多缸液压系统是指在一个液压系统中,由一个油源给多个液压缸输送压力油,通过控制多个液压缸的协同动作,实现复杂机械运动的回路。
一、回路分类
顺序动作回路:使多液压缸系统中的各个液压缸严格地按照规定的顺序动作。可分为压力控制、行程控制和时间控制等类型。
压力控制顺序动作回路:利用顺序阀或压力继电器控制,当系统压力达到顺序阀设定压力或压力继电器感受到相应压力变化时,控制下一个液压缸动作。
行程控制顺序动作回路:通过行程阀或行程开关控制,执行元件运动到一定位置时,压下行程阀或触发行程开关,从而控制下一个执行元件开始运动。
时间控制顺序动作回路:在一个执行元件开始动作后,经过一定的时间延迟,另一个执行元件才开始动作,一般可用延迟阀来控制。
同步回路:保证系统中的两个或多个液压缸在运动中的位移量相同或以相同的速度运动。常见的有流量同步回路、容积同步回路和伺服同步回路等。
流量同步回路:利用流量控制阀来控制进入和流出液压缸的流量,如用调速阀、分流集流阀、比例调速阀等控制,使液压缸活塞运动速度相等,实现速度同步。
容积同步回路:如油缸串联同步回路,通过油缸的串联连接,使两缸在运动过程中相互补偿,以消除积累误差,实现同步。
伺服同步回路:根据位移传感器的反馈信号不断调整伺服阀阀口的开度,控制两液压缸输入或输出的流量,实现精确的位置同步,同步精度高,但系统复杂、造价高。
多缸互不干扰回路:防止液压系统中的几个液压缸因速度快慢的不同而在动作上的相互干扰,通常利用双泵供油等方式来实现。
二、工作原理
压力控制原理:基于帕斯卡原理,在密闭容器内,施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。当系统中某一液压缸动作时,其工作压力升高,通过顺序阀、压力继电器等元件检测压力变化,从而控制其他液压缸的动作。
流量控制原理:通过流量控制阀,如调速阀、分流阀等,对进入各液压缸的流量进行控制,使液压缸按照设定的速度运动。当需要液压缸同步运动时,确保分配到各液压缸的流量相等或成比例,从而实现位移或速度同步。
位置控制原理:借助行程阀、行程开关、位置传感器等元件,检测液压缸的活塞位置或运动行程。当活塞到达设定位置时,触发相应的控制信号,实现对其他液压缸的动作控制,以满足顺序动作或同步动作的要求。
三、应用领域
工程机械领域:如挖掘机,其斗杆缸、动臂缸和铲斗缸通过多缸动作回路实现复杂的挖掘动作,斗杆缸和动臂缸可同步动作保持挖掘姿态,铲斗缸在斗杆缸和动臂缸动作完成后开始动作,完成挖掘任务。
工业自动化领域:例如注塑机,在注塑过程中,需要多个液压缸按顺序动作,完成开合模、注射、保压等工序,通过电磁阀控制各液压缸的顺序动作,确保注塑过程的稳定和高效。
农业机械领域:一些联合收割机的割台升降、拨禾轮升降以及谷物输送等机构,采用多缸液压系统控制,实现各部件的协同动作,提高收割效率和作业质量。