楊國曉（大連譽(yù)洋工業(yè)智能有限公司,遼寧 大連116000）

蓄能器配重與三通減壓閥配重對系統(tǒng)增益影響的差別

楊國曉
（大連譽(yù)洋工業(yè)智能有限公司,遼寧 大連116000）

因?yàn)樾钅芷髋渲嘏c三通減壓閥配重對工作系統(tǒng)壓力產(chǎn)生的波動曲線不同，所以對應(yīng)機(jī)床的剛性也不同，從而導(dǎo)致允許設(shè)定的系統(tǒng)增益也不同。

系統(tǒng)增益;蓄能器;三通減壓閥;配重

數(shù)控機(jī)床的最大特點(diǎn)就是把人為來控制的加工精度，靠操作系統(tǒng)來控制。數(shù)控機(jī)床的整體性能好不好？精度好不好？穩(wěn)定性好不好？震動大不大？很大程度上取決于機(jī)床允許設(shè)定的系統(tǒng)增益值的大小。最佳地調(diào)整位置增益將有助于提高控制性能和外力干擾抑制性能。對于數(shù)控立式車床來說，除機(jī)床本身的零部件剛性以外，影響機(jī)床增益最大的應(yīng)該就是平衡油缸的隨動性能。

目前，數(shù)控立式車床的液壓配重的形式主要有兩種：一種是蓄能器配重，另一種是三通減壓閥配重。

1 蓄能器配重與三通減壓閥配重各自的優(yōu)缺點(diǎn)

蓄能器配重的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行相對平穩(wěn)，不會增加額外的振動源，缺點(diǎn)是占用的空間太大、造價(jià)也高。蓄能器配重，工作液壓壓力的波動曲線類似正弦曲線是比較平滑的。

而三通減壓閥配重缺點(diǎn)是閥的開啟和關(guān)閉都會產(chǎn)生一定的震動，因?yàn)橹挥挟a(chǎn)生了壓差才會促使閥芯移動。優(yōu)點(diǎn)是占用空間小，造價(jià)低些。三通減壓閥配重，工作液壓壓力的波動曲線類似方波。

三通減壓閥通道A內(nèi)的壓力與流量的特性曲線，如圖1所示。

由上表可以看出三通減壓閥的開啟是需要有一定的壓差才能開啟的，壓差的大小與流量有直接的關(guān)系。特別是在從三通減壓閥往外卸荷時(shí)，需要的壓差要大些。這樣三通減壓閥的動作過程就不是個(gè)平滑的曲線，而是有壓力跳動的過程，這種過程對于伺服電機(jī)來說是很不好的情況，通常在這種情況都需要用蓄能器來補(bǔ)充這個(gè)壓差的跳動，以彌補(bǔ)這個(gè)壓差跳動對伺服電機(jī)的沖擊。

由此可知，蓄能器配重的隨動性更好，隨動性越好機(jī)床的整體剛性就越好。所以很明顯蓄能器配重要比三通減壓閥配重對機(jī)床的整體剛性更好，允許設(shè)定的系統(tǒng)增益越高。

對于伺服電機(jī)來說沖擊力比大負(fù)載對伺服電機(jī)的損傷更大，對伺服電機(jī)的壽命影響極大，因此在使用伺服電機(jī)時(shí)，盡量通過其他方式規(guī)避負(fù)載對伺服的沖擊。

2 通過實(shí)例說明蓄能器配重比三通減壓閥配重對機(jī)床剛性更好，允許的系統(tǒng)增益越高。

圖1

以VT-40MH數(shù)控立式車削中心為例，平衡油缸應(yīng)平衡的重量為2.2噸，平衡油缸的內(nèi)徑為φ80，拉桿直徑為φ45，工作壓力為5.89MP。

經(jīng)過試驗(yàn)，用32L的蓄能器配重，以Rexroth系統(tǒng)為例，系統(tǒng)增益允許調(diào)整到16（1/S）。

用Rexroth 3DR16三通減壓閥配重時(shí)，系統(tǒng)增益允許調(diào)整到10（1/ S），再大就開始因電機(jī)振動過大報(bào)警。一般情況，Rexroth系統(tǒng)允許增益的調(diào)整范圍是12-20（1/S）。

由以上內(nèi)容可知，蓄能器配重比單獨(dú)的三通減壓閥配重更有利于調(diào)高系統(tǒng)同的影響。后來為了權(quán)衡兩者的利弊，我們在三通減壓閥的液壓系統(tǒng)上增加了個(gè)小蓄能器，使波動的壓力得到了一定的緩沖，系統(tǒng)增益便可以設(shè)定在14（1/S）。增益值。不過從更實(shí)用的角度來看，用三通減壓閥配緩沖波動的小蓄能器配重更具有實(shí)用意義。

[1]Rexroth系統(tǒng)電機(jī)參數(shù)說明書,2002年版.

[2]金屬切削機(jī)床,戴曙,機(jī)械工業(yè)出版社. [3]機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì),趙松年、張齊鵬,機(jī)械工業(yè)出版社.

[4]Rexroth重工業(yè)液壓元件樣本,2006年版.