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专利号: 2021101289131
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-08
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应用于液压压力机的电液作动系统,其包括伺服电机、双向定量小排量液压泵、上位油箱、电磁开关阀、压力保护阀、充液单向阀、补油单向阀、非对称液压缸、压力传感器、位移传感器和信号采集与控制单元,其特征在于,所述伺服电机的动力输出轴与双向定量小排量液压泵的动力输入轴相连,所述双向定量小排量液压泵的第一油口与非对称液压缸无杆腔相通,双向定量小排量液压泵的第二油口与非对称液压缸有杆腔相通,所述电磁开关阀用于控制上位油箱与非对称液压缸无杆腔之间油路的通断,阀口在断电状态下关闭;

所述压力保护阀包括第一压力保护阀和第二压力保护阀,第一压力保护阀的进油口与非对称液压缸无杆腔相通,其出油口与上位油箱、第二压力保护阀的出油口相连,第二压力保护阀的进油口与非对称液压缸有杆腔相通,非对称液压缸无杆腔、非对称液压缸有杆腔的压力调定值均与系统的最高允许压力相同;

所述充液单向阀的进油口与上位油箱连接,其出油口与非对称液压缸无杆腔连接,用于向非对称液压缸无杆腔补油,所述补油单向阀的进油口与上位油箱连接,其出油口与双向定量小排量液压泵第二油口连接;

所述信号采集与控制单元包括比较器、控制算法模块、控制信号输出模块、信号采集与处理模块、伺服驱动器和速度编码器,信号采集与处理模块通过现场总线与工控机相连,通过信号传输线分别与速度编码器、第一压力传感器、第二压力传感器和位移传感器相连,并将采集的伺服电机转速信号、非对称液压缸无杆腔进出油路上的压力信号、非对称液压缸有杆腔进出油路上的压力信号和非对称液压缸活塞杆的位移信号传送至工控机,由控制算法模块进行处理,控制信号输出模块输出伺服电机指令信号和电磁开关阀指令信号控制伺服电机和电磁开关阀动作;

所述非对称液压缸活塞杆工作模式包括快速下行、工进速度下行、位置保持、系统卸压和快速上行;

所述快速下行过程为:所述信号采集与控制单元控制伺服电机正向旋转,电磁开关阀关闭,补油单向阀关闭,非对称液压缸有杆腔所流出的油液排向双向定量小排量液压泵的第一油口,通过调节伺服电机的转速,控制非对称液压缸活塞杆的下行速度;

所述工进速度下行过程为:当非对称液压缸活塞杆快速下行接触工件以后,信号采集与控制单元继续控制电磁开关阀关闭,补油单向阀打开,双向定量小排量液压泵分别从上位油箱、非对称液压缸有杆腔处吸油,当非对称液压缸活塞杆接触工件后,充液单向阀关闭,非对称液压缸无杆腔将处于高压状态使得非对称液压缸活塞杆产生力压制工件;

所述位置保持过程为:当现有位置值大于所需工艺值时,控制算法模块经计算后将指令信号经控制信号输出模块传递给伺服电机和电磁开关阀,伺服电机反向转动,电磁开关阀打开,双向定量小排量液压泵从第一油口吸油向第二油口排油,油液推动非对称液压缸活塞杆上行,当现有位置值小于所需工艺值时,伺服电机和电磁开关阀作相反动作。

2.根据权利要求1所述的应用于液压压力机的电液作动系统,其特征在于,所述卸压和快速上行过程为:打开电磁开关阀,使得高压油液流回上位油箱,卸压指定时间,伺服电机反向旋转,油液推动非对称液压缸活塞杆快速上行。

3.根据权利要求1所述的应用于液压压力机的电液作动系统,其特征在于,所述上位油箱采用集成作动器与油源分离的结构,集成部分减去了蓄能器,使集成作动器体积重量更小。

4.根据权利要求1所述的应用于液压压力机的电液作动系统,其特征在于,所述双向定量小排量液压泵最大流量大于等于非对称液压缸活塞杆返程时非对称液压缸有杆腔所需要的流量。

5.根据权利要求1所述的应用于液压压力机的电液作动系统,其特征在于,所述电磁开关阀在系统进行位置控制时主动控制开合,从而控制非对称液压缸无杆腔的压力和流量。