数字式变量泵优化设计

数字式变量泵具有抗污染能力强、滞环误差小、重复精度高、可直接与微机连接等很多优点，因而受到越来越广泛的重视和应用。目前所见产品多采用数字式比例排量控制方式。其关键部件为数字式的比例排量变量机构，它是由一个能将步进电动机的转动转换成伺服阀阀芯的位移的机构，加上适当的反馈机构而构成的。

1.机构原理

图6-45是数字式变量泵的结构图，它的下半部是常见的伺服变量泵，上半部为电脉冲—位移转换机构。步进电动机3为电-机械转换元件，它的角位移通过一对减速齿轮4和凸轮副5转换成阀芯2的直线位移，液压油通过伺服阀阀芯2的开口驱动变量活塞，调节斜盘1的倾角来改变泵的排量，与此同时变量活塞通过位置反馈而定位。

图6-45 数字比例排量调节变量泵的结构原理图

1—斜盘 2—阀芯 3—步进电动机 4—减速齿轮 5—凸轮副

2.工作原理

步进电动机是由计算机发出的脉冲来控制，则步进电动机的运行方向、速度和大小等可由脉冲序列的极性、频率及脉冲数等来确定。与此对应就确定了伺服阀阀芯的运动方向、移动速度及最终位置。因此，泵的输出流量可以根据工况的要求，非常准确而又及时地通过程序来改变。(www.xing528.com)

3.提高响应特性的措施

数字变量泵的响应特性主要取决于步进电动机的起动频率。因为拉杆到变量斜盘之间的响应是液压伺服控制的，其响应速度很快。为了提高步进电动机的最高频率，可以采取以下一些措施：

1）减少步进电动机轴的等效负载（惯量和转矩），在从电动机轴到凸轮轴之间加上合适的减速齿轮副，这样可使负载转矩和惯量折算到电动机轴的等效负载变小。

2）提高加工精度，尽量采用轻质材料制造减速齿轮、凸轮，以减小转动惯量。

3）从程序软件上想办法，如采用步进电动机的变频加速起动程序等。

4.应用

数字变量泵是一种高效、节能、大功率的液压动力源，具有结构简单、寿命长、噪声低、工作压力高、转速高、吸油性能好、能适应不同工况等优点，广泛应用于工程机械、轧机设备、矿山机械、注塑机、机床工业、航空航天等领域。