一種液壓馬達的同步控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種液壓馬達的同步控制系統，它包括兩組液壓子系統，每組液壓子系統的液壓馬達之間安裝有轉速調節裝置，其中一組的液壓馬達與轉速調節裝置的目標轉速輸入端口相連接，另一組的液壓馬達和流量調節器分別與轉速調節裝置的檢測轉速輸入端口和調節輸出端口相連接，轉速調節裝置的目標轉速輸入口和檢測轉速輸入口分別檢測兩組液壓子系統的液壓馬達轉速，當兩個液壓馬達的轉速有變化時，通過轉速調節裝置的調節輸出口控制流量調節器的開口大小，使兩個液壓馬達的轉速達到同步。本發明轉速調節裝置，具有同步精度高、適應性好、抗干擾能力強、可靠性高等特點，可應用于振動沖擊、油污、潮濕、粉塵及高溫等惡劣環境下執行馬達轉速的同步控制。
【專利說明】
一種液壓馬達的同步控制系統
技術領域
[0001]本發明涉及液壓傳動領域，具體是一種液壓馬達的同步系統。
【背景技術】
[0002]液壓技術在各行各業中有著廣泛的應用。對于采用液壓馬達驅動的、具有多個執行器的機械裝備，當各執行器之間的運動需要保持同步運動時，首先要解決的是液壓馬達的同步。當前，有如下幾種方法可以使多執行液壓馬達達到同步:一是在液壓系統中使用同步分流閥，并要求各執行液壓馬達排量相同；二是采用同步液壓馬達;三是將相同排量的馬達串聯連接；四是采用電傳感器檢測馬達轉速并反饋到電控制器，由電控制器控制調節流入液壓馬達的流量。但是上述解決液壓馬達同步方法存在各種的不足之處:采用前三種方法，由于受液壓馬達的加工精度、馬達的負載大小及其變化、液壓油中氣體的含量、液壓油溫度變化、分流閥和同步液壓馬達自身制造精度以及泄漏等多種因素的影響，同步精度低，同步誤差不能消除;采用第四種方法，可在液壓馬達運動的過程中能消除同步誤差，同步精度高，但是系統中需要增加電傳感器、控制器以及電液比例閥等，成本高，經濟性不好。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種同步精度高、成本低、可靠性高的液壓馬達同步控制系統，該系統通過采用機械式的轉速調節裝置，實現兩套液壓子系統液壓馬達同步驅動的功能，尤其適用于振動沖擊大、油污、潮濕、粉塵及高溫等惡劣環境中。
[0004]本發明通過以下技術方案解決上述技術問題:
[0005]本發明液壓馬達的同步控制系統，包括兩組液壓子系統，每組液壓子系統均設有液壓馬達，所述兩組液壓子系統的液壓馬達之間安裝有轉速調節裝置，其中一組液壓子系統的液壓馬達與轉速調節裝置的目標轉速輸入端口相連接，另一組液壓子系統的液壓馬達和流量調節器分別與轉速調節裝置的檢測轉速輸入端口和調節輸出端口相連接，轉速調節裝置的目標轉速輸入口和檢測轉速輸入口分別檢測兩組液壓子系統的液壓馬達轉速，在兩個液壓馬達的轉速有變化時，通過轉速調節裝置的調節輸出口控制流量調節器的開口大小，使兩個液壓馬達的轉速達到同步驅動。
[0006]所述轉速調節裝置的結構是:它包括箱體，箱體內安裝有十字軸22，十字軸22由形成剛性連接的橫軸和縱軸構成，橫軸的兩端分別通過軸承安裝有第一錐齒輪18和第三錐齒輪29，縱軸的兩端分別通過軸承安裝有第二錐齒輪24和第四錐齒輪39，第一錐齒輪18、第二錐齒輪24、第三錐齒輪29和第四錐齒輪39分別位于十字軸22的四個方向上，并且相鄰之間相互嚙合;第一錐齒輪18與作為目標轉速輸入端口的輸入軸13形成固定連接，輸入軸13與其中一組液壓子系統的液壓馬達聯接并作同步轉動;作為檢測轉速輸入端口的第三錐齒輪29與另一組液壓子系統的液壓馬達聯接并作同步轉動，橫軸通過軸承安裝在箱體上，橫軸的一端與另一組液壓子系統的流量調節器形成聯接，第一錐齒輪18與第三錐齒輪29大小相等，轉向相反。
[0007]所述輸入軸13上安裝有圓柱齒輪一3，圓柱齒輪一 3與相聯接的液壓馬達輸出軸上的圓柱齒輪二 12通過傳送帶連接;第三錐齒輪29的側邊固定有圓柱齒輪三33，圓柱齒輪三33與相聯接的液壓馬達輸出軸上的圓柱齒輪四11通過傳送帶連接。
[0008]所述兩組液壓子系統分別接有一個可改變液壓馬達供油方向的三位四通換向閥，并共同置配一個液壓栗和油箱，液壓栗的輸出分三路，其中兩路分別與兩個三位四通換向閥的進油口連接，另一路與溢流閥的進油口連接，溢流閥的出油口與油箱連接。
[0009]所述流量調節器為傳統液壓子系統中的流量調節器或液壓馬達的排量調節器。
[0010]本發明的突出優點在于:
[0011]1.此液壓馬達的同步控制系統，既可以跟蹤轉速又可以調節轉速。
[0012]2.采用機械式轉速調節裝置，具有適應性好、抗干擾能力強、可靠性高等特點，可應用于振動沖擊、油污、潮濕、粉塵及高溫等劣環環境下多執行馬達轉速的跟蹤與調節。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例1的連接結構示意圖。
[0014]圖2為本發明實施例2的連接結構示意圖。
[0015]圖3為本發明采用的轉速調節裝置裝配爆炸示意圖。
[0016]圖4為圖3的裝配剖視圖。
[0017]圖5為圖3所示的十字軸放大示意圖。
[0018]圖1一圖2中:I一二位四通換向閥，2—液壓馬達，3一圓柱齒輪一，4一轉速調節裝置，5—液壓馬達，6—三位四通換向閥，7—溢流閥，8—油箱，9 一液壓栗，10—流量調節器，11一圓柱齒輪四，12—圓柱齒輪二；
[0019]圖3—圖5中:13—輸入軸，14一連接鍵，15—軸承固定盤，16—軸承，17—軸套，18—第一維齒輪，19一六角頭螺檢組，20一軸承，21—上蓋，22一十字軸，22-1—縱軸，22-2—橫軸，23一軸承，24一第二維齒輪，25一軸承，26一軸承擋圈，27一內六角圓柱頭螺釘，28—軸承，29一第二維齒輪，30一軸套，31—軸承，32一軸承固定盤，33—圓柱齒輪二，34—內六角圓柱頭螺釘組，35—彈黃塾圈組，36—六角螺母組，37—底座，38—軸承，39—第四維齒輪，40—軸承，41 一軸承擋圈，42—內六角圓柱頭螺釘。
【具體實施方式】
[0020]以下通過附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步說明。
[0021]實施例1，如圖1所示，本發明所述的液壓馬達的同步控制系統，包括兩組液壓子系統，左側的液壓子系統設有液壓馬達2和三位四通換向閥I，液壓馬達2輸出軸上設有圓柱齒輪二 12;右側的液壓子系統設有液壓馬達5和三位四通換向閥6，液壓馬達2輸出軸上設有圓柱齒輪四11，左側液壓子系統的液壓馬達2與右側液壓子系統的液壓馬達5之間安裝有轉速調節裝置4。
[0022]本發明采用的轉速調節裝置4的結構見圖3、圖4和圖5所示，它包括底座37、上蓋21、十字軸22、第一錐齒輪18、第二錐齒輪24、第三錐齒輪29、第四錐齒輪39、圓柱齒輪三33及輸入軸13，上蓋21通過六角頭螺栓組19、彈簧墊圈組35及六角螺母組36與底座37固定連接形成箱體結構，箱體內安裝有十字軸22，十字軸22由橫軸22-2和縱軸22-1形成剛性連接，橫軸22-2和縱軸22-1均為階梯軸，橫軸22-2和縱軸22-1上加工有用于軸承定位的軸肩；第一錐齒輪18和第三錐齒輪29分別安裝在橫軸22-2的左端和右端，第二錐齒輪24和第四錐齒輪39分別安裝在縱軸22-1的上端和下端，第一錐齒輪18、第二錐齒輪24、第三錐齒輪29和第四錐齒輪39分別位于十字軸22的四個方向上，并且相鄰之間相互嚙合。第一錐齒輪18與第三錐齒輪29大小相等，轉向相反。第一錐齒輪18同時與輸送目標轉速的輸入軸13形成固定連接，輸入軸13上安裝有圓柱齒輪一 3，圓柱齒輪一 3與液壓馬達2輸出軸上的圓柱齒輪二 12通過皮帶或其它傳送帶連接并作同步旋轉；圓柱齒輪三33同時與液壓馬達5輸出軸上的圓柱齒輪四11通過皮帶或其它傳送帶連接并作同步旋轉。
[0023]轉速調節裝置4的橫軸22-2通過軸承安裝在箱體上，第一錐齒輪18左側邊加工有一段直徑小于齒輪外徑的空心短軸，短軸外安裝有軸套17及套在軸套17上的軸承16，軸套17的外徑稍小于軸承16的內圈大徑，軸承16上安裝有軸承固定盤15，軸承16的外圈與軸承固定盤15的內孔形成過盈配合，第一錐齒輪18的軸孔上加工有階梯孔和供連接鍵14卡入的鍵槽，軸承20安裝在階梯孔內，其外圈與階梯孔形成過盈配合，軸承20的內圈由十字軸22上的定位軸肩定位;第三錐齒輪29右側邊加工有一段直徑小于齒輪外徑的空心短軸，短軸外安裝有軸套30及套在軸套30上的軸承31，軸套30的外徑稍小于軸承31的內圈大徑，軸承31上安裝有軸承固定盤32，軸承31的外圈與軸承固定盤32的內孔形成過盈配合，第三錐齒輪29的軸孔內加工有階梯孔，軸承28安裝在階梯孔內，其外圈與階梯孔形成過盈配合，軸承28的內圈由十字軸22上的定位軸肩定位;第三錐齒輪29與圓柱齒輪三33通過內六角圓柱頭螺釘組34固定連接;底座37及上蓋21內均加工有用于安裝軸承固定盤15及軸承固定盤32的內腔階梯孔，軸承固定盤15和軸承固定盤32固定在內腔階梯孔上。第二錐齒輪24外側加工有一段空心短軸，第二錐齒輪24的軸孔內加工有階梯孔，用于安裝軸承23及軸承25，軸承23的內圈由十字軸22上的定位軸肩定位，軸承25由軸承擋圈26及內六角圓柱頭螺釘27定位在十字軸22上；第四錐齒輪39與第二錐齒輪24尺寸和形狀相同，軸承38及軸承40安裝在第四錐齒輪39的階梯孔內，軸承38的內圈由十字軸22上的定位軸肩定位，軸承40由軸承擋圈41及內六角圓柱頭螺釘42卡在十字軸22上。由于十字軸22的橫軸22-2兩端安裝有軸承20和軸承28，十字軸22及安裝在其上面的其他零部件構成的整體可繞橫軸22-2轉動，同時橫軸22-2也轉動，橫軸22-2作為調節輸出端口與右側液壓子系統的流量調節器10連接，旋轉的橫軸22-2同時驅動流量調節器10調節流量大小。
[0024]對照圖1，本發明的兩組液壓子系統共同配置一個液壓栗9和油箱8，液壓栗9的進油口從油箱8吸油，出油口分為三條支路，一條支路與溢流閥7的進油口相連，溢流閥7的出油口與油箱8相連，溢流閥7調定系統最高壓力，起到過載保護的作用;一條支路與三位四通換向閥I的IP油口相連，三位四通換向閥I的IA油口與液壓馬達2的進油口相連，三位四通換向閥I改變液壓馬達2所在油路的液流方向使液壓馬達2變換旋轉方向，液壓馬達2的出油口與三位四通換向閥I的IB油口相連，三位四通換向閥I的IT油口與油箱8相連;另一條支路與三位四通換向閥6的6P油口相連，三位四通換向閥6改變液壓馬達5所在油路的液流方向，從而使液壓馬達5變換旋轉方向，三位四通換向閥6的6A油口與流量調節器10的進油口相連，流量調節器10的出油口與液壓馬達5的進油口相連，流量調節器10的閥芯調節桿與轉速調節裝置4的十字軸2 2的橫軸右端相連，液壓馬達5的出油口與三位四通換向閥6的6B油口相連，三位四通換向閥6的6T油口與油箱8相連。
[0025]本發明的工作原理如下:
[0026]對照圖1，轉速調節裝置4的圓柱齒輪三33檢測到液壓馬達5的轉速n5后與輸入軸13檢測到的液壓馬達2的轉速n2作比較，利用十字軸22的橫軸右端輸出的轉速差nil= I n5-n2
來調節流量調節器10的閥芯調節桿運動。當轉速Π2等于轉速n5時，十字軸22靜止不動；當轉速n2大于115時，十字軸22與液壓馬達2的轉速n2同方向轉動并帶動流量調節器10的閥芯調節桿運動使流量增大，液壓馬達5輸出轉速Π5增大直至等于Π2 ;當轉速Π2小于Π5時，十字軸22的橫軸22-2與液壓馬達5的轉速115同方向轉動并帶動流量調節器10的閥芯調節桿運動使流量減小，液壓馬達5輸出轉速115減小直至等于n2。通過上述工作原理，從而控制液壓馬達5的轉速隨時跟蹤液壓馬達2的轉速，達到轉速同步的目的。
[0027]實施例2:其結構與實施例1基本相同，區別僅在于轉速調節裝置4的橫軸22-2作為調節輸出端口直接與液壓馬達5中的排量調節器連接，取消獨立設置的流量調節器10。
[0028]對照圖2，轉速調節裝置4的圓柱齒輪三33檢測到液壓馬達5的轉速n5后與輸入軸13檢測到的液壓馬達2的轉速n2作比較，利用十字軸22的橫軸右端輸出的轉速差nil= I n5-n2
來調節液壓馬達5的排量調節器運動。當轉速112等于轉速115時，十字軸22靜止不動；當轉速n2大于115時，十字軸22與液壓馬達2的轉速n2同方向轉動并帶動液壓馬達5的排量調節器運動使流量增大，液壓馬達5輸出轉速115增大直至等于n2;當轉速n2小于115時，十字軸22的橫軸22-2與液壓馬達5的轉速n5同方向轉動并帶動液壓馬達5的排量調節器運動使流量減小，液壓馬達5輸出轉速115減小直至等于n2。通過上述工作原理，從而控制液壓馬達5的轉速隨時跟蹤液壓馬達2的轉速，達到轉速同步的目的。
[0029]本發明并不局限于上述實施例，亦可實施于其他各類旋轉機械轉速的跟蹤與調
-K-■P。
【主權項】
1.一種液壓馬達的同步控制系統，包括兩組液壓子系統，每組液壓子系統均設有液壓馬達，其特征在于，所述兩組液壓子系統的液壓馬達之間安裝有轉速調節裝置，其中一組液壓子系統的液壓馬達與轉速調節裝置的目標轉速輸入端口相連接，另一組液壓子系統的液壓馬達和流量調節器分別與轉速調節裝置的檢測轉速輸入端口和調節輸出端口相連接，轉速調節裝置的目標轉速輸入口和檢測轉速輸入口分別檢測兩組液壓子系統的液壓馬達轉速，在兩個液壓馬達的轉速有變化時，通過轉速調節裝置的調節輸出口控制流量調節器的開口大小，使兩個液壓馬達的轉速達到同步驅動。2.根據權利要求1所述液壓馬達的同步控制系統，其特征在于，所述轉速調節裝置的結構是:它包括箱體，箱體內安裝有十字軸(22)，十字軸(22)由形成剛性連接的橫軸和縱軸構成，橫軸的兩端分別通過軸承安裝有第一錐齒輪(18)和第三錐齒輪(29)，縱軸的兩端分別通過軸承安裝有第二錐齒輪(27)和第四錐齒輪(39)，第一錐齒輪(18)、第二錐齒輪(24)、第三錐齒輪(29)和第四錐齒輪(39)分別位于十字軸(22)的四個方向上，并且相鄰之間相互嚙合;第一錐齒輪(18)與作為目標轉速輸入端口的輸入軸(13)形成固定連接，輸入軸(13)與其中一組液壓控制系統的液壓馬達聯接并作同步轉動;作為檢測轉速輸入端口的第三錐齒輪(29)與另一組液壓控制系統的液壓馬達聯接并作同步轉動，橫軸通過軸承安裝在箱體上，橫軸的一端與另一組液壓控制系統的流量調節器形成聯接，第一錐齒輪(18)與第三錐齒輪(29)大小相等，轉向相反。3.根據權利要求2所述液壓馬達同步控制系統，其特征在于，所述輸入軸(13)上安裝有圓柱齒輪一 (3)，圓柱齒輪一 (3)與相聯接的液壓馬達輸出軸上的圓柱齒輪二(12)通過傳送帶連接;第三錐齒輪(29)的側邊固定有圓柱齒輪三(33)，圓柱齒輪三(33)與相聯接的液壓馬達輸出軸上的圓柱齒輪四(11)通過傳送帶連接。4.根據權利要求1或2所述液壓馬達的同步控制系統，其特征在于，所述兩組液壓子系統分別接有一個可改變液壓馬達供油方向的三位四通換向閥，并共同置配一個液壓栗和油箱，液壓栗的輸出分三路，其中兩路分別與兩個三位四通換向閥的進油口連接，另一路與溢流閥的進油口連接，溢流閥的出油口與油箱連接。5.根據權利要求1或2所述液壓馬達的同步控制系統，其特征在于，所述流量調節器為傳統液壓控制系統中的流量調節器或液壓馬達的排量調節器。
【文檔編號】F15B13/16GK105889162SQ201610252331
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月21日
【發明人】陳遠玲, 魏威, 盧煜海, 楊青松, 李先旺, 李文全, 鄧卓杰
【申請人】廣西大學