[其他]功率自适应无脉动变量变向液压系统

说明书

本发明是属于往复运动机构用的液压系统，尤其适应于高精度往复运动机构。

通常的液压系统均采用容积式变量变向叶片泵。柱塞泵，无一不利用偏心原理而获得容积的变化，产生吸排油过程，从而完成将机械能转化为液压能，其液流都不可避免的产生周期变化。引起流量和压力脉动。压力脉动还随弹性元件的作用而变大。另外容积泵的容积均较小，通过小容积的封闭区和非封闭区形成容积的变化而获得液压能，因而流体的线速度很高，液体受到很大的搅动力作用，液体的涡流，空穴现象不可避免。封闭区中产生高压，非封闭区液体处于低压，由于液体有一定的压缩现象，使系统中的液流产生不连续现象，这些不连续的液体经过系统的管阀，孔截面的变化以及弹性系统的加强作用，从而引起液流的冲击，噪声及发热现象，解决流量和压力脉动的问题，通常采用的是增加泵的叶片（或柱塞）数，提高泵的转数。但由于泵的叶片（或柱塞）数和泵的转数不可能无限度地增加。因此这种办法并不能从根本上解决脉动问题，而解决振动。噪声、发热问题，通常要采用昂贵的防振和消声措施和附加冷却装置，一般液压系统的功率适应控制机构复杂，控制比较困难。

本发明的目的在于提供一种无脉动，变向变量无级调速，功率自适应，低速时无爬行，高速时噪声小，油温升小，结构简单，成本低，可靠性高的往复运动液压系统。

本发明所说的功率自适应无脉动变量变向液压系统，包括可调速螺旋往复式柱塞泵（由附图中15、16、17、18、25、26组成），同步补油控制部份（由附图中1、2、3、4、12、13、19、20、21、22、23、24组成），缓冲组合阀部份（由附图中9、10、11、14组成）和执行机构（由附图中5、6、7、8、29组成），系统内各部份之间的连接和各部份之间的连接如附图所示，由可调速的直流（或交流）电动机15和减速装置16（也可不用减速器）获得额定扭的变速旋转运动，通过丝杆17，螺母活塞18，将机械匀速直线运动传给液体，完成机械能转化为液压能的过程。获得液压能的压力油，通过液控单向阀14，传给工作台下的油缸28，通过活塞与油缸的相对运动将液压能均匀、无脉动、刚性地传给工作台5，泵27中的螺母活塞18向左或向右移动，就可使工作台向左或向右往复运动。当工作台换向时产生的系统内液压的瞬时振动。可由本系统的缓冲组合阀起到缓冲作用，当工作台换向时，由无触点开关（1、2）动作，使附图中的电磁阀（12）打开，此时进油腔已无进油，工作台的惯性运动使其有成为真空的可能，而回油腔压力升高，使液控单向阀14关闭，同时挤开单向阀9并通过节流阀10，推动滑阀11，内阀杆克服弹簧压力，使阀11接通两。由于滑杆不但需克服弹簧压力，而且由于滑阀阀杆需经过节流小孔挤出阀腔内的液压油，因此运动是缓慢进行的，同时高低压腔压力油连通，压力平衡。工作台即停止惯性运动，由于泵活塞换向前有一段排油的同步过程，因此可使泵活塞的换向运动在工作台停止后的瞬间进行，这样可避免泵的输出压力油与惯性力造成的高压油相碰，因而可使换向冲击减到最小。本液压系统不需冷却装置，目前的变量泵，均有冷却装置，而且装置庞大，价格高，其温升一般控制在25℃～30℃，而本发明不需增加冷却装置，油温升将很小。由于系统的刚性高，泵的密封容易，因此容积效率高。丝杆、螺母付在压力油的包围内，低速运动性能好，因此与一般叶片泵相比更能获得无爬行的低速运动。由于本系统的油液搅得少，流动平稳，温升低，所以液压油的寿命长，更换周期就长，由于是闭式，又不需换油冷却，因此所用液压油少，若采用本发明，更换期比其它系统可延长一倍，每次需油量也少。由于本系统结构简单，制造、调试、维修均方便，零件、图纸少，重量轻，体积小，因此可靠性高，成本低。由于本系统采用电气可调速，系统功率自适应，耗液压油少。因此可比现有系统节能1/2以上。本系统流量范围大，变速范围宽。因此可满足多种往复运动机械，尤其是精密机床往复工作台运动的需要。

附图说明：（1）、（2）、（21）、（25）无触点开关，（3）、（4）、（26）无触点开关作用挡块，（5）工作台，（6）活塞杆支点，（7）工作油缸活塞，（8）活塞缸，（9）单向阀，（10）节流阀，（11）滑阀，（12）二位三通电磁阀，（13）单向阀，（14）液控单向阀，（15）可无级调速的直流或交流电动机，（16）减速器，（17）丝杆，（18）带螺母活塞，（19）丝杆，（20）无触点作用螺母滑块，（22）伺服电机，（23）位移器，（24）丝杆（27）泵体，（28）滑杆，（29）排气节流阀。

本发明可根据不同的技术经济要求，选用不同的电器调速装置，不同的同步控制自动化程度，泵装置也可按需要采用并、串联获得不同流量和压力。因此根据不同需要有多种最佳的实例方式。