梁沙平

（山西煤炭進出口集團左云韓家洼煤業(yè)有限公司， 山西 大同 037100）

引言

液壓控制技術已經被廣泛應用于各種工程機械領域，液壓同步控制回路是液壓控制技術的重要組成部分。同樣，液壓同步控制技術也已經被廣泛應用于工業(yè)生產、各類機械等諸多行業(yè)中。韓家洼煤業(yè)輔助運輸系統(tǒng)中，有軌運輸與無軌運輸快速轉換平臺采用升降平臺來實現(xiàn)，平臺負載體積大，頂升質量重，采用單一執(zhí)行元件無法驅動負載，需要同步控制多個執(zhí)行元件來驅動負載，對同步性要求比較高。由于液壓組件、液路阻力等不同，采用普通的閥件、油路，會造成流入各個油缸的流量不同，又因平臺負載不均勻，導致各油缸所承受的載荷不同，承受載荷輕的運動速度快，承受載荷重的運動速度慢，進一步導致平臺升降不同步。輕者會使油缸密封圈損壞，活塞桿變形卡死，重者會使平臺側傾負載滑落，造成安全事故。液壓同步控制回路可以實現(xiàn)多個油缸升降的同步性，液壓同步控制回路各有優(yōu)缺點，需要根據本平臺具體工況要求選取合適的同步回路。

1 幾種常見的液壓同步回路的原理及優(yōu)缺點

常見的液壓同步回路主要有機械連接式同步回路，單項節(jié)流閥液壓同步回路，分流集流閥同步回路，同步液壓馬達同步回路，比例同步回路等。

1.1 機械連接式同步回路

機械連接式同步回路是通過構件的剛性連接或者焊接將兩個或者兩個以上的執(zhí)行元件連接成一個整體，從而實現(xiàn)各執(zhí)行元件的同步控制。該同步回路系統(tǒng)簡單，所需液壓元件較少，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。但對負載載荷的均勻分布要求高，當執(zhí)行元件分擔的負載偏差大，就會因各執(zhí)行元件位移量不同導致阻力增大，剛性連接變形卡死。因此，該同步控制回路適用于同步精度要求不高，負載分布均勻的工況。快速轉換平臺主要是實現(xiàn)膠輪車快速轉場，膠輪車的負載會不斷變化，負載分布也在變化，而且四根油缸間距較大，剛性連接不可靠，無法實現(xiàn)同步控制。

1.2 單向節(jié)流閥液壓同步回路

單向節(jié)流閥同步回路是通過調節(jié)節(jié)流閥的過流截面積來控制進入各執(zhí)行元件的流量，從而控制各執(zhí)行元件同速輸出，來實現(xiàn)同步控制各執(zhí)行元件。該同步控制回路結構簡單，投入成本少，能夠實現(xiàn)多個執(zhí)行元件的同步。但該同步控制回路受自身性能的影響，溫度的波動和節(jié)流閥性能都會影響同步效果，同步性能不穩(wěn)定，同步精度較低，而且受誤差累積的影響，需要對節(jié)流閥進行調整，自動化程度低?？焖俎D換平臺作業(yè)工況要求同步精度相對較高，而且頻繁調整節(jié)流閥提高了對操作人員的要求，操作不當會出現(xiàn)安全事故，存在安全隱患。

1.3 分流集流閥同步回路

分流集流閥同步回路通過分流集流閥來實現(xiàn)同步。分流集流閥具有負載壓力反饋功能，通過進出口壓力差推動閥芯左右移動，從而調節(jié)可變節(jié)流口大小，通過固定節(jié)流口的流量相等，從而實現(xiàn)各執(zhí)行元件的同步控制。該同步控制回路不受分流時出口壓力的變化影響，也不受集流時進口壓力變化的影響，既能承受偏載，又能實現(xiàn)執(zhí)行元件伸縮行程的雙向同步控制，而且同步精度較高，同步誤差在1%～3%。與液壓馬達同步回路相比，分流集流閥同步回路系統(tǒng)簡單，分流集流閥價格便宜，而且具有自動調節(jié)功能，適合于負載存在變化的工況。所以分流集流閥同步回路更適用于快速轉換平臺。

1.4 同步液壓馬達同步回路

同步液壓馬達同步回路采用同軸且排量相同的兩個液壓馬達提供相等流量的液壓流，從而實現(xiàn)兩個或者多個執(zhí)行元件同步控制。通常采用齒輪同步馬達和柱塞式同步馬達。相較齒輪同步馬達，柱塞式同步馬達同步精度高，而且受負載影響小，但一次性投入高。

1.5 比例同步回路

比例同步回路比前幾種回路的精度都要高，但比例同步回路的精度受到系統(tǒng)內電氣控制系統(tǒng)的制約，回路精度越高，對電氣控制系統(tǒng)的要求越高。該同步回路設計要求高，對油缸等執(zhí)行元件也有要求[1]。

2 有軌運輸與無軌運輸快速轉換平臺同步控制方案

2.1 工作原理

根據有軌運輸與無軌運輸快速轉換平臺實際工作工況，選用分流集流閥同步控制回路同步控制四個油缸來實現(xiàn)。如圖1 所示。定量液壓泵為整個液壓系統(tǒng)提供動力，溢流閥防止系統(tǒng)過載，三位四通換向閥在主回路中同時控制四條液壓支路的進出油方向，以確保液壓缸活塞桿的伸出與收縮，分流集流閥調節(jié)進出四個油缸的液壓油流量，使四個油缸保持位移同步。液控單向閥可以實現(xiàn)平臺作業(yè)過程中間停止，避免突發(fā)事故。

2.2 試驗效果

按照設計要求，計算選取液壓泵、各閥組元件、管路及執(zhí)行元件，并按同步回路要求連接起來進行試驗。為提高平臺同步精度，進出分流集流閥的管路選用直徑相同的油管，而且對稱的管路長度相等，同時控制彎曲半徑相等。包括油缸回油管路也要選用直徑、長度一樣的油管，并保持彎曲半徑相等。

試驗證明，采用分流集流閥同步控制回路，在空載和重載及偏載的情況下，同步精度都能滿足平臺工況要求，工業(yè)試驗如圖2 所示。

3 結論

根據有軌運輸與無軌運輸快速轉換平臺工況要求可知，平臺同步控制是其關鍵技術。對比幾種同步控制回路，分流集流閥同步控制回路同步精度高于機械連接式同步回路和單向節(jié)流閥液壓同步回路，同時比同步液壓馬達同步回路和比例同步回路更經濟適用，理論和實踐證明，分流集流閥同步控制回路解決了快速轉換平臺工況同步升降問題，是一項具有推廣意義的技術。

圖1 四缸同步控制液壓回路

圖2 快速轉換平臺工業(yè)試驗