图6 压力控制原理图
在液压系统内安装压力传感器,对比例压力阀的控制压力进行监控,通过对比例压力阀处的液压压力进行调控,从而间接的控制工件的实际受力。
方案分析:该方案在比例控制系统之中安装压力传感器,安装方便,对于比例压力阀的输出压力变化进行观测调控。
方案对比:方案二相对方案一在精度上会差一点,但同样能达到最终的控制效果,其精度差距也在接受范围,综合考虑选择方案二,即对于本次课题选择比例压力控制。
3。2。2 比例控制方案
方案一:通过比例溢流阀负载缸的输出压力进行调控。
图7 比例溢流阀基础控制系统原理图
此方案是最基本的一种调压方式,通过定量泵加上比例溢流阀对系统进行压力调控。图7是一种基础的比例溢流阀调控系统,通过溢流阀来对系统进行工作压力调控,并且在工作结束,可以直接通过溢流阀卸荷。
方案二:通过比例减压阀对负载缸的输出压力进行调控。
图8 比例减压阀基础控制原理图
图8是一种基础的比例减压阀加载力调控系统,通过溢流阀设定系统最高压力,然后通过比例减压阀的控制达到对系统工作压力的比例调控效果,在实际运用中还会将溢流阀改为电磁溢流阀,以便在工作结束后卸荷。
方案三:通过比例换向阀对负载缸的输出压力进行调控。
图9 比例换向阀基础控制系统原理图
图9是一种基础的比例换向阀调节系统,通过调节比例换向阀阀芯位移对系统的流量进行调控,由于换向阀流量与进出口的压差成正比,而其进口压力又不变,所以改变其流量则可以改变其出口压力,即对负载缸的输出压力达到调控效果,与比例减压阀调控一样,之后同样需要将溢流阀改为电磁溢流阀,以便在工作结束后卸荷。
方案对比:三种方案均能达到系统工作压力的比例调控,但由于各自的结构不同,选用不同的元件,系统的性能也会不一样。比例换向阀在的中位死区较大,当位于死区附近是,加载力的控制精度会变得很低,比例压力阀的工作范围离死区较远,所以相较而言,死区对于系统的影响会相对较小,但是由于本次系统的负载时由固定不动的负载液压系统进行模拟,所以负载处于静止不动的状态,若采用比例换向阀,系统处于油液静止状态,则无法对系统压力进行控。比例溢流阀在电磁铁不得电时,其控制压力基本为零,所以系统压力很小时,启动不会产生冲击,但是由于存在死区,所以在较低压力时,对系统的精度调节也不会太高。当比例电磁铁故障的时候,比例溢流阀无法建立调节压力,而减压阀则会直接失去减压能力。在三种方案都能达到要求时,比例溢流阀相较于另外两者,无需单独加一个电磁溢流阀,可以直接通过对比例溢流阀的调节达到系统的卸荷,所以最终选择比例溢流阀压力调控系统作为比例控制方案。
3。2。3 保压方案
方案一:通过蓄能器达到系统保压要求
图10 蓄能器保压基础系统原理图
蓄能器的功用是将液压系统中的液压油的压力能储存起来,在需要时重新放出,其主要功能之一就是保压补漏,可以对液压系统进行补偿泄漏,从而使得压力恒定。进油路设置蓄能器,是为了对系统的工作压力进行保持,而回油路的蓄能器则是为了保证加载过大时减少冲击,保护液压元件。
蓄能器根据其结构形状的不同,可分为重锤式蓄能器,弹簧式蓄能器,充气式蓄能器三种,重锤式蓄能器通过其结构中的重物位置变化来储存和释放能量。其压力稳定,但反应不灵活,容易出现泄漏。弹簧式蓄能器通过其中的弹簧伸缩来储存释放能量。