、液压缸4第二腔412和冷却器5入口连通，冷却器5出口连通回油过滤器6入口，回油过滤器6出口连通油箱1。
通过改变第一液压泵22和第二液压泵23的排量，还可使得本发明的一种低噪双向伺服泵源适配单伸出杆或双伸出杆液压缸，利用一套控制算法即可实现两种不同的流量控制。
根据本发明的一个实施例，第一阀控组31包括通过管路连通的第一单向阀311、第一球阀312、第一液控单向阀313和用于检测第一液压泵22液压输出口压力的第一压力传感器314；第二阀控组32包括通过管路连通的第二单向阀321、第二球阀322、第二液控单向阀323和用于检测第二液压泵23液压输出口压力的第二压力传感器324；第一单向阀311入口与第一液压泵22液压输出口连通，第一球阀312出口与第一腔411连通，第一液控单向阀313的入口连接在第一单向阀311和第一球阀312之间，且出口与冷却器5入口连通，第一压力传感器314安装在第一液压泵22液压输出口处；第二单向阀321入口与第二液压泵22液压输出口连通，第二球阀322出口与第二腔412连通，第二液控单向阀323的入口连接在第二单向阀321和第二球阀322之间，且出口与冷却器5入口连通，第二压力传感器324安装在第二液压泵23液压输出口处。
采用第一阀控组31和第二阀控组32对液压油进行传导，控制液压缸4的作用方向，结构简单，噪声低；其中，第一单向阀311和第二单向阀321具有防止液压油倒流与锁舵的功能，可保证整个液压传动系统的可靠性。
根据本发明的一个实施例，第一液控单向阀313的出口与第二单向阀321的入口连通，且第二液控单向阀323的出口与第一单向阀311的入口连通，且第三球阀33连接在第一液控单向阀313和第二液控单向阀323之间。具有沟通系统回油管路和锁舵的功能。
根据本发明的一个实施例，第一溢流阀315入口与第一单向阀311出口连通，且出口与油箱1连通；第二溢流阀325入口与第二单向阀321出口连通，且出口与油箱1连通,可防止系统过载。
根据本发明的一些实施例，预压空气滤清器7安装在回油过滤器6两端，保证液压油内有一定的正压力，可进一步提高第一液压泵22和第二液压泵23的自吸性能。
有利的是，还包括液位计8，液位计8作用端设置在油箱1内,可实时监控油箱1内液压油的高度。
有利的是，还包括液温计9，液温计9作用端设置在油箱1内，可实时监控油箱1内液压油的温度。
根据本发明的一些实施例，第一液压泵22和第二液压泵23为单向液压泵，第一离合器24和第二离合器25为单向离合器，控制方式简单，使用和维护简单。
本发明的一种低噪双向伺服泵源的工作步骤为：
1、双轴伸伺服电机21正转，第一离合器24闭合，驱动第一液压泵22启动，第二离合器25断开，第二液压泵23等待；
2、第一液压泵22将油箱1中的液压油泵出，并依次通过第一单向阀311和第一球阀312流入液压缸4的第一腔411；
3、当第一液压泵22输出液压油时，第二液控单向阀323打开，液压缸4的第二腔412内的液压油依次经过第二球阀322、第二液控单向阀323、冷却器5和回油过滤器6流入油箱1；
4、双轴伸伺服电机21反转，第一离合器24断开，第二离合器25闭合，驱动第二液压泵23启动；
5、第二液压泵23将油箱1中的液压油泵出，并依次通过第二单向阀321和第二球阀322流入液压缸4的第二腔412；
6、当第二液压泵23输出液压油时，第一液控单向阀313打开，液压缸4的第一腔411内的液压油依次经过第一球阀312、第一液控单向阀313、冷却器5和回油过滤器6流入油箱1；
7、双轴伸伺服电机21正转和反转交替运动，实现液压缸4的往复运动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低噪双向伺服泵源，其特征在于，包括油箱(1)、泵源组件(2)、阀控组(3)、液压缸(4)、冷却器(5)和回油过滤器(6)；
所述泵源组件(2)包括双轴伸伺服电机(21)、第一液压泵(22)、第二液压泵(23)、第一离合器(24)和第二离合器(25)，所述双轴伸伺服电机(21)的两轴同步传动且同轴相对布置，所述第一离合器(24)一端连接所述第一液压泵(22)的动力输入端，另一端与所述双轴伸伺服电机(21)的一个输出端传动连接，所述第二离合器(25)一端连接所述第二液压泵(23)的动力输入端，另一端与所述双轴伸伺服电机(21)的另一个输出端传动连接，所述第一液压泵(22)和第二液压泵(23)的液压输入口分别与所述油箱(1)连通；
所述阀控组(3)包括第一阀控组(31)和第二阀控组(32)，所述液压缸(4)包括缸体(41)和活塞(42)，所述活塞(42)滑动连接在缸体(41)内腔且将所述缸体(41)内腔分为第一腔(411)和第二腔(412)，所述第一阀控组(31)依次通过管路与所述第一液压泵(22)液压输出口、第一腔(411)和冷却器(5)入口连通，所述第二阀控组(32)依次通过管路与所述第二液压泵(23)液压输出口、第二腔(412)和冷却器(5)入口连通，所述冷却器(5)出口连通所述回油过滤器(6)入口，所述回油过滤器(6)出口连通所述油箱(1)。
2.根据权利要求1所述一种低噪双向伺服泵源，其特征在于，所述第一阀控组(31)包括通过管路连通的第一单向阀(311)、第一球阀(312)、第一液控单向阀(313)和用于检测所述第一液压泵(22)液压输出口压力的第一压力传感器(314)；所述第二阀控组(32)包括通过管路连通的第二单向阀(321)、第二球阀(322)、第二液控单向阀(323)和用于检测所述第二液压泵(23)液压输出口压力的第二压力传感器(324)；所述第一单向阀(311)入口与所述第一液压泵(22)液压输出口连通，所述第一球阀(312)出口与所述第一腔(411)连通，所述第一液控单向阀(313)的入口连接在所述第一单向阀(311)和第一球阀(312)之间，且出口与所述冷却器(5)入口连通，所述第一压力传感器(314)安装在所述第一液压泵(22)液压输出口处；所述第二单向阀(321)入口与所述第二液压泵(22)液压输出口连通，所述第二球阀(322)出口与所述第二腔(412)连通，所述第二液控单向阀(323)的入口连接在所述第二单向阀(321)和第二球阀(322)之间，且出口与所述冷却器(5)入口连通，所述第二压力传感器(324)安装在所述所述第二液压泵(23)液压输出口处。
3.根据权利要求2所述一种低噪双向伺服泵源，其特征在于，所述阀控组(3)还包括第三球阀(33)，所述第一液控单向阀(313)的出口与所述第二单向阀(321)的入口连通，且所述第二液控单向阀(323)的出口与所述第一单向阀(311)的入口连通，且所述第三球阀(33)连接在所述第一液控单向阀(313)和第二液控单向阀(323)之间。
4.根据权利要求2所述一种低噪双向伺服泵源，其特征在于，所述第一阀控组(31)还包括第一溢流阀(315)，所述第二阀控组(32)还包括第二溢流阀(325)；所述第一溢流阀(315)入口与所述第一单向阀(311)出口连通，且出口与所述油箱(1)连通；所述第二溢流阀(325)入口与所述第二单向阀(321)出口连通，且出口与所述油箱(1)连通。
5.根据权利要求1-4任一项所述一种低噪双向伺服泵源，其特征在于，还包括预压空气滤清器(7)，所述预压空气滤清器(7)安装在所述回油过滤器(6)两端。
6.根据权利要求5所述一种低噪双向伺服泵源，其特征在于，还包括液位计(8)，所述液位计(8)作用端设置在所述油箱(1)内。
7.根据权利要求6所述一种低噪双向伺服泵源，其特征在于，还包括液温计(9)，所述液温计(9)作用端设置在所述油箱(1)内。
8.根据权利要求1-4，6，7所述一种低噪双向伺服泵源，其特征在于，所述第一液压泵(22)和第二液压泵(23)为单向液压泵，所述第一离合器(24)和第二离合器(25)为单向离合器。
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