基于直线电机数控恒流柱塞泵设计

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1、·36·基于直线电机的数控恒流柱塞泵设计戴晓兰(硅湖职业技术学院，江苏昆山215332)摘要：本文创新设计了一种由直线电机驱动做直线位移运动的数控单双级恒流柱塞泵，介绍了其工作原理和技术特性，并把数控旋转通断阀应用在双级恒流柱塞组合泵中，便于动态智能控制，实现了数控调速。关键词：数控直线位移通断阀恒流柱塞泵中图分类号：TH39；TH38文献标识码：A文章编号：1002—6886(2011)06—0036—03TheDesignofNCConstantFluxPistonPumpBasedonaLinearMotorDAIXiaolallAbstract：D

2、esignsasingleandadouble—levelconstantpistonNCthatweredrovedbyalinearmotormakinglinear—displacementmovement，introducestheirworkingprincipleandtechnicalcharacteristics，tospin—ofvalveNCapplicationsintwo—stageconstantfluxcombinationofpistonpump，tocontroleasily，andtorealizethedigitalsp

3、eedcontro1．Keywords：NC；servomotor；displacementmovement；on—ofvalve；constantfluxpistonpump到终止命令时停止运动。1概述流量脉动率大始终是传统柱塞泵的致命缺陷，如传统的凸轮式径向柱塞泵，有人采用多只凸轮工作行程速度叠加为一常数的方法，得到了理论上的恒流输出柱塞泵，但柱塞数量的数量也至少要是4或8的倍数。本文设计的基于伺服电机驱动技术的柱塞式液压泵，仅用2只柱塞便能实现恒流输出，且因双向作用而避免了空行程，提高了液体输出效率。在实际的生产过程和其他运动控制过程中，被控对象本身

4、经常要做有限长度的直线位移运动⋯。下面介绍在做直线位移运动时的数控恒流柱塞泵单泵和联动恒流泵的工作原理，以便于分析理解。图1直线电机数控单泵工作原理2直线电机的数控单泵和联动恒流泵工作原理单泵的流量脉动比较大，采用数控联动的并联双泵，2．1直线电机的数控单泵工作原理则其流量：直线电机驱动的数控单泵工作原理如图1所示，采用q=IvIIAl+f2IA2=(Ilf+Iv2f)的是双边型直线电机，用于抵消直线电机初级与次级之因此，只要使2个泵中柱塞的运动速度Iv，t+Iv，I=C间的法向吸力；柱塞与直线电机的次级固定为一体。直线为常数，则双泵的流量曲线就会耦合成一

5、条直线，从而实电机根据指令可以按预定的轨迹运动。编定程序后，电机现恒流输出。系统即可按照指令在电磁推力的作用下开始运动。根据2．2直线电机的数控联动恒流泵工作原理驱动程序命令指令，柱塞与直线电机次级一起作往复直线直线电机的数控联动恒流泵工作原理如图2所示。运动。例如，首先让其向左进行直线运动，则单向阀2吸要使双泵联动能恒流输出，需要事先编定每个单泵的运动入液体，单向阀3向外排出压力液体，进入液压缸等执行速度曲线使其能耦合成定值输出。恒流泵工作流程如图装置。当次级到达一定位置时，便依据指令作反向直线运3所示。动，即向右运动，这时单向阀1吸人液体，而单向阀4向

6、外2．3速度流量分析排出压力液体至执行装置。如此依次往复循环，直至接受在程序设定曲线方面，假设为正弦波合成曲线，公式·37·Q总输m流量／_1图5正弦波流量曲线图图2直线电机驱动的数控联动恒流泵工作原理图由于采用数控驱动技术，可以设定第一个泵的柱塞运动速度波形，然后使第二个泵的柱塞运动速度波形与其耦合，从而实现恒流量输出。3直线电机的数控联动的双级恒流组合泵直线电机的数控联动的双级恒流组合泵装置主要是由直线位移电机、液压缸、数控旋转通断阀三部分组成。数控旋转通断阀如图6所示，也属于一种数控阀，结构由步进电机控制阀芯旋转，当测得控制压力信号达到或低于设定值时

7、，电机就带动阀芯旋转一定的角度接通，使阀打开；当测得控制压力信号未达到或高于设定值时，电机就带动阀芯旋转一定的角度断开，使阀闭合。直线电机次级直接与液压缸串联在一起，该装置有高、低压两级输出，液压缸中的活塞呈阶梯状结构，大直径部分为大腔活塞，小直径部分为小腔活塞。各单泵液压缸的进油口安装了图3恒流泵工作流程图单向阀1、2、3、4；11、12、13、14，排油口安装了单向阀5、6、7、如下：8；15、l6、17、18。各液压缸排出液体后至执行装置。在大=腔与油箱之间卸载安装有数控旋转通断阀9、10；19、20，一，Asintot(1)旦执行元件遇到负载，系统

8、压力便会升高，此时单向阀64=4￡[2詈卅(或8、16、18)会自