液壓同步多馬達(dá)與傳統(tǒng)同步馬達(dá)的對(duì)比分析

聞德生， 甄新帥， 陳 帆， 姜 鳳， 商旭東

(河北省重型機(jī)械流體動(dòng)力傳輸與控制實(shí)驗(yàn)室(燕山大學(xué))， 河北 秦皇島 066004)

?

液壓同步多馬達(dá)與傳統(tǒng)同步馬達(dá)的對(duì)比分析

聞德生， 甄新帥， 陳 帆， 姜 鳳， 商旭東

(河北省重型機(jī)械流體動(dòng)力傳輸與控制實(shí)驗(yàn)室(燕山大學(xué))， 河北 秦皇島 066004)

為研究新型液壓同步多馬達(dá)(簡(jiǎn)稱液壓多馬達(dá))的同步特點(diǎn)，并分析其同步性能，把液壓多馬達(dá)用作同步馬達(dá)應(yīng)用在同步回路中，設(shè)計(jì)液壓多馬達(dá)的同步回路；對(duì)新型多馬達(dá)同步回路和傳統(tǒng)同步馬達(dá)同步回路所實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行對(duì)比分析，并通過(guò)液壓多馬達(dá)的自身結(jié)構(gòu)來(lái)研究影響其容積效率的因素；利用已加工出的液壓多馬達(dá)樣機(jī)，組成三液壓缸同步液壓系統(tǒng)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證液壓多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)多缸同步回路的同步性能.理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：新型液壓多馬達(dá)同步回路能夠完全實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)同步馬達(dá)同步回路的功能，并且馬達(dá)使用數(shù)量少，能夠?qū)崿F(xiàn)不同缸徑液壓缸同步，同步精度高 (1.0%～1.7%).

流體傳動(dòng)與控制；液壓同步回路；同步馬達(dá)；同步多馬達(dá)；容積效率；同步精度

液壓傳動(dòng)以其單位質(zhì)量輸出功率大、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、開采、裝備制造、水利建筑等領(lǐng)域，已經(jīng)成為推動(dòng)我國(guó)發(fā)展的重要基礎(chǔ)技術(shù)力量之一.液壓同步系統(tǒng)是液壓系統(tǒng)之一，是具有液壓同步運(yùn)動(dòng)機(jī)器設(shè)備的心臟，同步系統(tǒng)的優(yōu)劣直接決定著該設(shè)備是否具有應(yīng)有的功能及優(yōu)良的技術(shù)性能.液壓同步系統(tǒng)按液體被控制方式可分為流量控制和容積控制兩種.流量控制同步系統(tǒng)(例如節(jié)流閥、調(diào)速閥、同步閥系統(tǒng))具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但由于其存在節(jié)流功率損失,易受負(fù)載影響，只適合用在功率小且負(fù)載較均勻的場(chǎng)合；容積控制同步系統(tǒng)是利用封閉容積變化通過(guò)管道等組件向尺寸精度、結(jié)構(gòu)相同的數(shù)個(gè)執(zhí)行器(液壓缸或液壓馬達(dá))輸入等體積的液體(若執(zhí)行器不同就按比例輸入液體體積),使其產(chǎn)生同步運(yùn)動(dòng).相比于流量控制，容積控制具有同步精度高(同步精度可高于1%),效率高(沒(méi)有節(jié)流和溢流損失),允許同步執(zhí)行器有較大偏載等優(yōu)點(diǎn); 但該系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜,同步元件加工精度高和價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)[1-5].在容積控制同步回路中，串聯(lián)液壓缸和同步缸等組成的同步回路只適合中小功率和中小負(fù)載系統(tǒng)，在大功率系統(tǒng)中尤其是在多缸同步系統(tǒng)(3缸和3缸以上)中一般選用同步馬達(dá)控制液壓同步回路[6-10].

新型多馬達(dá)是燕山大學(xué)聞德生教授研究的一種新型液壓元件，是在一個(gè)馬達(dá)中具有多個(gè)排量成一定比例的內(nèi)馬達(dá)和外馬達(dá)，具有多個(gè)輸入和輸出油口，有關(guān)多馬達(dá)的詳細(xì)介紹請(qǐng)參考文獻(xiàn)[11-15].本文在傳統(tǒng)同步馬達(dá)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的新型多馬達(dá)理論，研究了新型多馬達(dá)用作同步馬達(dá)組成同步系統(tǒng)來(lái)控制多缸同步的理論.為新型液壓元件應(yīng)用區(qū)域的擴(kuò)展奠定了理論基礎(chǔ).

1 傳統(tǒng)同步馬達(dá)回路的分析

將結(jié)構(gòu)形式、尺寸、精度、尤其是排量相同、容積效率較高且相等的馬達(dá)兩個(gè)或兩個(gè)以上連接,控制液壓執(zhí)行器如液壓缸的同步運(yùn)行，這樣的馬達(dá)為同步馬達(dá).圖1是典型的采用同步馬達(dá)的雙缸同步系統(tǒng)，本回路用兩個(gè)同軸驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)將兩等量的液壓油輸入有效作用面積相同的缸1與缸2中，使其實(shí)現(xiàn)雙向同步.本回路可用于重負(fù)荷，大容量的大功率系統(tǒng).其中的單向閥和溢流閥組成的安全補(bǔ)油回路可在行程終點(diǎn)消除位置誤差，調(diào)速閥可以實(shí)現(xiàn)同步回路的無(wú)級(jí)調(diào)速.

圖1 同步馬達(dá)雙缸同步回路

該類型的同步回路精度受多種因素影響，其中最重要的影響因素是同步馬達(dá)的分流精度.以雙缸同步為例，設(shè)馬達(dá)入口流量為Q，理論上完全等分流量Q1=Q2=Q3，實(shí)際上，各流量之間均有差異，而最大流量為Qmax，最小流量為Qmin，則同步馬達(dá)的同步精度δ為

δ=(Qmax-Qmin)/Qth×100%，

(1)

Qth=Q1=Q2=0.5Q.

(2)

式中：Qmax為實(shí)際上最大流量，Qmin為實(shí)際上最小分流，Qth理論上分流流量.

常見的同步馬達(dá)有齒輪式同步馬達(dá)和柱塞式同步馬達(dá)，在一般精度情況下，采用齒輪式同步馬達(dá)，其同步精度為1.5%～2.5%，優(yōu)點(diǎn)是體積小，質(zhì)量輕,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，對(duì)油液污染不敏感，耐沖擊，慣性小，成本低；缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)時(shí)有脈動(dòng)現(xiàn)象，低速穩(wěn)定性差，容積效率不高，分口流量均勻性差.當(dāng)同步精度、壓力要求很高時(shí)，則選用柱塞式液壓同步馬達(dá)，同步精度可達(dá)0.4%～0.9%，優(yōu)點(diǎn)是流量脈動(dòng)小，速度廣，但加工精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴.

由以上分析可知，齒輪同步馬達(dá)雖然成本低，但容積效率差，不適合用在高壓和高精度同步系統(tǒng)中；柱塞同步馬達(dá)雖然精度高，但價(jià)格昂貴，尤其是在多缸同步時(shí)，需要馬達(dá)數(shù)量多，成本高.

2 新型同步多馬達(dá)回路的分析

2.1 單個(gè)多馬達(dá)的同步系統(tǒng)研究

圖2是新型同步多馬達(dá)組成的雙缸同步系統(tǒng).圖2左是采用單作用的馬達(dá)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同徑缸的同步(該系統(tǒng)圖中省去了單向閥、溢流閥和調(diào)速閥，下同).單作用同步馬達(dá)只有一個(gè)內(nèi)馬達(dá)和一個(gè)外馬達(dá)，設(shè)一個(gè)內(nèi)馬達(dá)單獨(dú)工作時(shí)的輸出排量為q1，一個(gè)外馬達(dá)單獨(dú)工作時(shí)的輸出排量為q2，定義排量比例系數(shù)為

c=q2/q1.

(3)

當(dāng)內(nèi)外馬達(dá)分別給大小兩個(gè)不同缸徑的液壓缸供油時(shí)，大小液壓缸活塞的有效面積分別為S1、S2，且定義面積比D=S2/S1，此時(shí)若D=c成立，則有

(4)

兩液壓缸速度相等，實(shí)現(xiàn)了同步運(yùn)動(dòng)[16].該回路利用內(nèi)外馬達(dá)的排量不同，用內(nèi)馬達(dá)和外馬達(dá)分別給兩個(gè)不同口徑的液壓缸供油，使兩個(gè)不同徑液壓缸實(shí)現(xiàn)了同步運(yùn)動(dòng)，而傳統(tǒng)的同步馬達(dá)大部分只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)同徑液壓缸的同步,拓展了同步回路的使用范圍.圖2右是采用雙作用的馬達(dá)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)同徑缸的同步.雙作用馬達(dá)是在一個(gè)多馬達(dá)中有兩個(gè)內(nèi)馬達(dá)和兩個(gè)外馬達(dá)，內(nèi)馬達(dá)和外馬達(dá)的排量分別相同，當(dāng)內(nèi)外馬達(dá)之間相互組合，即一個(gè)內(nèi)馬達(dá)和一個(gè)外馬達(dá)向一個(gè)液壓缸供油，則進(jìn)入兩液壓缸的流量相等，兩個(gè)等徑液壓缸同步.

(a)單作用同步多馬達(dá) (b) 雙作用同步多馬達(dá)

(a)c=2 (b) c>2 (c) c<2

圖3 新型同步多馬達(dá)三缸同步回路

Fig.3 New synchronous multi-motor three cylinder synchronous circuit

圖4是新型同步多馬達(dá)組成的四缸同步系統(tǒng).當(dāng)雙作用同步馬達(dá)的4個(gè)馬達(dá)分別接液壓缸，并且大小液壓缸的有效面積比等于內(nèi)外馬達(dá)的排量比例系數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)不同徑液壓缸的同步.和三缸同步相同，當(dāng)大小液壓缸負(fù)載不同且為恒負(fù)載時(shí)，就可以調(diào)節(jié)排量比例系數(shù)以達(dá)到使負(fù)載壓力相同的目的.當(dāng)三作用同步馬達(dá)的排量比例系數(shù)滿足c=3時(shí)，就可以使3個(gè)內(nèi)馬達(dá)向一個(gè)液壓缸供油，3個(gè)外馬達(dá)分別向3個(gè)液壓缸供油，就可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)同徑液壓缸的同步，這里不再多加討論.

圖4 新型同步多馬達(dá)四缸同步回路Fig.4 New synchronous multi-motor four cylinder synchronous circuit 表1所示是單個(gè)多馬達(dá)作用數(shù)和所能驅(qū)動(dòng)的同徑缸與不同徑缸最大數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.

表1 同步多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)液壓缸的最大數(shù)量

Tab.1 Maximum number of hydraulic cylinders driven by synchronous multi-motor

作用數(shù)同徑液壓缸同步最大數(shù)不同徑液壓缸同步最大數(shù)單作用12雙作用34三作用46四作用68n(奇)(3n-1)/22nn(偶)3n/22n

2.2 兩個(gè)多馬達(dá)并聯(lián)的同步系統(tǒng)研究

隨著多馬達(dá)作用數(shù)的增多，加工難度必將越來(lái)越大，成本也越來(lái)越高，有時(shí)加工一個(gè)多作用的多馬達(dá)要比加工兩個(gè)少作用數(shù)的多馬達(dá)成本還要高，所以有必要對(duì)少作用數(shù)同步多馬達(dá)并聯(lián)的同步系統(tǒng)進(jìn)行研究，這里以兩個(gè)單作用和雙作用多馬達(dá)并聯(lián)的同步系統(tǒng)為例進(jìn)行研究.圖5是兩個(gè)單作用的多馬達(dá)并聯(lián)的同步系統(tǒng)，兩個(gè)完全相同的多馬達(dá)同軸連接，兩個(gè)內(nèi)馬達(dá)共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)液壓缸，當(dāng)同步馬達(dá)的排量比例系數(shù)滿足c=2時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)3個(gè)同徑缸的同步.當(dāng)兩個(gè)內(nèi)馬達(dá)出口接油箱時(shí)，該系統(tǒng)為兩缸同步系統(tǒng).

圖5 單作用同步多馬達(dá)并聯(lián)同步回路Fig.5 Single acting synchronous multi-motor parallel synchronous circuit

圖6是兩個(gè)雙作用的多馬達(dá)并聯(lián)的同步系統(tǒng)，當(dāng)c=2時(shí)，該回路最多可以驅(qū)動(dòng)6個(gè)同徑液壓缸.表2是兩個(gè)多馬達(dá)并聯(lián)能實(shí)現(xiàn)的最多的同徑缸同步的數(shù)目與馬達(dá)作用數(shù)的關(guān)系.

圖6 雙作用同步多馬達(dá)并聯(lián)同步回路Fig.6 Double acting synchronous multi-motor parallel synchronous circuit

表2 并聯(lián)同步多馬達(dá)能驅(qū)動(dòng)同徑液壓缸的最大數(shù)量

Tab.2 Maximum number of the same diameter hydraulic cylinder driven by parallel synchronous multi-motor

作用數(shù)單作用雙作用三作用四作用n同徑液壓缸同步最大數(shù)369123n

3 新型同步多馬達(dá)的容積效率分析

同步回路的同步精度主要取決于多馬達(dá)的容積效率，所以有必要對(duì)影響多馬達(dá)容積效率的因素進(jìn)行分析.下面以單作用雙定子多馬達(dá)為例進(jìn)行分析，圖7是單作用雙定子多馬達(dá)的結(jié)構(gòu)原理圖，轉(zhuǎn)子和外定子組成外馬達(dá)，轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子組成內(nèi)馬達(dá)，當(dāng)用作同步馬達(dá)時(shí)，不考慮多馬達(dá)本身的機(jī)械效率，則在負(fù)載壓力相同的情況下，各密閉容腔的壓力相等，內(nèi)外馬達(dá)之間沒(méi)有油液泄漏，影響外馬達(dá)容積效率的因素只有外馬達(dá)和外定子之間的端面泄漏，影響內(nèi)馬達(dá)容積效率的因素只有內(nèi)馬達(dá)和內(nèi)定子之間的端面泄漏.

1—外定子；2—轉(zhuǎn)子； 3—滾柱； 4—連桿； 5—內(nèi)定子

雙定子多馬達(dá)與一個(gè)軸帶多個(gè)同步馬達(dá)實(shí)現(xiàn)同步不同，多個(gè)馬達(dá)為互相獨(dú)立的個(gè)體，每個(gè)馬達(dá)中的零件加工精度、泄漏縫隙大小不會(huì)完全相同，因此泄漏量無(wú)法保證相同.雙定子多馬達(dá)在結(jié)構(gòu)原理上為一個(gè)馬達(dá)，所以同一個(gè)零部件加工精度相同，同一個(gè)運(yùn)動(dòng)副間隙相同，同一個(gè)摩擦副上密封環(huán)的尺寸及精度相同.因?yàn)閮?nèi)外馬達(dá)的泄漏量與內(nèi)外定子密封環(huán)的線性長(zhǎng)度相關(guān)，而密封環(huán)的線性長(zhǎng)度又與內(nèi)外馬達(dá)的直徑有關(guān)，內(nèi)外馬達(dá)的直徑又決定了內(nèi)外泵的排量大小.設(shè)一個(gè)內(nèi)馬達(dá)單獨(dú)工作時(shí)的排量為q1，一個(gè)外馬達(dá)單獨(dú)工作時(shí)的輸出排量為q2，定義排量比例系數(shù)c= q2/ q1.由于q2=cq1，因此系統(tǒng)工作時(shí)，可以得出內(nèi)馬達(dá)的泄漏量qv1和外馬達(dá)的泄漏量qv2之間滿足關(guān)系

qv2=cqv1，

(5)

則內(nèi)外馬達(dá)容積效率相同.

如圖，內(nèi)馬達(dá)與內(nèi)定子之間的泄漏量為

(6)

外馬達(dá)與外定子之間的泄漏量為

(7)

式中： r1為內(nèi)定子泄漏通道半徑，r2為內(nèi)定子外表面半徑，r3為外定子內(nèi)表面半徑，r4為外定子泄漏通道半徑，δ為端面間隙，μ為油液的動(dòng)力黏性系數(shù)，ce為修正系數(shù)，p1為負(fù)載工作壓力.

所以內(nèi)外馬達(dá)泄漏流量比值為

(8)

即當(dāng)K=c時(shí)，有qv2=cqv1成立，此時(shí)內(nèi)外馬達(dá)容積效率相同，理論上實(shí)現(xiàn)了在任何負(fù)載壓力下，都能實(shí)現(xiàn)液壓缸的絕對(duì)同步.

4 實(shí) 驗(yàn)

為了更好地驗(yàn)證新型多馬達(dá)驅(qū)動(dòng)多缸同步的同步性能，用已加工出的雙作用雙定子液壓多馬達(dá)搭建了3個(gè)等徑液壓缸同步回路，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖如圖3(a)左所示.試驗(yàn)中各主要元件的參數(shù)如表3所示.

表3 液壓系統(tǒng)主要元件參數(shù)

當(dāng)換向閥換向時(shí)，3個(gè)液壓缸同時(shí)動(dòng)作，調(diào)節(jié)每個(gè)馬達(dá)出口旁的調(diào)速閥，使3個(gè)液壓缸在空載下實(shí)現(xiàn)精確同步.然后讓其中一個(gè)液壓缸(液壓缸1)受的負(fù)載逐漸增大，用流量計(jì)測(cè)量進(jìn)入每個(gè)液壓缸的流量，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4所示.

表4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

流量對(duì)同步多馬達(dá)的同步精度有很大的影響，因此在本實(shí)驗(yàn)中采用測(cè)量精度為0.5級(jí)的高精度流量計(jì)，減少測(cè)量誤差.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，當(dāng)液壓缸1與其余兩個(gè)液壓缸負(fù)載壓力相同時(shí)，進(jìn)入3個(gè)液壓缸的流量完全相同；當(dāng)液壓缸1的負(fù)載壓力逐漸增大時(shí)，進(jìn)入液壓缸的流量有一定的減少，這是因?yàn)轳R達(dá)的泄漏量增多造成的，但仍在許可的同步精度范圍內(nèi)，同步精度高(1.0%～1.7%).由此可知，新型液壓多馬達(dá)完全可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)同步馬達(dá)的功能.

5 結(jié) 論

1) 新型同步多馬達(dá)在原理功能上完全可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的同步馬達(dá)，并且用一個(gè)或兩個(gè)多馬達(dá)就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)以上液壓缸的同步，節(jié)省了馬達(dá)數(shù)量，節(jié)約了成本和裝機(jī)容量.

2) 新型多馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)不同徑缸的同步，當(dāng)液壓缸承受的負(fù)載不同時(shí)，可以通過(guò)改變內(nèi)外馬達(dá)的排量比例系數(shù)來(lái)改變液壓缸的有效面積，從而使每個(gè)缸的負(fù)載壓力相同，減少了偏載引起的同步誤差.

3) 通過(guò)合理設(shè)計(jì)多馬達(dá)的結(jié)構(gòu)尺寸，就可以實(shí)現(xiàn)在任何負(fù)載壓力下每個(gè)馬達(dá)的容積效率相同，從而理論上使同步回路在任何壓力下都能有很好的同步精度.

[1] 張紹九.液壓同步回路 [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:5-6,97-121.

ZHANG Shaojiu.Hydraulic synchronous circuit [M].Beijing: Chemical Industry Press, 2010:5-6, 97-121.

[2] 李壯云.液壓系統(tǒng)與元件 [M] .第3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011:299-301.

LI Zhuangyun.Hydraulic systems and components[M].Third Edition.Beijing: Mechanical Industry Press, 2011:299-301.

[3] 趙月靜, 寧辰校.液壓實(shí)用回路360例 [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008:92-117.

ZHAO Yuejing, NING Chenxiao.360 cases of hydraulic practical circuit [M].Beijing: Chemical Industry Press, 2008:92-117.

[4] WEN Peng, LU Tewei.Decoupling control of a twin rotor MIMO system using robust deadbeat control technique[J].IET Control Theory & Applications, 2008, 2(11):999-1007.DOI:10.1049/iet-cta:20070335.

[5] CHIU G.TOMIZUKA M.Contouring control of machine tool feed drive systems: a task coordinate frame approach [J].IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2001, 9(1):130-139.DOI:10.1109/87.896754.

[6] TOMIZUKA M, HU J, CHIU T, et al.Synchronization of two motion control axes under adaptive feed forward control[J].Journal of dynamic systems, measurement, and control,1992,114(2):196-203.DOI:10.1115/1.2896515.

[7] 陳德國(guó),李慧忠,柏峰,等.多流液壓同步馬達(dá)應(yīng)用研究[J].機(jī)床與液壓,2010,38(8):55-56.DOI:10.3969/j.issn.1001 -3881.2010.08.020.

CHEN Deguo, LI Huizhong, BAI Feng, et al.Research on multi flow hydraulic synchronous motor [J].Machine Tool & Hydraulics, 2010,38(8):55-56.

[8] NING Chenxiao, ZHANG Xushe.Study of the hydraulic synchronous circuit and synchronous control of the hydraulic hoist [J].Applied Mechanics and Materials, 2013,275-277:2487-2490.DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM.275-277.2487.

[9] GAO Qinhe, GUAN Wenliang.Research on intelligent synchronization control of erecting system driven by two hydraulic cylinders [J].Equipment Manufacturing Technology,2012,422:167-171.DOI:10.4028/www.scientific.net/AMR.422.167.

[10]CHEN Chengyi, LIU Liquan, CHENG Chicheng, et al.Fuzzy controller design for synchronous motion in a dual-cylinder electro-hydraulic system [J].Control Engineering Practice,2008,16(6):658-673.DOI : 10.1016/j.conengprac.2007.08.005.

[11] 聞德生,呂世君,劉曉晨,等.等寬雙定子泵和馬達(dá)的原理研究 [J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,40(11):1840-1844.

WEN Desheng, Lü Shijun, LIU Xiaochen, et al.Theoretic research on variable displacement of equal width double stators pump and motor [J].Journal of Harbin Institute of Technology, 2008,40(11):1840-1844.

[12] 聞德生,劉巧燕,劉忠訊,等.滾柱葉片式雙定子多速馬達(dá)的原理與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 [J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2015,45(4):1130-1138.DOI :10.13229/j.cnki.jdxbgxb201504016.

WEN Desheng, LIU Shijun, LIU Zhongxun, et al.Principle and experiment validation of roller tip-vane type double-stator multi-speed motor [J].Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2015,45(4):1130-1138.DOI :10.13229/j.cnki.jdxbgxb201504016.

[13] 聞德生,呂世君,杜孝杰,等.雙定子液壓馬達(dá)差動(dòng)連接理論分析 [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2011,42(9):219-224.

WENDesheng, Lü Shijun, DU Xiaojie, et al.Theoretical analysis of differential connection of double-stator hydraulic motor [J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2011,42(9):219-224.

[14]WEN Desheng, WANG Zhili, GAO Jun, et al.Output speed and flow of double-acting double-stator multi-pumps and multi-motors [J].Journal of Zhejiang University-SCIENCE A (Applied Physics & Engineering), 2011,12(4):301-309.DOI: 10.1631/jzus.A1000405.

[15]WEN Desheng.Theoretical analysis of output speed of multi-pump and multi-motor driving system [J].Science China,2011,54(4):992-997.DOI:10.1007/s11431-011-4321-4.

[16] 楊杰.多泵多速馬達(dá)典型方向控制回路的研究 [D].秦皇島:燕山大學(xué),2014.

YANG Jie.Research on typical directional control circuits in multi-pump and multi-speed motor [D].Qinhuangdao: Yanshan university, 2014.

(編輯 楊 波)

A comparison analysis of hydraulic synchronous multi-motor and traditional synchronous motor

WEN Desheng, ZHEN Xinshuai, CHEN Fan, JIANG Feng, SHANG Xudong

(Hebei Province Key Laboratory of Heavy Machinery Fluid Power Transmission and Control(Yanshan University),Qinhuangdao 066004, Hebei, China)

To study the characteristics and synchronous performance of new hydraulic synchronous multi-motor (Referred to as hydraulic multi-motor), the hydraulic multi-motor is used as synchronous motor in synchronous circuit.The functions of new synchronous circuit and traditional synchronous circuit are compared and analyzed，and based on the hydraulic multi-motor structure, the factors affecting on its volume efficiency are studied.The three hydraulic cylinder synchronous system constituted by hydraulic multi-motor prototype is composed to carry out the experiments, and the synchronous performance is verified.Theoretical analysis and experimental results show that the new hydraulic multi-motor not only can completely realize the function of traditional synchronous motor with fewer components and higher precision (1.0%-1.7%), but also can achieve different diameter cylinder synchronization.

fluid transmission and control; hydraulic synchronous circuit; synchronous motor; synchronous multi-motor; volume efficiency; synchronous precision

10.11918/j.issn.0367-6234.2017.01.026

2015-11-19

國(guó)家自然科學(xué)基金(50975246)

聞德生(1954—)，男，教授，博士生導(dǎo)師

聞德生， wendesheng@ysu.edu.cn

TH137.1

A

0367-6234(2017)01-0173-05