液压系统同步回路的设计

　　1 前 言

　　在液压系统设计中，要求执行机构动作同步的情况较多，设计人员通常采用节流调速、串联液压缸、分流阀及同步马达等一系列方案来实现。以下介绍一些常用的同步回路设计方法，并说明其优缺点，以便设计人员合理地选择同步回路。

　　2 同步回路的设计

　　2.1 液压缸刚性联接同步回路

　　图 1 中回路由 2 个液压缸和刚性梁组成，通过刚性梁联接实现两缸同步，图 2 中回路由两执行液压缸、齿轮齿条缸组成，通过齿轮齿条将两缸联接在一起，从而实现同步。两液压回路液压缸的同步都是靠机械结构来保证的，这种回路特点是同步性能较可靠，但液压缸的受力有差别时硬性的机械作用力可能对液压缸有所损伤，同时对机械联接的强度要求有所增加。在实际应用上，如我公司生产的6 000 t 堆取料机，其中的大臂俯仰液压缸就是采用机械刚性联接实现同步的，满足了液压缸同步的要求。

　　2.2 串联液压缸同步回路

　　图 3 回路由泵、溢流阀、换向阀、两串联缸组成，要求实现两串联缸同步。串联液压缸必须使用双侧带活塞杆的液压缸，或者串联的两油腔的有效作用面积相等。但是，这种结构往往由于制造上的误差、内部泄露及混入空气等原因而影响其同步性。对于负载一定时，需要的油路压力要增加，其增加的倍数为其所串联的液压缸数。为了补偿因为泄露造成的液压缸不同步问题，在设计同步回路时可以采用带补油装置的同步回路，见图 4。

　　图 4 中回路较图 3 增加了液压锁和控制液压锁打开的换向阀，这条油路的增加可使两串联缸更好地实现同步。同样，缸 1 的有杆腔 A 和缸 2 的无杆腔 B 的受力面积相同。在工作状态，活塞杆伸出的情况下，如果缸 1 先伸出到底部，限位开关的作用使电磁换向阀得电，压力油进入 B 腔补入一部分油液，使缸 2 完成全部行程；如果缸 2 先伸出到底部，限位开关的作用使电磁阀得电，液控单向阀打开，使A 腔放出部分油液，使缸 1 完成全部行程。

　　2.3 采用节流阀的同步回路

　　用节流阀来控制液压缸的同步，其结构比较简单，造价低廉，且同步效果较好，见图 5～图 8。

　　采用节流阀的同步回路分为进油节流回路（见图 5）、回油节流回路（见图 6）、单侧进回油节流回路（见图 7）和双向出油节流（见图 7）。图 7 的回路液压缸伸出和缩回均进行出油节流，调整节流阀可以实现两缸同时前进和后退。

　　由于载荷、泄漏与阻力的不同会影响其同步性，节流阀调速的同步精度一般低于 4%~5%。