液压的同步技术探究

刘力

摘要：随着我国工程建设事业的蓬勃发展，各类重型机械也得到了广泛应用，在重型机械驱动过程中，液压系统起到关键作用，而液压同步控制系统则又是液压系统中十分重要的技术关键，液压同步的精度效果有时候决定了工程质量的好坏。本文则重点介绍不同液压同步系统的特性与使用场合。

关键词：液压系统;工程机械;同步系统

随着我国的工程机械发展，自动化水平的提高，液压同步技术技术以其功率大、运行平稳等优点越来越广泛的运用在各类需要工程机械的建设中。液压同步运动是指多个液压执行部件同时具有相同的运动状态，突出体现为位移X和速度V相同。

一、液压同步系统的分类

目前学术界与国家有关部门还并未对液压同步系统做出标准与细分，不过根据业内相关人员的经验与意见大致可将其分为以下几种类别。

（1）各种辅助阀、泵控制的液压同步;

（2）采用容积与流量控制的液压同步;

（3）采用液压缸与液压马达控制的同步;

（4）采用闭环与开环控制的液压同步等等。

二、液压同步系统的具体展示

（一）容积方式

容积方式去实现液压同步就是使相同容积的液压油进入到多个相同尺寸与型号的液压缸，使得多个液压缸能够实现位移同步。在用容积方式调节的方式下，进过泵输出的油液直接进入液压缸，中间没有进过任何调速阀等阻碍。可以细分为执行油缸串联同步，同步液压缸同步，同步液压马达同步等回路。如下图所示从左至右分别为执行油缸串联同步、同步液压缸同步、同步马达同步。

1.执行油缸串联同步

如图1所示，将两个或两个以上的执行液压油缸串联在一起，前一个油缸的输出口输出油进入下一个油缸的输出口，多个油缸排出与接收油液容积在没有泄漏的情况下可以达到完全一致。这种方式可以在无泄漏等理想情况下实现多个执行油缸的同步运动，也允许一定范围内的偏载载荷。

2.同步液压缸同步

如图2所示，用一个或者两个共用的活塞杆作为控制设备将两个及以上的液压缸实现同步控制，条件是两个执行液压缸必须尽量做到结构与制造一致，在相对理想的状态下两根执行油缸的容积效率几乎相等，进而运动的位移也相等。此方案由于在实际设计制造与工况一般仅使用两个执行油缸。

3.同步马达同步

如图3所示，将两个或两个以上的液压马达的旋转轴连接在一起，前提是多个液压马达必须是相等的，容积效率一致的。每个液压马达控制对等的一个液压执行元件，当多个容积相同的液压马达通过共同转轴转动时，输出的油液量也相等，当油液进入容积相等的各个液压执行元件的时候执行元件的速度与位移均可实现相等，回流油液则可以经过同一管道流回油箱。

（二）流量控制方式

流量控制方式是运用不同的液压阀的特性进而控制流经液压系统的流量的方式，让多个液压执行部件中的流量相同，从而达到液压同步控制。又可以细分为节流阀调速回路、同步阀调速回路、伺服换向阀调速回路。如下图所示。

1.节流阀调速回路

如图4所示，通过人工改变溢流阀的阀口开度大小来调节进出阀口的油液流量来控制进入液压执行器的流量。流量相等则在相同型号的液压执行元件中速度与位移均相等，从而实现同步控制。

2.同步阀调速回路

如图5所示，原理类似于节流阀调速回路，同步阀同步回路也是通過调节分流阀、集流阀、分流集流阀等同步阀内的节流口开度大小，以产生不同的节流压降，保证节流孔前后压差相等，确保这一对节流孔流量值关系不变。

3.伺服换向阀调速回路

如图6所示，本结构使用伺服换向阀，伺服阀的油液口开度可通过相应的信号控制，可控性与鲁棒性强好，液压执行元件的同步性高于以上各种同步方式。

三、展望

液压同步控制系统现在已经趋于成熟，产品安全可靠，经济效益明显。当前我国正在向工业4.0方向发展，工程机械的生产制造与使用控制系统正在被越来越多的企业所应用。在未来，液压同步系统以其独特的性能并结合物联网等先进技术，在工程机械领域的应用也会趋向于无人化、远程化操作，使得工程机械可以进入到人们无法到达或者危险的场所，这对于整个行业都有着革命性的意义。

参考文献：

[1]吕哲.大型LNG储罐穹顶同步提升系统研究[D].天津大学，2014.

[2]朱士伟.全液压滚切剪电液伺服协同控制策略研究[D].太原科技大学，2014.

[3]石云飞.基于多点容积同步的大型结构物连续顶升系统研究[D].天津大学，2016.