闸门启闭机系统
闸门启闭机的机械组成及电器控制
主讲:尚会师
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2013-8-19
库什塔依水电站闸门启闭机综述
闸门启闭机系统是各种水电站水工机械重要的组成部分,根据外形分:平面闸 门、弧形闸门及人字闸门;启闭机执行部分的类型可分:固定卷扬式启闭机、螺杆 式启闭机、液压启闭机及移动式启闭机。反观我电站的闸门启闭机,存在如下形式 的闸门及启闭机:平板闸门、弧形闸门、固定式启闭机、液压启闭机及移动式启闭 机。 我电站的闸门启闭机分别布置在三洞一尾水,即发电洞、表孔溢洪洞及导流洞, 各套闸门启闭机系统特性如下表:
2013-8-19
二、液压启闭机电气及液压控制回路组成
1、液压启闭机电气组成
液压启闭机的电气部分主要任务是通过液压站来控制液压缸的运动,因此电气控制对象主要是液压 站。相对固定卷扬式启闭机电气部分较简单些。油缸位移传感器一般有钢丝绳旋转编码器,磁滞伸缩位 移传感器和集成在陶瓷活塞杆上的CPMS。液压站动力源配置通常是一主一备,具体控制电路如下:
任意开度
全开全闭、动闭静启 任意开度
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弧形闸门
平板闸门
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人字闸门
螺杆启闭机+平板闸门
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一、固定卷扬式启闭机
电气系统主要由电动机、电控柜及、主令控制器、旋转编码器及相关链接线缆组成。控制柜操作面 板如下图:
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固定卷扬式启闭机控制电路:
注:固定卷扬式启闭机一般用
绕线转子式三相异步电动机, 在电动机的转子里串不同的电 阻,可以改变电动的运行特性。
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PLC 端子图:
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故障案例:按“闸门上升”按钮,系统无动作。 分析 1、通过综合开度仪观察,闸门在上限; 2、检查上升按钮常开触点是否正常; 3、根据二次电路图检查检查每个常闭触点是否正常; 4、检查电机正反转控制电路中相应的交流接触线圈是否完好; 5、通过按“闸门下降”按钮,检查电动机是否正常。
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类型
闸门启闭机系统名称
闸门 发电洞检修平板门 拦污栅、清污机 溢洪洞检修平板门 平板门 / 平板门 启闭机 固定卷扬式 移动式启闭机 固定卷扬式
启闭特性
全开全闭、动闭静启 / 全开全闭、静闭静启
溢洪洞弧弧形工作门
导流洞检修平板门 导流洞弧形工作门
弧形门
平板门 弧形门
液压式启闭机
固定卷扬式 液压式启闭机
电机控制电路
液压回路控制电路
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2、液压系统的组成 一套完整的液压系统,一般有压力源、相关的的控制阀、执行机构及相应的链接管路。 a、压力源一般由液压泵及动力源组成;液压泵有叶片液压泵,齿轮泵和柱塞泵
叶片泵
齿轮泵
柱塞泵
2013-8-19
b、常用的控制阀有压力控制阀、流量控制阀及方向控制阀 压力控制阀
2013-8-19
压力阀的特殊控制,先导机制
2013-8-19
先导型压力阀-溢流阀 的应用
2013-8-19
流量控制阀(速度阀)
2013-8-19
方向控制阀
四通方向控制阀
2013-8-19
三通方向控制阀
四通阀的中位机能
2013-8-19
方向阀的控制方式
2013-8-19
3、执行机构 液压系统的执行机构,一般有沿直线运动的油缸,旋转运动的液压马达。
2013-8-19
结尾警示空”。——以上“内功”才是最重 要的!
浅析泄洪闸门中启闭机自动控制系统的设计与实现
试过程 中, 高、中、低频率值选择 了变频器 出厂时的设 定值 5 0 H z 、3 0 H z 、 1 0 H z , 以便观察整个系统 的工作性能。 在实际工作过程中, 可根据需要, 调整 各速度档 的工作频率 。变频器 3个速度 H、R M、R L ) 的写入方法是把 P r . 4 、P r . 5 、P r . 6的 内容分别写入设定的频率值即可。变频器设定为外部
手动 S B 1 停止系统工作, 防止事故发生 。 控制系统程序采用三菱 P L C 编程软件 F X G P - W I N — C 完成 ; 编程方式 可用指令表编程, 也可用梯形 图编程, 并且可以相互转换 。
三 、经验与体会
( 一 )电气控制系统 的先进性总是与电气元件的不 断发展紧密联系 的。设计者必须密切关 注相关技术的新发展 ,不断收集新产品资料 ,以
( 二) 程序的编制过程 中,应重视整个程序的循环扫描周期和实时 响应问题 。在最大限度满足工艺过程的前提下 ,通过反复推敲、修 改 ,
二、电路硬件的设计
本系统的控制量均为开关量 。整个工作过程以逻辑顺序控制为主, 故
可选用 P L C 作为 自动控制单元, 实现整个工作流程的 自 动化控制。 本 系统 中, 输^ 量为 1 O 个, 输 出量为 6 个, 可选用三菱公司的 F X l N - 2 4 M R型控制 器。 该型 P L C 功能较强大, 提供 1 4 个输入点 和 1 0 个输 出点, 继电器输 出方 式 采用 8 进制编号, 完全可以满足本系统 的设计要求。 P L C编程可采用手 持式编程器或编程软件 F X G P - WI N — C来完成。 P L C 可编程程序控制器及 软件提供了完整 的编程环境, 可进行离线编程 、 在线连接和调试 。 三菱 P L C 的编程指令简单易懂且程序设计 灵活, 可采用梯形 图或者指令语言进行软
闸门启闭机原理
闸门启闭机原理闸门启闭机原理闸门启闭机,是一种可以用来控制水流的设备,广泛应用于水电站、水利工程、河道管理等领域。
其工作原理可以按照控制方式、结构组成和动力原理三个方面进行阐述。
一、控制方式按照控制方式的不同,闸门启闭机可以分为手动控制、液压控制、电动控制等类型。
手动控制的闸门启闭机,在使用时需要人工转动闸门轴,控制闸门的启闭和调节水流量。
由于手动操作对人力要求较高,因此只适用于小型的水利工程。
液压控制方式,将传统的机械结构替换成了液压元件,使操作更灵活、方便。
这种闸门启闭机是通过液压油缸推动闸门运动,可以根据需要精确的控制水流量。
电动控制方式,则是将电动机和控制器集成在一起,可以通过遥控或自动控制模式,实现对闸门启闭的精确控制。
这种方式的闸门启闭机适用于大型工程,可以实现对各个闸门同时控制。
二、结构组成无论采用何种控制方式,闸门启闭机的结构组成都有一些相似之处。
基本的构造包括轴、支轴轴承、闸板及其轨道、驱动装置、控制系统等组成部分。
轴是闸门启闭机的承载部分,负责支撑闸门和驱动装置,使其还有足够的稳定性和承载力。
支轴轴承与轴密切相关,提供了轴的旋转支撑,起到了保护闸门启闭机的作用。
闸板及其轨道是闸门启闭机最核心的部分,它能控制水流,使其达到一定的流量和压力。
闸板的形状和位置可以根据实际需要调整,以实现更好的水流控制效果。
驱动装置包括传动皮带、齿轮减速器和电动机等组成部分,通过传递力量和扭矩,驱动闸门实现启闭。
传动皮带是普通闸门启闭机中常用的驱动方式,其简单、可靠、维护方便等优点使得其运用十分广泛。
控制系统是电动控制方式中必不可少的部分,它通过接口与闸门启闭机相互关联,实现远程控制与自动控制等功能。
三、动力原理动力原理是闸门启闭机的驱动原理,是其正常工作的保证。
闸门启闭机的动力主要有水力、人力、电力等。
水力动力是最早采用的方式,工作原理是通过水流来驱动闸门,实现启闭。
这种方式比较受限制,仅适用于水力资源充足的地区。
水库闸门启闭机原理
水库闸门启闭机原理水库闸门启闭机是水利工程中常用的设备之一,它的作用是控制水库的水位,实现灌溉、供水、防洪等功能。
本文将对水库闸门启闭机的原理进行介绍。
一、启闭机的结构水库闸门启闭机主要由电机、减速机、闸门机构和控制系统等组成。
电机驱动减速机带动闸门机构运动,控制系统对电机和减速机进行控制,实现闸门的启闭操作。
二、启闭机的原理1. 电机驱动电机是启闭机的动力源,通过电能转换为机械能,为减速机和闸门机构提供动力。
电机的选择应根据闸门的大小和所需的启闭速度来确定,以确保启闭机的正常运行。
2. 减速机减速机是将电机的高速旋转转换为闸门所需的低速旋转的装置。
减速机的主要作用是降低电机的转速,并提供足够的扭矩,使闸门能够顺利启闭。
3. 闸门机构闸门机构是将减速机的旋转运动转换为闸门的线性运动的装置。
常见的闸门机构有齿轮传动、蜗杆传动和液压传动等。
闸门机构的选择应根据闸门的大小、启闭速度和启闭力矩来确定。
4. 控制系统控制系统是对启闭机进行控制和监控的装置。
控制系统可以通过人工操作或自动控制实现对启闭机的启动、停止和调速等功能。
自动控制系统可以根据水位变化、时间设定或远程信号等参数来控制启闭机的运行。
三、启闭机的工作过程启闭机的工作过程可以分为启闭和停止两个阶段。
1. 启闭阶段启闭阶段包括启动、运行和停止三个过程。
在启动过程中,控制系统向电机发送启动信号,电机开始转动。
转动的动力经过减速机传递给闸门机构,使闸门开始运动。
在运行过程中,控制系统可以根据需要调节电机的转速,以实现闸门的缓慢启闭或快速启闭。
在停止过程中,当闸门达到预定位置时,控制系统向电机发送停止信号,电机停止转动,闸门停止运动。
2. 停止阶段停止阶段是在启闭阶段完成后进行的。
在停止阶段,控制系统对启闭机进行监控,检测启闭机的运行状态和位置。
如果发现异常情况,如闸门卡住或电机故障等,控制系统会采取相应的措施,保证启闭机的安全运行。
四、启闭机的应用水库闸门启闭机广泛应用于水利工程中,如水库、渠道、堤坝等。
(新)机械设计课程设计闸门启闭机说明书
目录一、设计题目- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -2二、系统总体方案确定1.人字闸门启闭机功能分析 - - - - - - - - - - - - - - - - - -42.执行机构设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -43.传动机构设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -5三、执行机构的尺寸设计和运动分析1.执行机构的尺寸设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 62.执行机构的运动分析 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8四、传动机构的分析和传动件的工作能力计算1.电动机选择 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -192.计算传动装置传动比,并分配各级传动比 - - - - - - - - - - -203.计算传动装置的运动和动力参数 - - - - - - - - - - - - - - -204.蜗轮蜗杆的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -225.开式斜齿轮的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - -256.开式锥齿轮的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - -30五、减速器结构设计1.蜗杆轴的设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -332.蜗轮轴的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -353.轴的校核和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -374.轴承的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -405.键连接的设计和计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -416.联轴器的选择 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -437.减速器的部分结构尺寸计算 - - - - - - - - - - - - - - - - -43一、设计题目设计题目——闸门启闭机1. 机器的用途及功能要求闸门是水工建筑的重要组成部分,其作用是封闭水工建筑物的孔口,并能够按需要全部或部分开放孔口,以便调节水位,泄放流量,放运船只,排除沉沙、冰块等漂浮物。
闸门启闭机自动化控制与监控研究设计
闸门启闭机自动化控制与监控研究设计一、研究背景与意义闸门启闭是水利工程中的一项重要工作,通过控制闸门的启闭,可以调节水流的通量,控制水位,保证水利工程的正常运行。
传统的闸门启闭操作主要靠人工操作,操作周期长,效率低,同时还存在一定的危险性。
为了提高工作效率和安全性,实现闸门启闭操作的自动化和远程监控,进行闸门启闭机自动化控制和监控的研究具有重要意义。
二、研究内容和方法1. 自动化控制设计通过对闸门启闭机结构和原理的研究,设计一套完整的自动化控制系统。
该系统可以通过外部信号控制闸门的启闭,实现自动化操作。
具体而言,系统需要实现以下功能:(1)闸门的自动启闭控制:通过控制闸门启闭机的电机,实现闸门的自动启闭,可通过按钮或触摸屏进行控制。
(2)闸门位置监测:安装位移传感器,实时监测闸门的位置,保证闸门的准确启闭。
(3)电机驱动控制:通过电机驱动控制系统,实现闸门的平稳启闭,控制启闭速度和力度。
(4)安全保护功能:在闸门启闭过程中,对于出现异常情况,比如超载、过速等,系统需要自动停止运行,保护设备和人员的安全。
设计方案中可以选择合适的控制器和传感器,利用PLC、单片机等进行电气设计,实现闸门自动化控制功能。
2. 远程监控设计通过在自动化控制系统中增加远程监控模块,实现对闸门启闭机运行状态的远程监控。
具体而言,系统需要实现以下功能:(1)数据采集与传输:通过传感器采集闸门启闭机的实时数据,包括位置、速度、力度等,将数据通过无线信号传输到远程监控中心。
(2)远程监控界面设计:在远程监控中心,设计一个可视化的监控界面,实时显示闸门启闭机的运行状态,包括位置、速度、力度等。
(3)报警功能设计:当闸门启闭机出现异常情况时,比如超出设定范围、设备故障等,监控中心可以及时接收报警并进行相应处理。
设计方案中可以选择合适的传感器和无线通信技术,利用计算机和网络技术,实现闸门启闭机的远程监控功能。
三、研究计划和预期成果1. 研究计划(1)文献调研:对于闸门启闭机的自动化控制和远程监控相关的理论和技术进行广泛调研,了解国内外研究现状和发展趋势,为研究设计提供参考和借鉴。
闸门启闭机系统讲解
闸门启闭机的机械组成及电器控制
主讲:尚会师
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2020/10/1
库什塔依水电站闸门启闭机综述
闸门启闭机系统是各种水电站水工机械重要的组成部分,根据外形分:平面闸 门、弧形闸门及人字闸门;启闭机执行部分的类型可分:固定卷扬式启闭机、螺杆 式启闭机、液压启闭机及移动式启闭机。反观我电站的闸门启闭机,存在如下形式 的闸门及启闭机:平板闸门、弧形闸门、固定式启闭机、液压启闭机及移动式启闭 机。
2020/10/1
固定卷扬式启闭机控制电路:
2020/10/1
注:固定卷扬式启闭机一般用
绕线转子式三相异步电动机, 在电动机的转子里串不同的电 阻,可以改变电动的运行特性。
PLC 端子图:
2020/10/1
故障案例:按“闸门上升”按钮,系统无动作。 分析 1、通过综合开度仪观察,闸门在上限; 2、检查上升按钮常开触点是否正常; 3、根据二次电路图检查检查每个常闭触点是否正常; 4、检查电机正反转控制电路中相应的交流接触线圈是否完好; 5、通过按“闸门下降”按钮,检查电动机是否正常。
我电站的闸门启闭机分别布置在三洞一尾水,即发电洞、表孔溢洪洞及导流洞, 各套闸门启闭机系统特性如下表:
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闸门启闭机系统名称 发电洞检修平板门 拦污栅、清污机 溢洪洞检修平板门
溢洪洞弧弧形工作门 导流洞检修平板门 导流洞弧形工作门
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闸门 平板门
/ 平板门 弧形门 平板门 弧形门
类型 启闭机
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压力阀的特殊控制,先导机制
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先导型压力阀-溢流阀 的应用
2020/10/1
流量控制阀(速度阀)
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启闭机技术构成
启闭机技术构成启闭机是一种广泛应用于水利、市政、桥梁等工程的设备,主要用于控制各类闸门的开启和关闭。
启闭机技术构成主要包括以下几个方面:1. 驱动系统:驱动系统是启闭机的核心组成部分,它负责提供动力,推动闸门的开启和关闭。
驱动系统可采用多种能源形式,如电力、液压、气压等,根据工程需求进行选择。
驱动系统还包括传动装置、减速器、制动器等部件,确保闸门能够平稳、安全地运动。
2. 控制系统:控制系统是启闭机的神经中枢,它负责接收操作人员的指令,并通过对驱动系统、行程控制系统等其他组成部分的协调和控制,实现闸门的精确运动。
控制系统包括电气控制系统和液气控制系统等,根据工程要求进行选择。
控制系统的性能直接影响启闭机的操作性能和安全性。
3. 行程控制系统:行程控制系统是启闭机的重要组成部件之一,它能够实现对闸门开启和关闭位置的精确控制。
行程控制系统通过编码器、限位开关等装置,实时监测闸门的运动位置,并将位置信息反馈给控制系统。
控制系统根据位置信息调整闸门的运动速度和方向,确保闸门准确到达指定位置。
4. 保护系统:保护系统是启闭机安全运行的重要保障。
它包括过载保护装置、过流保护装置、液压过压保护装置等,能够在设备发生异常时及时切断电源、防止事故扩大。
保护系统还需具备自诊断功能,能够实时监测启闭机的运行状态,发现异常情况及时报警并提示故障类型,为维修人员提供便利。
5. 辅助系统:辅助系统包括润滑系统、液压系统、气动系统等,为启闭机的正常运行提供必要的辅助条件。
润滑系统能够为运动部件提供润滑,降低摩擦阻力,延长设备使用寿命;液压系统能够为液压驱动的启闭机提供稳定、可靠的液压源;气动系统能够为气动驱动的启闭机提供洁净、干燥的气源。
辅助系统的正常运行能够提高启闭机的运行效率和安全性。
总之,启闭机的技术构成包括驱动系统、控制系统、行程控制系统、保护系统和辅助系统等方面。
这些组成部分协同工作,确保启闭机的正常运行和安全性。
水利工程管理技术——任务二 闸门、启闭机的操作与维护--删减版
任务二 闸门、启闭机的操作与维护
一、闸门和启闭机的操作运用
6、在冰冻时期,如要开启闸门,应将闸门附近的冰破碎或 融化后,再开启闸门。在解冻流冰时期泄水时,应将闸门全 部提出水面,或控制小开度放水,以避免流冰撞击闸门。 7、闸门启闭完毕后,应校核闸门的开度。
水闸的操作是一项业务性较强的工作,要求操作人员必 须熟悉业务,思想集中。操作过程中,必须坚守工作岗位, 严格按操作规程办事,避免各种事故的发生。
(3)其它方面的检查
任务二 闸门、启闭机的操作与维护
一、闸门和启闭机的操作运用
(二)闸门的操作运用原则
1、按照有关规定和协议合理运用;综合利用水资源;局部服从 全局,全局照顾局部,兴利服从防洪、统筹兼顾;与上、下游和 相邻有关工程密切配合运用。 2、工作闸门可以在动水情况下启闭;检修闸门一般在静水情况 下启闭;船闸的工作闸门应在静水情况下启闭。
小结与思考
一、闸门和启闭机的操作运用
(一)准备工作 (二)闸门的操作运用原则 (三)闸门的操作运行 (四)启闭机的操作运行 (五)注意事项
小结与思考
二、闸门和启闭机的日常养护
闸门和启闭机日常养护工作的标准是:“结构牢固、操作灵 活、制动可靠、启闭自如、封水不漏和清洁无锈”
(一)闸门的日常养护 (二)启闭机的日常养护
项目三 泄水建筑物的 监测与维护
任务二 闸门、启闭机的操 作与维护
任务二 闸门、启闭机的操作与维护
教学内容
1
一、闸门和启闭机的操作运用
2
二、闸门和启闭机的日常养护
3
三、水闸工程运行管ห้องสมุดไป่ตู้考核标准
任务二 闸门、启闭机的操作与维护
闸门与启闭机
闸门
闸门启闭机工作原理
闸门启闭机工作原理
闸门启闭机是一种用于控制闸门启闭的装置。
它基于以下工作原理进行操作。
1. 电力驱动:闸门启闭机采用电动驱动装置,通过电机的转动实现闸门的启闭。
电机通常采用交流驱动或直流驱动,具有可靠性高、操作平稳的特点。
2. 传动装置:闸门启闭机通过传动装置将电机的转动转化为闸门的启闭运动。
传动装置通常由齿轮、链条、皮带等组成,根据实际需求选择合适的传动方式。
3. 控制系统:闸门启闭机配备有控制系统,用于监测和控制闸门的运行状态。
控制系统通常包括传感器、开关、控制器等设备,能够自动感知闸门的位置和状态,并根据设定的程序进行相应的动作。
4. 安全保护:闸门启闭机通常设置有多种安全保护装置,如限位开关、断电保护等,以确保闸门的安全运行。
限位开关能够检测闸门的开启和关闭位置,当闸门达到限位位置时,自动停止电机的运动,避免过度启闭。
5. 手动操作:闸门启闭机通常还具备手动操作功能,以备不时之需。
当发生紧急情况或设备故障时,可以切换到手动模式进行操作,确保闸门能够正常启闭。
总的来说,闸门启闭机通过电力驱动、传动装置、控制系统和
安全保护等组成部分,实现闸门的准确、平稳的启闭运动。
它广泛应用于水利、电力、建筑等领域,是保障工程运行和生产安全的重要设备之一。
双吊点闸门液压启闭机同步系统概述
双吊点闸门液压启闭机同步系统概述摘要:双吊点闸门液压启闭机控制系统在水工闸门工程中应用十分广泛,而在其设计、制造、安装过程中,由于受工艺条件的限制,往往需要对同一控制对象进行控制,因此在液压启闭机同步回路的设计中需要对其进行详细的分析和阐述。
关键词:闸门双吊点液压启闭机;同步控制方案;同步回路1引言双吊点闸门液压启闭机采用同步回路控制,通过对两液压缸的行程控制实现同步。
目前,双吊点闸门液压启闭机主要采用双泵双回路调速控制方式,通过单泵、双泵之间的切换实现同步,但这种控制方式存在以下缺陷:①由于两个液压缸的行程存在一定的差值,导致在闸门落下时,两油缸的速度不一致,可能会发生活塞杆运动与闸门升降不同步的现象,从而影响闸门的运行安全。
②由于液压系统中存在压力和流量反馈信号,系统无法进行精确控制,使控制精度较低。
③当需要在两个不同位置起升相同高度时,两个液压缸不能完全同步运行。
因此,为了解决上述问题,本文提出了一种双缸同步控制方案,通过两个液压缸的同步控制,实现对双吊点闸门启闭机起升高度的自动控制,使其在满足闸门运行安全和满足闸门起升高度的要求下,尽量减少系统对液压油的压力和流量反馈信号,从而提高同步控制精度。
2同步控制系统2.1 开环同步控制回路2.1.1 通过刚性联接获得液压缸的同步回路对于开环同步回路,其输入压力由控制变量的调节和各缸活塞杆的刚性联接来保证,输出压力则由负载的大小来保证,即负载越大,则输入压力越高,输出压力也越高;负载越小,则输入压力越低,输出压力也越低。
若以其为输入信号时,则采用以下方式进行同步控制:当负载为恒速时,各缸活塞杆的位移都为零;当负载为变速时,各缸活塞杆的位移与负载大小成正比,即各缸活塞杆的位移均等于负载大小;当负载为恒速时,各缸活塞杆的位移与负载大小成正比。
对于液压启闭机来说,负载恒速运行时的同步精度优于变速运行。
当负载为恒速时,各缸活塞杆的位移都为零,故各缸活塞杆的位移相等,此时,通过调节变量泵的排量就可实现负载为恒速运行;当负载为变速时,各缸活塞杆的位移与负载大小成正比,故各缸活塞杆的位移都大于负载大小。
