蓄能器配重與三通減壓閥配重對系統增益影響的差別

楊國曉（大連譽洋工業智能有限公司,遼寧 大連116000）

蓄能器配重與三通減壓閥配重對系統增益影響的差別

楊國曉
（大連譽洋工業智能有限公司,遼寧 大連116000）

因為蓄能器配重與三通減壓閥配重對工作系統壓力產生的波動曲線不同，所以對應機床的剛性也不同，從而導致允許設定的系統增益也不同。

系統增益;蓄能器;三通減壓閥;配重

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

目前，數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缺點

蓄能器配重的優點是運行相對平穩，不會增加額外的振動源，缺點是占用的空間太大、造價也高。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是閥的開啟和關閉都會產生一定的震動，因為只有產生了壓差才會促使閥芯移動。優點是占用空間小，造價低些。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系。特別是在從三通減壓閥往外卸荷時，需要的壓差要大些。這樣三通減壓閥的動作過程就不是個平滑的曲線，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充這個壓差的跳動，以彌補這個壓差跳動對伺服電機的沖擊。

由此可知，蓄能器配重的隨動性更好，隨動性越好機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床的整體剛性更好，允許設定的系統增益越高。

對于伺服電機來說沖擊力比大負載對伺服電機的損傷更大，對伺服電機的壽命影響極大，因此在使用伺服電機時，盡量通過其他方式規避負載對伺服的沖擊。

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

圖1

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

經過試驗，用32L的蓄能器配重，以Rexroth系統為例，系統增益允許調整到16（1/S）。

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

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

[1]Rexroth系統電機參數說明書,2002年版.

[2]金屬切削機床,戴曙,機械工業出版社. [3]機電一體化機械系統設計,趙松年、張齊鵬,機械工業出版社.

[4]Rexroth重工業液壓元件樣本,2006年版.