比例閥控液壓缸制動的調整

1．比例閻控液壓缸系統

比例閥控液壓缸系統是比例控制技術的一個重要組成部分，圖31所示是一個典型比例閥控液壓缸系統的框圖。

在系統中主要由電氣放大板、比例閥和液壓缸所組成，電氣放大板上采用時間斜坡函數控制缸終端距離。

2．液壓缸的制動距離與行程

在比例閥控液壓缸系統中，液壓缸以速度V₀運動，當液壓缸運動到終端開關E位置時，延設定的時間斜坡函數速度從V₀切換至0，由此得到制動距離ES(見圖32)。

如果為適應生產工藝的要求，而把液壓缸速度增大到V₂或減小到V₁，則在設定的斜坡函數時，從圖32中知制動距離就發生了變化。

在圖32中，E為終端開關位置，S_n為液壓缸在速度變化下運動的相對制動終端位置，ES為液壓缸相對應的制動距離。其中，△S₂=S₂-S₀和△S₁=S₀-S₁，分別是液壓缸以速度V₂和V₁相對于液壓缸以設定的V₀速度時的行程差值，即制動距離的差值。

由此得出：在比例閥控液壓缸系統中，在斜坡函數設定的情況下，隨著液壓缸運動速度的變化，則制動距離隨之變化。

3．影響液壓缸制動的因素

(1)固有因素。

1)比例閥的階躍響應時間。對比例閥為階躍電信號時，閥心從一個位置運動到另一個位置，就有比例閥的階躍響應時間。比例閥通徑越大，其轉換時間越長。比例閥的這個階躍響應時間將使制動距離增大。

2)電信號死區時間。從終端位置開關發出信號到放大板設定值輸入為止，有一個處理過程，約幾十毫秒級的死區時間。這個死區時間將使液壓缸的制動距離增大。

3)比例閥控制閥口壓差△p的變化。在負載一定的液壓系統中，主要油溫的變化，油溫越高，閥口壓差△p越大，則液壓缸運動速度越大，制動距離就越大。

(2)可調整因素。

1)斜坡時間。以圖33來說明斜坡時間函數對制動距離的影響。通過分別調整斜坡函數電位器，獲得兩個斜坡時間Δt_i=t₁-t₀和Δt₂=t₂-t₀，其制動距離的差值為三角形ΔEt₁t₂的面積。為了覆蓋比例閥本身的轉換時間（階躍響應時間），斜坡時間不能太短。為充分利用比例閥斜坡時間這個優點，必須遵循如下原則：最小斜坡時間大于2倍比例閥本身的轉換時間。

2)終端開關位置。如圖34所示，把終端開關位置從Eo移至日，如果斜坡不變，則兩種情況下雖然制動距離E₀S₀=E₁S₁，但液壓缸行程在理論上增加了S₀、S₁，將造成過行程現象。

4．液壓缸制動距離的調整

(1)斜坡時間調整。由于控制比例閥的放大板各不相同，有單一斜坡(如VT3000)和多個斜坡(如VT3006)。

1)單一斜坡函數。在單一斜坡函數中，起動與制動相同，調整斜坡函數需兼顧兩頭。在圖32中，為使液壓缸在三種不同運動速度下達到相同點S₀，經調整斜坡函數后，其運動曲線如圖35所示。

2)多個斜坡函數。在多個斜坡函數中，制動斜坡的調整不影響起動斜坡。在圖32中，為使液壓缸在三種不同運動速度下到達相同點S₀，經調整制動斜坡函數后，其運動曲線如圖36所示。

(2)終端開關的設置與調整。

1)終端開關調整。為了使液壓缸不同的運動速度下到達相同位置點，可調整終端開關位置，得到如圖37所示運動曲線圖。

2)設置兩個終端開關。為了使液壓缸在不同速度下到達同一停止點，可設置兩個終端開關位置E₁和E₂，使液壓缸在較低的速度下進行制動。圖37所示過程的運動曲線在較低速度下進行制動，液壓缸的位置停留精度相當好，而且在大多數系統中采用這種方法。

(3)兩者結合。影響液壓缸制動的因素是多方面，為了達到液壓缸制動的最佳化，不能把斜坡時間與終端開關孤立起來，在現場應用中，應針對具體系統把兩者有機地結合起來。