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并联摆线马达液压系统不同步的解决办法

发布时间:2016-08-13 浏览次数:976

轴配流摆线液压马达为输出轴与配流阀一体成型,镶齿式定转子副液压马达。凭借着体积小、体重轻、转速范围广、转动惯性小、可串联、可并联使用的诸多优点,随着现代化工业经济的发展与推进,摆线液压马达的应用日益普遍,被广泛应用于工程机械、农业机械、交通运输、石油采矿和机器制造等诸多行业。

一并联摆线液压马达液压系统实例分析

套管生产线试压区,有对齐、翻料、冲洗、试压、箜水等工序,其中对齐工序,对后面的工序影响很大,如对齐不到位,套管相对较长,翻料时套管不带接箍端的外螺纹易碰上试压移动小车,从而碰伤螺纹;如对齐不到位,冲洗时会有水喷溅到管外,影响周围环境;如对齐不到位,箜水吹起处与带接箍端的套管比较远,无法将接箍内积水吹净,使接箍螺纹处易生锈,严重影响套管的质量。为此,设计中要求摆线液压马达转速为最低稳定转速,且两台摆线液压马达的转速相同。原有对齐工序的液压系统工作原理如图1所示。

通过此液压工作原理图,我们可以看出,当电磁换向阀8换向时,摆线液压马达9、10旋转,带动液压马达上的滚轮转动,从而带动滚轮上的套管完成对齐工序。然而,由于一个换向阀同时控制两台液压马达(并联),两台液压马达的负载不同(马达2的负载大于马达1的负载)。在液压系统中,系统压力由负载决定,负载发生变化,工作压力随之变化。

马达在不同恒定负载时的入口压力变化曲线,当两台摆线液压马达并联且负载不同时,两台马达的所需入口压力也不同,系统压力取决于负载,当两台马达的负载不同时,存在液压油大部分或全部通过马达1的情况,致使两个液压马达转速不一,甚至马达2存在失步现象,从而不能完成对齐工序。

二改进方案理论分析

液压马达输出的转矩(负载转矩)r和转速n的计算公式为式中:ΔP为液压马达进口、出口的压力差,qv为液压马达的流量;V为液压马达的排量;ηm为液压马达的机械效率;ηv为液压马达的容积效率。由式(3)看出,液压马达的转矩和转速与输入的油液压力、流量、容积效率、机械效率均成正比关系,如果其中有一项减小,则液压马达转速也相应减小。因两台液压马达并联。

其液压油流动示意图如图3所示,其中马达1的负载小于马达2的负载,即T1<T2,要使马达1与马达2的转速相同(即n1=n2),忽略效率的影响,则有P1qv1/T1=ΔP2qv2/T2。流量调节阀是一个局部阻力可以变化的节流元件。

由ISA S 39标准中的流量基本公式
 可知,通过调节流量调节阀可使调节阀的出口压力大于入口压力,且相应地减少流量,所以可采取在两台马达的3、5处或在4,6处加装流量调节阀,以达到降低马达1的流量和压力差的目的。

三实施的方案
改进后的方案是在马达1和马达2回油口处加一个流量调节阀,使其一部分液压油能更多地分流到液压马达2处。使两个液压马达的转速一致,从而完成对齐工序。改进后的液压原理如图5所示。

四结论
1)通过对不同负载的摆线液压马达并联后的理论分析及改进措施的制定,使得摆线液压马达的转速相同且都为10 r/min。使对齐工序得以正常工作,解决了由于对齐不到位而使套管螺纹碰伤的问题,可使接箍与箜水吹气管的距离得到有效控制。
2)并联摆线液压马达的回油口处加装流量调节阀可有效控制马达的转速,此设计优化了原有液压系统,对其它液压执行元件具有借鉴作用。
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