多缸液壓系統是指在一個液壓系統中,由一個油源給多個液壓缸輸送壓力油,通過控制多個液壓缸的協同動作,實現復雜機械運動的回路。
一、回路分類
順序動作回路:使多液壓缸系統中的各個液壓缸嚴格地按照規定的順序動作。可分為壓力控制、行程控制和時間控制等類型。
壓力控制順序動作回路:利用順序閥或壓力繼電器控制,當系統壓力達到順序閥設定壓力或壓力繼電器感受到相應壓力變化時,控制下一個液壓缸動作。
行程控制順序動作回路:通過行程閥或行程開關控制,執行元件運動到一定位置時,壓下行程閥或觸發行程開關,從而控制下一個執行元件開始運動。
時間控制順序動作回路:在一個執行元件開始動作后,經過一定的時間延遲,另一個執行元件才開始動作,一般可用延遲閥來控制。
同步回路:保證系統中的兩個或多個液壓缸在運動中的位移量相同或以相同的速度運動。常見的有流量同步回路、容積同步回路和伺服同步回路等。
流量同步回路:利用流量控制閥來控制進入和流出液壓缸的流量,如用調速閥、分流集流閥、比例調速閥等控制,使液壓缸活塞運動速度相等,實現速度同步。
容積同步回路:如油缸串聯同步回路,通過油缸的串聯連接,使兩缸在運動過程中相互補償,以消除積累誤差,實現同步。
伺服同步回路:根據位移傳感器的反饋信號不斷調整伺服閥閥口的開度,控制兩液壓缸輸入或輸出的流量,實現精確的位置同步,同步精度高,但系統復雜、造價高。
多缸互不干擾回路:防止液壓系統中的幾個液壓缸因速度快慢的不同而在動作上的相互干擾,通常利用雙泵供油等方式來實現。
二、工作原理
壓力控制原理:基于帕斯卡原理,在密閉容器內,施加于靜止液體上的壓力將以等值同時傳到液體各點。當系統中某一液壓缸動作時,其工作壓力升高,通過順序閥、壓力繼電器等元件檢測壓力變化,從而控制其他液壓缸的動作。
流量控制原理:通過流量控制閥,如調速閥、分流閥等,對進入各液壓缸的流量進行控制,使液壓缸按照設定的速度運動。當需要液壓缸同步運動時,確保分配到各液壓缸的流量相等或成比例,從而實現位移或速度同步。
位置控制原理:借助行程閥、行程開關、位置傳感器等元件,檢測液壓缸的活塞位置或運動行程。當活塞到達設定位置時,觸發相應的控制信號,實現對其他液壓缸的動作控制,以滿足順序動作或同步動作的要求。
三、應用領域
工程機械領域:如挖掘機,其斗桿缸、動臂缸和鏟斗缸通過多缸動作回路實現復雜的挖掘動作,斗桿缸和動臂缸可同步動作保持挖掘姿態,鏟斗缸在斗桿缸和動臂缸動作完成后開始動作,完成挖掘任務。
工業自動化領域:例如注塑機,在注塑過程中,需要多個液壓缸按順序動作,完成開合模、注射、保壓等工序,通過電磁閥控制各液壓缸的順序動作,確保注塑過程的穩定和高效。
農業機械領域:一些聯合收割機的割臺升降、撥禾輪升降以及谷物輸送等機構,采用多缸液壓系統控制,實現各部件的協同動作,提高收割效率和作業質量。