CN208764006U - 一种伺服混合动力驱动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种伺服混合动力驱动系统，包括一个或多个独立油缸控制单元，独立油缸控制单元包括油箱，及连接在油箱外部的控制阀体，控制阀体对油缸进行控制，油箱内安装通过伺服电机驱动的高压油泵；控制阀体内设有第一油路和第二油路，第一油路的连接结构为：通过第一普通换向阀连接至油缸活塞腔，再由油缸下腔引出，通过并联连接的油缸平衡阀和快速下降阀后连接至第二普通换向阀，其输出端连接回高压油泵；第二油路的连接结构为：通过串联连接的第二普通换向阀和快速下降阀进入油缸下腔，油缸活塞腔的输出端通过回油阀连接回油箱。本实用新型解决了液压控制系统能耗及故障率高、工作效率低等技术问题。

Description

一种伺服混合动力驱动系统

技术领域

本实用新型液压控制技术领域，尤其是一种伺服混合动力驱动系统。

背景技术

现有技术中，液压机的油缸定位驱动系统通常采用一个压力控制单元带动一个或多个油缸控制单元(油缸控制阀体)来实现一个或多个油缸的速度和定位控制工作。油缸上下动作依靠的每个油缸控制单元中设置的比例换向阀的切换来实现，油缸压力由压力控制单元中设置的比例压力阀控制；压力控制单元的动力源和液压源分别采用普通三相异步电动机和高压油泵，以上控制系统的缺点在于：

普通三相异步电动机和高压油泵恒定输出液压油流量，如果油缸的压力需求小于恒定输出量，通过比例压力阀产生溢流回到油箱，以控制系统压力，则产生大量的浪费和生产损失；油缸的定位速度通过比例换向阀的阀芯开启度来控制，会产生节流以及油液升温，系统必须使用足够的液压油液或增加降温措施(如风冷，水冷等)；油缸定位精度依靠外部信号传输给比例换向阀，再通过比例换向阀的微调来实现油缸定位，对比例换向阀的频率响应及油液的清洁度要求很高，在实际使用过程中，经常碰到因为油液中有杂质而导致比例换向阀卡死，液压系统工作异常的情况；液压系统空载待机时，普通三相异步电动机仍处于额定转速，属于做无用功状态，造成能源浪费；油缸速度限制在120到140mm/s，工作效率很低，速度再高将使成本代价大大增加。

实用新型内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种伺服混合动力驱动系统，从而解决液压流量大小不能根据实际需要进行控制而导致资源浪费、工作效率低、易出现比例换向阀故障等技术问题。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种伺服混合动力驱动系统，包括一个或多个独立油缸控制单元，所述独立油缸控制单元包括油箱，以及连接在油箱外部的控制阀体，控制阀体通过管路连接有油缸，油缸通过回油管一连接至油箱，回油管一上安装有回油阀；油箱内安装有伺服电机，伺服电机输出端连接有高压油泵，控制阀体内油路的连接结构为：高压油泵通过输出总管连至控制阀体，输出总管分别连接支管一和支管二，支管二上连接有支管三，支管一、支管二和支管三上分别安装有普通换向阀一、普通换向阀二和普通换向阀三，普通换向阀一通过支管四连接至油缸下缸，支管四上安装有快速下降阀，普通换向阀一与油缸之间安装有支管五，支管五上安装与快速下降阀并联的油缸平衡阀；普通换向阀一通过回油管二连接至油箱；普通换向阀二的一端通过支管六连接至回油阀，另一端通过回油管三连接至油箱；普通换向阀三通过支管七连接至油缸的活塞缸，支管七的另一端连接至回油管二。

其进一步技术方案在于：

普通换向阀一与油缸之间还安装有支管八，支管八的一端连接至支管四，另一端连接至回油管二，支管八上安装有安全压力阀一。

输出总管与回油管二之间安装有安全阀支管，安全阀支管上安装有安全压力阀二。

回油阀与油缸的活塞缸连接。

伺服电机控制高压油泵双向转动。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过一个或多个独立的油缸控制单元，采用伺服电机控制高压油泵，并在油缸控制阀体设有两条油路，分别控制油缸活塞杆的上下运动，具有高效、单位时间带来更多的工作循环；节能，机床所需的电能更少；环保，液压油使用的更少；可靠，液压的故障率大大降低；国产化，结束比例阀必须进口的尴尬局面；使多个油缸同步运行变得容易等优点，同时，本实用新型还具有如下优点：

1、本实用新型第一油路和第二油路均采用普通电磁换向阀控制，无需比例压力阀以及比例换向阀，液压油全部进入油缸做功，没有任何多余的油液浪费，液压系统不会出现溢流现象，能量转换效率高，功耗仅为原来比例系统50—60％。

2、本实用新型的工作压力以及流量由伺服电机实时控制，充分利用伺服电机频率响应高，反应迅速的优点对液压系统所需流量压力进行精准控制，由于节能性大大提高，所以使用的液压油仅为原来系统的30-40％。

3、本实用新型通过提高伺服电机的转速以控制高压油泵的转速，实现液压流量大小控制的同时，使得相同排量油泵输出更大的流量，从而使油缸的速度达到300mm/s,生产效率大幅提高。

4、本实用新型系统待机空载时零功率消耗，需要工作时伺服电机可以迅速启动，达到输出要求，使工作间隙的功耗几乎为零。

5、本实用新型的由于没有使用比例阀，避免了比例阀用于超过两缸同步的多缸液压机上时需采用非常复杂的控制系统的情况，打破了使用比例阀对液压机性能提升造成的制约；使多个油缸同步运行变得容易，此技术可以扩展到更多的应用领域。

6、本实用新型的由于没有使用比例阀，对使用液压油的清洁度要求降低，大大减少了液压故障率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1、油箱；2、控制阀体；3、油缸；4、回油阀；5、伺服电机；6、高压油泵；7、输出总管；8、回油管二；9、回油管一；10、回油管三；21、安全压力阀二；22、普通换向阀二；23、普通换向阀三；24、普通换向阀一；25、安全压力阀一；26、油缸平衡阀；27、快速下降阀；71、支管一；72、支管二；73、安全阀支管；74、支管六；81、支管八；711、支管四；712、支管五；721、支管三；722、支管七。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的伺服混合动力驱动系统，包括一个或多个独立油缸控制单元，独立油缸控制单元包括油箱1，以及连接在油箱1外部的控制阀体2，控制阀体2通过管路连接有油缸3，油缸3通过回油管一9连接至油箱1，回油管一9上安装有回油阀4；油箱1内安装有伺服电机5，伺服电机5输出端连接有高压油泵6，控制阀体2内油路的连接结构为：高压油泵6通过输出总管7连至控制阀体2，输出总管7分别连接支管一71和支管二72，支管二72上连接有支管三721，支管一71、支管二72和支管三721上分别安装有普通换向阀一24、普通换向阀二22和普通换向阀三23，普通换向阀一24通过支管四711连接至油缸3下缸，支管四711上安装有快速下降阀27，普通换向阀一24与油缸3之间安装有支管五712，支管五712上安装与快速下降阀27并联的油缸平衡阀26；普通换向阀一24通过回油管二8连接至油箱1；普通换向阀二22的一端通过支管六74连接至回油阀4，另一端通过回油管三10连接至油箱1；普通换向阀三23通过支管七722连接至油缸3的活塞缸，支管七722的另一端连接至回油管二8。

普通换向阀一24与油缸3之间还安装有支管八81，支管八81的一端连接至支管四711，另一端连接至回油管二8，支管八81上安装有安全压力阀一25。

输出总管7与回油管二8之间安装有安全阀支管73，安全阀支管73上安装有安全压力阀二21。

回油阀4与油缸3的活塞缸连接。

伺服电机5控制高压油泵6双向转动。

本实施例在具有实施过程中，包括两条油路走向，第一条油路控制油缸3的活塞杆向下运动：液压油靠伺服电机6带动双向转动的高压油泵6进入控制阀体2，然后分配给普通换向阀三23进入油缸3的活塞缸，油缸3的下缸通过油缸平衡阀26和快速下降阀27后，进入普通换向阀一24，经支管一71或回油管路二8回油到油箱1；

第二条油路控制油缸3的活塞杆向上运动：液压油靠伺服电机6带动双向转动的高压油泵6进入控制阀体2，然后分配给普通换向阀一24和快速下降阀27后进入油缸的下缸，油缸3活塞缸的液压油通过回油阀4回至油箱1。

本实用新型均通过普通电磁换向阀切换，无需比例压力阀以及比例换向阀，液压油全部进入油缸做功，没有任何多余的油液浪费，液压系统不会出现溢流现象，能量转换效率高，功耗仅为原来比例系统50—60％，从而实现节能；通过提高伺服电机5的转速以控制高压油泵6的转速，实现液压流量大小控制的同时，使得相同排量油泵输出更大的流量，从而使油缸的速度达到300mm/s，生产效率大幅提高；在实际工作中液压系统的工作压力以及流量由伺服电机5实时控制，充分利用伺服电机频率响应高，反应迅速的优点对液压系统所需流量压力进行精准控制，由于节能性大大提高，所以使用的液压油仅为原来系统的30-40％；由于没有使用比例阀，所以使用液压油的清洁度要求降低，大大减少了液压故障率；系统待机空载时零功率消耗，如果需要工作时，伺服电机5可以迅速启动，达到输出要求，是的工作间隙的功耗几乎为零；

中国的比例阀技术还很落后，90％以上的场合都需要进口国外产品，而近年来国产伺服电机性能大幅提高，完全可以替代进口；比例阀用于超过两缸同步的多缸液压机上使得控制非常复杂，制约了压机性能的提升，使用伺服液压技术将变得容易，从而可以突破的压机的技术瓶颈。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (5)

1.一种伺服混合动力驱动系统，其特征在于：包括一个或多个独立油缸控制单元，所述独立油缸控制单元包括油箱(1)，以及连接在油箱(1)外部的控制阀体(2)，控制阀体(2)通过管路连接有油缸(3)，油缸(3)通过回油管一(9)连接至油箱(1)，回油管一(9)上安装有回油阀(4)；

油箱(1)内安装有伺服电机(5)，伺服电机(5)输出端连接有高压油泵(6)，控制阀体(2)内油路的连接结构为：高压油泵(6)通过输出总管(7)连至控制阀体(2)，输出总管(7)分别连接支管一(71)和支管二(72)，支管二(72)上连接有支管三(721)，支管一(71)、支管二(72)和支管三(721)上分别安装有普通换向阀一(24)、普通换向阀二(22)和普通换向阀三(23)，普通换向阀一(24)通过支管四(711)连接至油缸(3)下缸，支管四(711)上安装有快速下降阀(27)，普通换向阀一(24)与油缸(3)之间安装有支管五(712)，支管五(712)上安装与快速下降阀(27)并联的油缸平衡阀(26)；

普通换向阀一(24)通过回油管二(8)连接至油箱(1)；普通换向阀二(22)的一端通过支管六(74)连接至回油阀(4)，另一端通过回油管三(10)连接至油箱(1)；普通换向阀三(23)通过支管七(722)连接至油缸(3)的活塞缸，支管七(722)的另一端连接至回油管二(8)。

2.如权利要求1所述的一种伺服混合动力驱动系统，其特征在于：普通换向阀一(24)与油缸(3)之间还安装有支管八(81)，支管八(81)的一端连接至支管四(711)，另一端连接至回油管二(8)，支管八(81)上安装有安全压力阀一(25)。

3.如权利要求1所述的一种伺服混合动力驱动系统，其特征在于：输出总管(7)与回油管二(8)之间安装有安全阀支管(73)，安全阀支管(73)上安装有安全压力阀二(21)。

4.如权利要求1所述的一种伺服混合动力驱动系统，其特征在于：回油阀(4)与油缸(3)的活塞缸连接。

5.如权利要求1所述的一种伺服混合动力驱动系统，其特征在于：伺服电机(5)控制高压油泵(6)双向转动。