一种超高精度压力控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超高精度压力控制装置，包括油箱、动力单元、压力调节单元以及检测与反馈单元，动力单元包括相互连接的液压泵和电动机，压力调节单元包括比例伺服阀、节流阀和先导式溢流阀，检测与反馈单元包括压力传感器和闭环控制器。单向阀的出油口、节流阀的进油口及先导式溢流阀的进油口相互连通，比例伺服阀的P口、节流阀的进油口、节流阀的出油口和压力传感器的检测端口相互连通，闭环控制器分别与压力传感器的信号输出端口、比例伺服阀连接，液压泵的吸油口、先导式溢流阀的出油口、节流阀的出油口、比例伺服阀B口和T口同时与油箱连通，比例伺服阀的A口堵住。本发明专利技术实现系统压力在1000kPa内，压力波动小于0.5kPa的超高精度压力控制的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种超高精度压力控制装置
本专利技术属于液压传动
，特别涉及一种液压静压轴承的超高精度压力控制装置。
技术介绍
伴随着工业化的进程，液压传动技术的应用领域正在不断地扩大，并且对液压技术的要求越来越高，液压静压支撑轴承是超精密机床的核心元件，液压系统供给压力的微小波动会直接影响机床的加工精度，需要至少将液压系统的供给压力波动控制在0.5KPa以内，该压力波动精度为供给压力的万分之五，经文献检索和市场调研并没有这种控制精度的技术方案和成熟产品。现有的液压压力控制技术主要有以下两种：1、采用先导式溢流阀调节系统的压力。当采用先导式溢流阀调节系统压力时，先导式溢流阀调节的是系统总压力，它的调定压力必须大于执行元件的最大工作压力和管路上各种压力损失之和，所以无法精确调节系统的输出压力；再者，先导式溢流阀调定系统压力时，受系统流量脉动的影响较大，有时在调压时会形成压力超调现象。2、采用变量泵调节系统的压力。首先，变量泵只能调节泵出口的压力，液压油在供给执行机构前，还要经过管路、液压阀、过滤器等元件，在通过这些元件时都存在压力损失，这些压力损失必定会对液压泵的调节精度造成影响；再者，相对来说，变量泵的价格也较高，增加了设备成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有液压技术压力控制精度的不足，提供一种系统压力在1000kPa内，控制精度小于0.5KPa的超高精度压力控制装置，其长时间的控制精度曲线如图1所示，达到了90%以上测试点优于0.5KPa的设计精度指标。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术手段是：本专利技术压力控制装置包括油箱、动力单元、压力调节单元以及检测与反馈单元，所述动力单元包括相互连接的液压泵和电动机，所述压力调节单元包括比例伺服阀、节流阀和先导式溢流阀，所述检测与反馈单元包括压力传感器和闭环控制器，所述单向阀的出油口、节流阀的进油口及先导式溢流阀的进油口相互连通，所述比例伺服阀的P口、节流阀的进油口、节流阀的出油口和压力传感器的检测端口相互连通，所述闭环控制器分别与压力传感器的信号输出端口、比例伺服阀连接，液压泵的吸油口、先导式溢流阀的出油口、节流阀的出油口、比例伺服阀的B口和T口同时与所述油箱连通，比例伺服阀的A口堵住。进一步地，本专利技术还包括单向阀，所述单向阀的进油口与所述液压泵的出油口连通，所述单向阀的出油口同时与先导式溢流阀进油口、节流阀的进油口连通。。进一步地，本专利技术还包括节流阀，所述节流阀的进油口同时与单向阀的出油口、先导式溢流阀的进油口连通，所述节流阀的出油口同时与比例伺服阀的P口、节流阀的进油口、压力传感器的检测端口和蓄能器连通。进一步地，本专利技术还包括先导式溢流阀，所述先导式溢流阀进油口同时与单向阀出油口、节流阀进油口连通，所述先导式溢流阀出油口与油箱连通。进一步地，本专利技术还包括先导式溢流阀、节流阀和单向阀，所述单向阀的进油口与所述液压泵的出油口连通，所述先导式溢流阀的进油口、单向阀出油口、节流阀进油口相互连通，所述节流阀出口与比例伺服阀的P口、节流阀的进油口和压力传感器的检测端口连通，所述先导式溢流阀的出油口与所述油箱连通。进一步地，本专利技术还包括蓄能器，所述蓄能器同时与比例伺服阀的P口、节流阀的进油口、压力传感器的检测端口和节流阀的出油口连通。进一步地，本专利技术还包括节流阀，所述节流阀进油口同时与比例伺服阀的P口、节流阀的出油口和压力传感器的检测端口连通，所述节流阀的出油口与油箱连通。进一步地，本专利技术还包括比例伺服阀，所述比例伺服阀的P口同时与节流阀的进油口、节流阀的出油口、蓄能器和压力传感器的检测端口连通，所述比例伺服阀的B口和T口与油箱连通，所述比例伺服阀的A口堵死。。进一步地，本专利技术还包括比例伺服阀、节流阀和蓄能器，所述比例伺服阀的P口、节流阀的进油口、蓄能器相互连通，所述节流阀的出油口与油箱连通，所述比例伺服阀的B口和T口与油箱连通，所述比例伺服阀的A口堵死。与现有液压压力控制技术相比，本专利技术的有益效果是：1、螺杆泵具有流量连续的特点，伺服电动机具有转速波动小的特点，让它们组合在一起，尽量消除其他液压泵因为流量不连续带入的压力波动和一般电动机速度脉动引起的液压泵输出压力的波动；2、在小流量液压系统压力控制中，选用先导式溢流阀调压（一般采用直动式先导式溢流阀调压），利用先导式溢流阀的频响低的特性，同时在液压泵的出口安装节流阀，利用节流口动态阻尼的作用，在小流量液压系统压力控制中，通过先导式溢流阀和节流阀的组合，消除液压泵出口压力的高频脉动部分，再结合上述有益效果1，使其只存在长期的压力漂移（低频脉动）；3、比例伺服阀、压力传感器、闭环控制器组成压力闭环控制系统，消除液压系统输出压力的低频脉动，同时将比例伺服阀与节流阀并联，通过调节节流阀开口大小来调整比例伺服阀的静态工作点，使其工作在线性区间，这样即使输出压力有长期漂移，比例伺服阀还是工作在其线性区域，保证压力闭环控制系统完全能消除输出压力长期波动；4、如果只有有益效果1和2，那么液压系统输出压力会有长期波动，通过实际实施，长期波动大概在150kPa左右，如果只有有益效果3，那么液压系统输出压力的高频脉动无法消除，通过实际实施，高频脉动大概在2.5kPa，只有同时采用有益效果1、2和3，才能保证输出压力波动小于0.5kPa；综上，本专利技术采用以上措施后的有益效果是：明显地改善了现有液压技术控制压力精度不到的缺点，实现了系统压力控制精度小于0.5kPa的超高精度控制要求。附图说明图1是输出压力测试曲线图；图2是本专利技术的液压原理图。图中：1、油箱，2、伺服电机，3、螺杆泵，4、单向阀，5、节流阀，6、球阀，7、皮囊式蓄能器，8、压力传感器，9、先导式溢流阀，10、节流阀，11、比例伺服阀，12、闭环控制器。具体实施方式以下结合图2对本专利技术做进一步的介绍。如图2所示，本专利技术压力控制装置包括油箱、动力单元、压力调节单元以及检测与反馈单元，动力单元包括相互连接的螺杆泵3和伺服电机2；压力调节单元包括比例伺服阀11和节流阀10；检测与反馈单元包括压力传感器8和闭环控制器12。单向阀4的出油口、节流阀5的进油口、先导式溢流阀9的进油口相互连通。比例伺服阀11的P口、节流阀10的进油口、节流阀5的出油口和压力传感器8的检测端口相互连通。闭环控制器12分别与压力传感器8的信号输出端口、比例伺服阀11连接。螺杆泵3的吸油口、节流阀10的出油口、伺服比例阀11的B口和T口、先导式溢流阀的出油口同时与油箱1连通，伺服比例阀11的A口堵住。作为优选实施方式，本专利技术还可在螺杆泵3的出油口处连接一个单向阀4（如图2所示），用来防止压力油倒流，对螺杆泵3造成损伤。本专利技术可将皮囊式蓄能器7通过球阀6同时与比例伺服阀11的P口、节流阀10的进油口、压力传感器8的检测端口和节流阀5的出油口连通，皮囊式蓄能器7在压力调节过程中有储能和吸收压力脉动的辅助调压作用。在制造本专利技术装置时，可将压力传感器8、先导式溢流阀9、节流阀5、节流阀10和比例伺服阀11集成在一个液压阀块上，使得本专利技术装置整体结构紧凑。在本专利技术中，动力单元中的电动机可选用伺服电机2，液压泵可选用螺杆泵3。伺服电机2和螺杆泵3作为液压系统的动力源，分别解决了电动机转速波动与液压泵排量脉动引起的泵源压力高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高精度压力控制装置，其特征是：包括油箱、动力单元、压力调节单元以及检测与反馈单元，所述动力单元包括相互连接的液压泵和电动机，所述压力调节单元包括比例伺服阀、节流阀和先导式溢流阀，所述检测与反馈单元包括压力传感器和闭环控制器，所述单向阀的出油口、节流阀的进油口及先导式溢流阀的进油口相互连通，所述比例伺服阀的P口、节流阀的进油口、节流阀的出油口和压力传感器的检测端口相互连通，所述闭环控制器分别与压力传感器的信号输出端口、比例伺服阀连接，液压泵的吸油口、先导式溢流阀的出油口、节流阀的出油口、比例伺服阀的B口和T口同时与所述油箱连通，比例伺服阀的A口堵住。

【技术特征摘要】
1.一种超高精度压力控制装置，其特征是：包括油箱、动力单元、压力调节单元以及检测与反馈单元，所述动力单元包括相互连接的液压泵和电动机，所述压力调节单元包括比例伺服阀、节流阀和先导式溢流阀，所述检测与反馈单元包括压力传感器和闭环控制器，所述单向阀的出油口、节流阀的进油口及先导式溢流阀的进油口相互连通，所述比例伺服阀的P口、节流阀的进油口、节流阀的出油口和压力传感器的检测端口相互连通，所述闭环控制器分别与压力传感器的信号输出端口、比例伺服阀连接，液压泵的吸油口、先导式溢流阀的出油口、节流阀的出油口、比例伺服阀的B口和T口同时与所述油箱连通，比例伺服阀的A口堵住。2.根据权利要求1所述的一种超高精度压力控制装置，其特征是：单向阀的进油口与所述液压泵的出油口连通，所述单向阀的出油口同时与先导式溢流阀进油口、节流阀的进油口连通。3.根据权利要求1所述的一种超高精度压力控制装置，其特征是：节流阀的进油口同时与单向阀的出油口、先导式溢流阀的进油口连通，所述节流阀的出油口同时与比例伺服阀的P口、节流阀的进油口、压力传感器的检测端口连通，节流阀的出油口还连接有蓄能器。4.根据权利要求1所述的一种超高精度压力控制装置，其特征是：先导式溢流阀进油口同时与单向阀出油口、节流阀进油口连...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊熙程，
申请(专利权)人：杭州励贝电液科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33