複数の油圧シリンダの同期制御はどのように実現されるのでしょうか?

導入

最新の産業機器では、油圧システムが昇降、推進、駆動などのさまざまな機能に広く使用されています。これらのシステムでは、複数の油圧シリンダの同期動作が、機器の効率的かつ安全な動作を確保する上で重要です。油圧シリンダを同期させることで作業効率が向上するだけでなく、動作のばらつきによる機器の損傷も回避できます。この記事では、複数の油圧シリンダの同期原理、一般的な同期方法、技術的な課題、および操作時の注意事項について説明します。

油圧シリンダの同期はどのように機能しますか?

油圧シリンダーの同期とは、複数のシリンダーが同じ速度と力で同時に伸縮することを意味します。その核心は、作動油の均一な分配と圧力の正確な制御にあります。同期操作を実現できるかどうかは、次の重要な要素によって決まります。

(1)流体力学

油圧システムの基本原理は、液体の非圧縮性を利用して圧力を動力に変換することです。シリンダーの同期運動は、液体の流れの方向と流れを制御することによって実現されます。

(2)ロードバランシング

複数の油圧シリンダで負荷を分担する場合は、負荷の不均一による非同期を避けるために、各シリンダに同じ負荷がかかるようにしてください。

(3)リアルタイムフィードバック

センサーと制御システムを通じて各シリンダーの動作状態をリアルタイムに監視し、必要に応じて調整を行い、同期を維持します。

油圧シリンダを同期させる一般的な方法?

(1)メカニカルリンケージ

機械的リンクは、物理的な接続を通じて同期を実現する方法です。このシステムでは、複数の油圧シリンダが同期ロッドやギア システムなどの機械コンポーネントを介して互いに接続されています。物理的な接続により、シリンダーが移動したときの各シリンダーの変位が正確に同じになることが保証されます。この方法は通常、同期精度が高くないアプリケーションで使用され、シンプルで低コストのアプリケーション シナリオに適しています。

(2)分流器

流量分配器は、作動油の流れを各油圧シリンダーに均等に分配します。ディストリビューターの設定を調整することで、各シリンダーが確実に同じ流量を受け取るようになり、同期が達成されます。この方法は通常、複数の油圧シリンダが重量物を一緒に持ち上げる用途など、並列接続された油圧システムで使用されます。

(3)位置センサー

高精度な同期が必要な場合は、位置センサーやフィードバック制御システムを選択できます。各油圧シリンダーには位置センサーが装備されており、その変位をリアルタイムで監視し、このデータをフィードバック制御システムを通じてコン​​トローラーに送信します。コントローラーはフィードバック データに基づいて油圧バルブを微調整し、各油圧シリンダーの動きが常に同期していることを保証します。利点は、リアルタイムのフィードバックを通じて非常に高い同期精度を実現でき、負荷の動的な変化に適応できることです。欠点は、システムが非常に複雑で、電子コンポーネントに依存しており、設置、試運転、メンテナンスに高い技術要件があることです。

(4)油圧バルブ コントロールダイバータバルブ

ダイバータバルブは油圧システムで重要な役割を果たし、単一の油源から供給される流量を需要に応じて複数のアクチュエータに均等または比例的に分配できるようにします。流量配分を正確に制御することで、複数の油圧シリンダの同期制御に適しており、各アクチュエータ（油圧シリンダなど）が同じ速度を維持します。比例バルブ: これらの高精度バルブを使用すると、作動油の流量と圧力を正確に調整でき、電子信号入力を組み合わせてより正確な同期を実現できます。通常、センサーや制御システムと組み合わせて、各油圧シリンダーの動作をリアルタイムで調整します。

油圧シリンダー同期の技術的課題?

(1)偏荷重

複数の油圧シリンダで負荷を分担する場合、負荷の分散が不均一になるとシリンダ間で動作が非同期になる場合があります。例えば吊り上げ動作では、シリンダに大きな負荷がかかると速度が遅れる場合があります。したがって、流量制御バルブまたはカウンターバランスバルブを使用すると、負荷の不均衡の問題を効果的に軽減できます。

(2)温度と圧力の変動

作動油の温度変化は粘度に影響を与え、シリンダの応答速度に影響を与えます。温度が高いと作動油の流量が多くなり、温度が低いと作動油の粘度が高くなることがあります。さらに、圧力変動によってシリンダーの非同期動作が発生する可能性があるため、温度と圧力を定期的に監視して調整する必要があります。

(3)摩耗と経年変化

使用時間が長くなると、油圧シリンダーとその構成部品が摩耗し、動作が不均一になり、同期効果に影響を与える可能性があります。したがって、システムを良好な状態に保つためには、定期的な保守と点検が必要です。

(4)制御系の複雑さ

制御システムは高度な精度を提供しますが、その複雑さと潜在的な障害により、運用に課題が生じる可能性があります。オペレーターは、これらのシステムをデバッグおよび保守するために、対応するスキルを持っている必要があります。

要約すれば

(1)事前チェックイン

同期運転を行う前に、シリンダ、シール、油配管等の油圧シリンダの状態を必ず点検し、磨耗や漏れがないか確認してください。

(2)適正な流量と圧力を設定する

不十分な流量または過負荷による不均一なシリンダ動作を避けるために、油圧システムの流量と圧力が適切な範囲内に設定されていることを確認してください。

(3)温度変化の監視

作動中は、過熱や低温によるシステムの性能への影響を防ぐために、作動油の温度変化を監視する必要があります。

(4)操作順序に注意

同期動作中は、不適切な動作による非同期の問題を回避するために、油圧シリンダが正しい順序で動作していることを確認してください。

(5)適時の調整と修正

同期動作中に、シリンダーが遅れている、または進んでいることが判明した場合は、流量と圧力を時間内に調整して同期状態を回復する必要があります。