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1、(10)申请公布号 CN 103438039 A(43)申请公布日 2013.12.11CN103438039A*CN103438039A*(21)申请号 201310405871.7(22)申请日 2013.09.09F15B 11/22(2006.01)(71)申请人上海其胜设备配件有限公司地址 201603 上海市松江区佘山镇沈砖公路3129弄3号4号厂房(72)发明人路保德(74)专利代理机构北京汇信合知识产权代理有限公司 11335代理人孙民兴 王维新(54) 发明名称同步缸自换向驱动回路的控制方法(57) 摘要本发明公开了液压行业领域的一种同步缸自换向驱动回路的控制方法，主要采用多。
2、个同步缸的各个容腔采用相同的对称结构，同步缸左右两腔流量相同和油液的不可压缩，以此控制执行油缸同步动作。自换向驱动回路之主回路采用锥形密封结构的螺纹插装阀，并集装在一个集成块上，形成模块式结构；根据同步的流数，可叠加多个单流换向模块；单流换向模块设有测压孔；在单流换向模块上增设插装式溢流阀，弥补同步缸的同步误差及消除执行油缸的不同内泄；系统控制回路增设蓄能器，自换向驱动回路之先导控制回路模块设有机械限位模块或电液限位模块。本发明具有达到同步缸自换向控制、实现以小规格同步缸驱动大执行油缸运动；节约成本和降低能耗等优点。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图1页(19)中华人民共和。
3、国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号 CN 103438039 ACN 103438039 A1/1页21.一种同步缸自换向驱动回路的控制方法，其特征在于：本方法的具体步骤如下：由多个同步缸组合而成，每个同步缸的容腔采用相同的对称结构，同步缸左右两腔流量相同，油液不可压缩，用以控制执行油缸同步动作；自换向驱动回路的主回路采用锥形密封结构的螺纹插装阀；根据执行油缸的流量需求，螺纹插装阀的压力损失不超过2bar，螺纹插装阀的换向时间须低于25ms；单流换向模块采用5个螺纹插装阀，其中包括4个两位两通换向阀和1个溢流阀集装在一个集成块上，形成模块。
4、式结构；根据同步缸的流数，可叠加多个单流换向模块；单流换向模块设有测压孔，用于调试、故障报警和维护；在单流换向模块上增设插装式溢流阀，溢流阀的调节压力高于执行油缸实际使用压力10bar，用以弥补同步缸的同步误差及消除执行油缸不同内泄的影响；为了减少自换向驱动回路切换的流量和压力波动，系统控制回路增设蓄能器，蓄能器的大小根据螺纹插装阀控制容腔的容积而定，上限不超过1L。2.根据权利要求1所述的一种同步缸自换向驱动回路的控制方法，其特征在于：所述自换向驱动回路的先导控制回路模块设有机械限位模块或电液限位模块。3.根据权利要求2所述的一种同步缸自换向驱动回路的控制方法，其特征在于：所述的机械限位模块。
5、设有三位四通机动换向阀、液压锁、插装式零泄漏阀和机械撞块等元件构成。4.根据权利要求2所述的一种同步缸自换向驱动回路的控制方法，其特征在于：所述的电液限位模块设有限位开关、两位四通电磁换向阀、插装式零泄漏阀和PLC等元件构成。5.根据权利要求1所述的一种同步缸自换向驱动回路的控制方法，其特征在于：所述的插装式零泄漏阀的换向入口分别与系统控制回路的A、B口相连，插装式零泄漏阀的大小根据自换向驱动回路主回路的控制流量而定，单流瞬时流量不超过20L/min。权 利 要 求 书CN 103438039 A1/4页3同步缸自换向驱动回路的控制方法技术领域0001 本发明涉及一种用于液压行业的应用方法，更。
6、具体地说，本发明涉及一种多缸同步、精度度可达0.1%工况要求的同步缸自换向驱动回路的控制方法。背景技术0002 上世纪末，多缸同步开始逐步应用于冶金等各个行业。目前，同步种类主要有：机械同步，电气同步，液压同步；相对而言液压同步可实现功率重量比高的需求。0003 液压同步包括以下几项：一、同步阀同步。其优点有性价比较高，可实现两缸同步，适用于两缸均载同步要求；缺点有一般不用于大于两缸的同步应用，偏载时同步精度最低，一般在10%左右；二、比例阀电液控制回路同步。其优点有电控程序控制油缸同步，可实现闭环控制，同步精度较高，而且可以随动跟踪；缺点有调试比较复杂，对系统油液要求较高，电控系统抗干扰差，。
7、系统节流发热较高，油缸运动速度不宜过高，同步油缸数量不宜太多，性价比不高。0004 三、流量调节阀同步。其优点有性价比较高，可实现多缸同步，适用于均载恒温场合；缺点有调试困难，需带载调试，安全性不高，节流发热较高，受环境温度影响，要定期微调，现已逐步淘汰。0005 四、分流马达同步。其优点有性价比良好，产品种类较丰富，可实现多缸偏载同步，同步精度较高一般在0.5-2.5%的范围（偏载压力在30bar左右的情况）；缺点有受结构限制，同步精度很难进一步提高，对于高精度分流马达，其抗冲击性一般，另外，其噪音较高。0006 五、同步缸同步。传统应用，其优点有同步精度高，可达0.07%，噪音低，应用于多。
8、缸同步；缺点有调试困难，性价比一般，体积重量庞大，维护困难，同步缸回路中有困油腔，需定期充液换油，执行油缸内泄存在安全隐患。0007 有鉴于此，本发明提供同步缸的新型应用方法，提升性价比，易于调试、维护，解决同步缸困油现象，杜绝安全隐患，获得较高的同步精度，一般在0.2%左右。同时提供液压同步的新选择，满足液压同步高精度需求。发明内容0008 本发明的目的是克服同步缸传统应用的缺点，主要原因是同步缸直接和执行油缸连接在一起，形成一个封闭的困油腔，靠油液来传递功率，同步缸在执行油缸单向运动时，只能在单向方向运动，因此，同步缸的有效容腔的容积必须比执行油缸的有效容腔的容积大。为此，本发明提供一种可。
9、以克服上述现有技术不足的同步缸自换向驱动回路的控制方法。0009 本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种同步缸自换向驱动回路的控制方法，本方法的具体步骤如下：a.多个同步缸的各个容腔采用相同的对称结构，根据同步缸左右两腔流量相同和油液说 明 书CN 103438039 A2/4页4的不可压缩性原理来控制执行油缸同步动作；b.自换向驱动回路的主回路采用锥形密封结构的螺纹插装阀以减少换向带来的同步误差，同时可减少系统的能耗。0010 c.根据执行油缸的流量需求，螺纹插装阀的压力损失不超过2bar，为了获得快速响应速度，螺纹插装阀的换向时间须低于25ms，d.单流换向模块采用5个螺纹插装阀，其中。
10、包括4个两位两通换向阀和1个溢流阀集装在一个集成块上，形成模块式结构；e.根据同步的流数，可叠加多个单流换向模块；f.单流换向模块设有测压孔，用于调试、故障报警和维护；g.在单流换向模块上增设插装式溢流阀，溢流阀的调节压力高于执行油缸实际使用压力10bar，用于弥补同步缸的同步误差及消除执行油缸不同内泄的影响；h.为了减少自换向驱动回路切换的流量和压力波动，系统控制回路增设蓄能器，蓄能器的大小根据螺纹插装阀控制容腔的容积而定，上限不超过1L；本发明的目的还可以通过下述技术方案实现的：所述的自换向驱动回路的先导控制回路模块设有机械限位模块或电液限位模块。所述的机械限位模块设有三位四通机动换向阀、。
11、液压锁、插装式零泄漏阀和机械撞块等元件构成。所述的电液限位模块设有限位开关、两位四通电磁换向阀、插装式零泄漏阀和PLC等元件构成。所述的插装式零泄漏阀的换向入口分别与系统控制回路的A、B口相连，插装式零泄漏阀的大小根据自换向驱动回路主回路的控制流量而定，单流瞬时流量不超过20L/min。0011 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过更改同步缸使用方法，达到同步缸自换向控制、可实现以小规格同步缸驱动大执行油缸运动的目的，节约成本，降低能耗，易于调试、维护，可以解决冶金行业冷床同步、水电行业筒阀同步等应用场合的高精度、高负载不平衡性问题、提高同步系统的稳定性需求。附图说明0012 图。
12、1为同步缸自换向驱动回路的控制方法（含：机械限位模块先导控制回路）示意图；图2为同步缸自换向驱动回路的控制方法（含：电液限位模块先导控制回路）示意图。0013 图中：同步缸1、螺纹插装阀（两位两通换向阀）2、单流换向模块3、插装式溢流阀4、执行油缸5、系统控制回路6、蓄能器7、机械限位模块（先导控制回路）8、插装式零泄漏阀9、三位四通机动换向阀10、液压锁11、机械撞块12、电液限位模块（先导控制回路）13、两位四通电磁换向阀14、限位开关15。具体实施方式0014 下面将结合附图和实施例对发明的实质性内容作进一步详细描述：如图1和图2所示：多个同步缸1的各个容腔都是相同的对称结构，控制回路可。
13、以针对同步缸1的左腔或右腔来控制，自换向驱动回路之主回路采用4个锥形密封结构的螺纹插说 明 书CN 103438039 A3/4页5装阀2形式以减少换向带来的同步误差，同时为了减少系统的能耗，螺纹插装阀2根据执行油缸5的流量需求，其压力损失不超过2bar，为了获得快速响应速度，螺纹插装阀2的换向时间一般要求低于25ms；为了获得模块式结构，采用4个螺纹插装阀2和1个插装式溢流阀4集装在一个集成块上组成1个单流换向模块；根据同步的流数，可叠加多个单流换向模块3；为了满足调试、故障报警、维护要求，每个单流换向模块3带一个测压孔。0015 为了弥补同步缸1的同步误差，或为了消除执行油缸5的不同内泄，。
14、在单流换向模块3上增设插装式溢流阀4，当执行油缸5运动到位时，多余的油液从插装式溢流阀4流到油箱中，以消除各个执行油缸5间的行程误差，插装式溢流阀4的调节压力高于执行油缸5实际使用压力10bar左右。0016 自换向驱动回路之先导控制回路可以采用机械限位模块8或电液限位模块13的方法，机械限位模块8由三位四通机动换向阀10、液压锁11、插装式零泄漏阀9、机械撞块12等元件构成；电液限位模块13采用限位开关15、两位四通电磁换向阀14、插装式零泄漏阀9、PLC等元件构成。为了避免由于执行油缸5换向引起的同步缸1换向情况，自换向驱动回路之先导控制回路的插装式零泄漏阀9换向入口分别与系统控制回路6的。
15、A、B口相连。插装式零泄漏阀的大小根据自换向驱动回路主回路的控制流量而定，通常情况下，单流瞬时流量不超过20L/min，注：其实际使用的油液容积并不大。0017 为了减少自换向驱动回路切换的流量和压力波动，系统控制回路的增设蓄能器7，蓄能器7的大小根据螺纹插装阀2控制容腔的容积而定，一般不超过1L。同步缸1切换过程的压力波动说明：由于同步缸1左右两腔间的压力差，系统切换存在约5bar的压力波动，可以被系统控制回路的蓄能器7吸收掉。0018 实施例一（以四流同步为例，如附图1所示）：由机械限位模块8、四个单流换向模块3、系统控制回路6（含：蓄能器7）、四条执行油缸5等组成。同步缸1采用80/40。
16、-100（活塞直径80mm，活塞杆直径40mm，行程100mm），油口采用G3/4“，最大运动速度0.3m/s，单流流量：070L/min，同步缸1共有A1A4四个左腔和B1B4四个右腔，管路采用DN15，总流量范围：0280L/min；单流换向模块3，螺纹插装阀2选择SUN的LOHC系列插装阀，流量70L/min时，压差在1bar左右，阀组切换时间小于25ms，最大内泄1.2cc/min（油液粘度24cSt时测定），单流换向模块3控制油液瞬时流量：20L/min，单流所需油量8.2ml，四流所需总控制流量：80L/min，四流所需控制油量32.8mL；根据该流量可以决定自换向驱动回路之先导控。
17、制回路的插装式零泄漏阀9的参数，考虑压损对单流换向模块3的影响，选用压损在3bar左右的LOFC插装式零泄漏阀，考虑三位四通机动换向阀10的特点，工作行程在2.8mm，切换速度由同步缸1确定，根据几何特性（撞块的轨道斜坡为20度时），可知三位四通机动换向阀10的切换时间为25.7ms，自换向驱动回路之先导控制回路的控制流量为5.1L/min，选择三位四通机动换向阀10的通径DN6。四个单流换向模块3和一个先导控制回路之机械限位模块8所需油液的总容积为35ml，选择系统控制回路的蓄能器7有效容积0.4L即可，充气压力0.9P1（P1为系统所需最小压力）。0019 先导控制回路之机械限位模块8的控。
18、制回路由三位四通机动换向阀10和液压锁11控制，控制油液来源于系统的压力油路或系统的控制压力油路。在机械撞块12的极限位置时，三位四通机动换向阀10处于两端换向状态，控制油液经过三位四通机动换向阀10说 明 书CN 103438039 A4/4页6控制该模块的插装式零泄漏阀9切换，插装式零泄漏阀9的换向入口、出口连接于系统控制回路6的A、B口和单流换向模块3的控制油路。三位四通机动换向阀10在两个极限状态时，系统的油液经过A、B口进入机械限位模块8的插装式零泄漏阀9和单流换向模块3的螺纹插装阀2导压容腔，以控制同步缸1换向，但当同步缸1离开极限位置时，三位四通机动换向阀10切换至中位，液压锁锁。
19、定机械限位模块8的插装式零泄漏阀9状态，从而保证同步缸1在既定的运动方向继续运动；当系统执行油缸5换向时，由于机械限位模块8的插装式零泄漏阀9与系统控制回路6的A、B口相连，所以同步缸1的运动方向不会改变。0020 为了保证正常的换向，螺纹插装阀2和插装式零泄漏阀9的面积比不宜相差过大，一般在1：2或1：1.8之间。0021 实施例二（以四流同步为例，如附图2所示）：由电液限位模块13、单流换向模块3、系统控制回路6、蓄能器7、执行油缸5等组成。此方法与实施例一基本相同，变更处：将机械限位模块8更改为电液限位模块13。0022 电液限位模块13，主要通过电信号作为反馈源，两位四通电磁换向阀作为液压控制元件，通过PLC或模拟电路实现控制目的。电液限位模块13的优点在于可控制换向时间更快，可达15ms左右，通过调节限位开关15的位置即可调节同步缸1的换向行程，缺点：需要增加电控模块，抗电磁干扰性稍差。0023 当同步缸1触发限位开关15时，两位四通电磁换向阀14切换到另一个极限位置，执行油缸5运动到位时，两位四通电磁换向阀14保持该状态。当执行油缸5再次换向时，同步缸1根据原定方向运动。说 明 书CN 103438039 A1/1页7图1图2说 明 书 附 图CN 103438039 A。