[发明专利]一种数字和模拟组合控制液压系统多泵源的构型设计方法

摘要

一种数字和模拟组合控制液压系统多泵源的构型设计方法，它主要包括如下步骤1、根据液压设备的动作要求，求出液压系统所需的流量需求Q(t)、最大流量值Qmax以及最大流量变化率的绝对值h；2、根据本发明提供的理论公式，确定定量泵组的最佳组合系数λ和定量泵组中最小泵的排量D1；3、根据本发明提供的理论公式，确定定量泵的台数m及泵的最大排量Dk；4、确定变量泵的台数n及满排量γj。本发明实现了负载的流量匹配，具有响应快、无溢流损失、传动效率高、输出流量连续可调的优点，既具有传统的阀控系统和泵控系统的优势，又避免了泵控系统投资大、维护成本高的缺点。

主权项

一种数字和模拟组合控制液压系统多泵源的构型设计方法，它的液压系统包括第一变量泵A1、第二变量泵A2、……、第n变量泵An、第一定量泵B1、第二定量泵B2、……、第m定量泵Bm、第一电磁卸荷阀C1、第二电磁卸荷阀C2、……、第m电磁卸荷阀Cm、第一安全阀E1、第二安全阀E2、……、第m安全阀Em、第一单向阀F1、第二单向阀F2、……、第n+m单向阀Fn+m、油箱G；每个定量泵的出口和油箱之间跨接一个电磁卸荷阀和一个安全阀，电磁卸荷阀的作用是控制相应定量泵接入系统的状态，安全阀防止压力过载；m个定量泵和n个变量泵的出口均汇于一点后作为多泵源的压力油输出口；设定量泵排量为Di，单位为ml/r，对应的输出流量为QDi，单位为L/min，1≤i≤m；变量泵最大排量分别γj，单位为ml/r，满排量时输出流量分别为QAjmax，单位为L/min，1≤j≤n；所有泵电机转速均为np，单位为r/min；流量曲线上最大斜率的绝对值h，单位为L/s2，其特征在于：其设计方法的步骤如下：(1)根据实际工业生产中主机设备的工况要求，求出该设备的液压系统所需的流量需求Q(t)，并求出最大流量值Qmax以及最大流量变化率的绝对值h；(2)确定定量泵组的最佳组合系数λ和定量泵组中最小泵的排量D1，综合考虑泵组输出流量与负载流量需求偏差度、泵切换频率、流量冲击程度、泵组成本因素后，得出最小泵排量D1理论计算公式如下：D1=λ·1000·Qmaxnp=1000·(α·ϵ+β·ω+γ·σ+ζ·δ)·Qmaxnp]]>其中，λ为定量泵组的最佳组合系数，并且0＜λ≤1；ε、ω、σ、δ分别表示定泵组输出流量与负载流量需求偏差、泵组切换频率、流量切换冲击程度、泵组成本对定量泵台数的最佳影响系数，并且均是介于0到1之间的无量纲数，权重系数α、β、γ、ζ满足关系式α+β+γ+ζ＝1，权重系数的大小根据设计要求确定；(3)确定定量泵的台数m及泵的最大排量Dk，采用部分二进制排量比的定量泵组，即D1∶D2∶D3…Dk∶Dk+1…Dm＝20∶21∶22…2k∶2k…2k；因此，定量泵台数及最大排量为：m≥log2(1λ+1)]]>Dk=...Dm=1000np·2m-12m+1-1·Σi=1mQDi]]>取m为大于的最小正整数，而Dk取实际排量系列值当中与理论计算值最为接近的数值；(4)确定变量泵的台数n及满排量γj，变量泵组排量取相同值，根据所有变量泵满排量输出时的流量曲线斜率值h′大于所需流量曲线上最大斜率的绝对值h要求，得出变量泵组排量与台数的关系式：γj≥1000n·np·|dQ(t)dt|max]]>考虑到实际产品系列以及成本因素，根据该公式，台数n从1逐渐增加，分别求出对应的排量值，直至确定成本合理的一组解。