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液壓系統(tǒng)的一些知識(shí)
由于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在數(shù)控車床起著較為關(guān)鍵的功效。非常是數(shù)
控?cái)?shù)控車床中運(yùn)用較多。因此找來這種有關(guān)的專業(yè)知識(shí)供大伙兒參照。液
壓基礎(chǔ)控制回路液壓機(jī)控制回路是用符號(hào)圖片繪制的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)
用于完成設(shè)備所規(guī)定的姿勢(shì),其組成類型五花八門,依據(jù)設(shè)備
的規(guī)定而定。設(shè)備姿勢(shì)繁雜時(shí)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)也繁雜,可是再繁雜的
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)也是由一些基礎(chǔ)控制回路組成的。
如:
一、油源回路;
二、壓力控制回路;
三、速度控制回路;
四、同步回路;
五、順序回路;
六、卸荷回路;
七、增壓回路;
八、減壓回路;
九、保壓回路;
十、位置保持回路;
十一、制動(dòng)回路;
十二、防沖擊回路;
十三、開式回路或閉式回路;
十四、并聯(lián)回路、單動(dòng)回路、串聯(lián)回路;
十五、恒功率回路、
十六、過載保護(hù)回路、
十七、蓄能器回路;
十八、節(jié)能回路
液壓系統(tǒng)的分類
按照液壓回路的基本構(gòu)成可以把液壓系統(tǒng)劃分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)的泵從油箱抽油,系統(tǒng)回油返回油箱。它的應(yīng)用普遍。閉式系統(tǒng)是油馬達(dá)排出的油液返回泵的進(jìn)油口,多用于車輛的行走驅(qū)動(dòng)等。按照液壓系統(tǒng)的主要功用可分為傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
液壓系統(tǒng)的組成部分
如今在各種機(jī)械設(shè)備上廣泛應(yīng)用著的液壓系統(tǒng),使用具有連續(xù)流動(dòng)性的油液(即液壓油),通過液壓泵把驅(qū)動(dòng)液壓泵的電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能,經(jīng)過各種控制閥(壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥等),送到作為執(zhí)行器的液壓缸或液壓馬達(dá)中,再轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)力去驅(qū)動(dòng)負(fù)載。這就構(gòu)成了一個(gè)液壓系統(tǒng)。
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容進(jìn)行液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),要首先明確技術(shù)要求,緊緊抓住滿足技術(shù)要求的功能和性能這兩個(gè)關(guān)鍵因素,同時(shí)還要充分考慮可靠性、安全性以及經(jīng)濟(jì)性諸因素。液壓系統(tǒng)千差萬別,設(shè)計(jì)步驟也沒有一定之規(guī),不過依照下面步驟可以比較容易地進(jìn)行設(shè)計(jì)。
1.1.1 明確技術(shù)要求設(shè)計(jì)新的液壓系統(tǒng),首先要仔細(xì)查明機(jī)器對(duì)液壓系統(tǒng)究竟有那些要求,要與用戶或主機(jī)廠共同討論,力求定量地掌握這些技術(shù)要求,作為設(shè)計(jì)地出發(fā)點(diǎn)和依據(jù)。需要掌握的技術(shù)要求比如有:機(jī)器的特性,使用條件,適用標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī),安全性、可靠性以及經(jīng)濟(jì)性等。
1.1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)根據(jù)技術(shù)要求確定執(zhí)行器的種類、數(shù)量、動(dòng)作順序和動(dòng)作要求。根據(jù)動(dòng)作條件擬定驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的基本回路。當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)執(zhí)行器時(shí),要繪制表示動(dòng)作順序的順序圖,擬定實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序的控制回路。然后再設(shè)計(jì)液壓源回路。此時(shí)要考慮節(jié)能,維持液壓油液的清潔度,液壓油液的溫度控制。
1.1.3 組成元件的設(shè)計(jì)經(jīng)過1.1.2節(jié)的系統(tǒng)功能設(shè)計(jì),已經(jīng)確定了液壓系統(tǒng)原理圖,接下來就是選擇合適的系統(tǒng)元件。
液壓回路中所用的元件分四大類:
A。能量輸入元件,如:泵;
B。控制元件,如:閥;
C。能量輸出元件,如:馬達(dá);
D。輔件,如:冷卻器,管子等。
前三類直接參與回路的能量傳遞功能,輔件雖然不直接參與能量傳遞,卻是保證和改善回路功能所必須的。
1.1.5 液壓裝置的設(shè)計(jì)一旦確定了系統(tǒng)中所用的元件以及計(jì)算分析出系統(tǒng)的工作性能,接下來就要通過液壓裝置設(shè)計(jì)確定具體結(jié)構(gòu)、繪制液壓系統(tǒng)產(chǎn)品工作圖樣。液壓系統(tǒng)中使用了大量的液壓元件、管件、密封件、電動(dòng)機(jī)、輔件等所以要龍請(qǐng)弄清他們的規(guī)格、型號(hào)、安裝尺寸、性能參數(shù)等,以保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)正確無誤。設(shè)計(jì)完成時(shí),除了液壓裝置及其部件的裝配圖、自制零部件圖外,還應(yīng)該提供系統(tǒng)原理圖、外型圖、安裝圖、管路布置圖、外購件明細(xì)表、備料清單等技術(shù)文件。
1.1.6 液壓裝置的計(jì)算在確定了液壓裝置整體結(jié)構(gòu)、布置、管路之后,液壓過渡接頭廠家還需要重點(diǎn)對(duì)油壓沖擊、油液溫度、壓力損失、噪音、振動(dòng)等特性進(jìn)行最終分析和計(jì)算。
1.1.7 控制裝置的設(shè)計(jì)為了使液壓裝置安全工作,控制裝置除了實(shí)現(xiàn)對(duì)功能的電氣控制外,液壓過渡接頭廠家還包括報(bào)警和緊急停止等安全電路。
1.1.8 全面審查在完成了設(shè)計(jì)之后,交付制造部門之前,要對(duì)所設(shè)計(jì)的液壓裝置及其各部分,從功能上及結(jié)構(gòu)、形式上進(jìn)行全面審查,找出失誤之處并予以糾正。
二、液壓系統(tǒng)的形式及評(píng)價(jià)
液壓元件逐步實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,其規(guī)格、品種、質(zhì)量、性能都有了很大提高,尤其是采用電子技術(shù)、伺服技術(shù)等新技術(shù)新工藝后,液壓系統(tǒng)的質(zhì)量得到了顯著的提高,其在國民經(jīng)濟(jì)及軍事工業(yè)中發(fā)揮了重大作用。從不同的角度出發(fā),可以把液壓系統(tǒng)分成不同的形式。
(1)按油液的循環(huán)方式,液壓系統(tǒng)可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)是指液壓泵從油箱吸油,油經(jīng)各種控制閥后,驅(qū)動(dòng)液壓執(zhí)行元件,回油再經(jīng)過換向閥回油箱。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單,可以發(fā)揮油箱的散熱、沉淀雜質(zhì)作用,但因油液常與空氣接觸,使空氣易于滲入系統(tǒng),導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)等后果。開式系統(tǒng)油箱大,油泵自吸性能好。閉式系統(tǒng)中,液壓泵的進(jìn)油管直接與執(zhí)行元件的回油管相連,工作液體在系統(tǒng)的管路中進(jìn)行封閉循環(huán)。其結(jié)構(gòu)緊湊,與空氣接觸機(jī)會(huì)少,空氣不易滲入系統(tǒng),故傳動(dòng)較平穩(wěn)。工作機(jī)構(gòu)的變速和換向靠調(diào)節(jié)泵或馬達(dá)的變量機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn),避免了開式系統(tǒng)換向過程中所出現(xiàn)的液壓沖擊和能量損失。但閉式系統(tǒng)較開式系統(tǒng)復(fù)雜,因無油箱,油液的散熱和過濾條件較差。為補(bǔ)償系統(tǒng)中的泄漏,通常需要一個(gè)小流量的補(bǔ)油泵和油箱。由于單桿雙作用油缸大小腔流量不等,在工作過程中會(huì)使功率利用下降,所以閉式系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般為液壓馬達(dá)。
(2)按系統(tǒng)中液壓泵的數(shù)目,可分為單泵系統(tǒng),雙泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)。
(3)按所用液壓泵形式的不同,可分為定量泵系統(tǒng)和變量泵系統(tǒng)。變量泵的優(yōu)點(diǎn)是在調(diào)節(jié)范圍之內(nèi),可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,但其結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜,成本高,可分為手動(dòng)變量、盡可能控變量、伺服變量、壓力補(bǔ)償變量、恒壓變量、液壓變量等多種方式。
(4)按向執(zhí)行元件供油方式的不同,可分為串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)。串聯(lián)系統(tǒng)中,上一個(gè)執(zhí)行元件的回油即為下一個(gè)執(zhí)行元件的進(jìn)油,每通過一個(gè)執(zhí)行元件壓力就要降低一次。在串聯(lián)系統(tǒng)中,當(dāng)主泵向多路閥控制的各執(zhí)行元件供油時(shí),只要液壓泵的出口壓力足夠,便可以實(shí)現(xiàn)各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)的復(fù)合。但由于執(zhí)行元件的壓力是疊加的,所以克服外載能力將隨執(zhí)行元件數(shù)量的增加而降低。并聯(lián)系統(tǒng)中,當(dāng)一臺(tái)液壓泵向一組執(zhí)行元件供油時(shí),進(jìn)入各執(zhí)行元件的流量只是液壓泵輸出流量的一部分。流量的分配隨各件上外載荷的不同而變化,首先進(jìn)入外載荷較小的執(zhí)行元件,只有當(dāng)各執(zhí)行元件上外載荷相等時(shí),才能實(shí)現(xiàn)同時(shí)動(dòng)作。全液壓傳動(dòng)機(jī)械性能的優(yōu)劣,主要取決于液壓系統(tǒng)性能的好壞,包括所用元件質(zhì)量優(yōu)劣,基本回路是否恰當(dāng)?shù)?。系統(tǒng)性能的好壞,除滿足使用功能要求外,應(yīng)從液壓系統(tǒng)的效率、功率利用、調(diào)速范圍和微調(diào)特性、振動(dòng)和噪聲以及系統(tǒng)的安裝和調(diào)試是否方便可靠等方面進(jìn)行。
現(xiàn)代工程機(jī)械幾乎都采用了液壓系統(tǒng),并且與電子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)結(jié)合,成為現(xiàn)代工程機(jī)械的重要組成部分。
液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
液伺服系統(tǒng)兼有液壓傳動(dòng)的輸出功率大、反應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)和電氣控制的操作性控制性良好的優(yōu)點(diǎn)。因此,電液伺服系統(tǒng)廣泛用于要求控制準(zhǔn)確、響應(yīng)速度和程序靈活的場合,如:工業(yè)機(jī)器人、旋壓機(jī)、帶材糾偏控制、定容油壓機(jī)、彎板機(jī)同步控制、振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)、疲勞試驗(yàn)機(jī)、巖(土)心動(dòng)三軸儀、飛行模擬器、電弧煉鋼爐恒功率控制、軋機(jī)液壓壓下、雷達(dá)天線目標(biāo)跟蹤、火炮自動(dòng)瞄準(zhǔn)以及飛機(jī)起落架防滑制動(dòng)等。
1.1 電液伺服系統(tǒng)的基本構(gòu)成電液伺服系統(tǒng)由電液伺服閥、模擬指令信號(hào)源、伺服放大器(含加法器)、液壓執(zhí)行器和反饋傳感器組成。執(zhí)行器的輸出由反饋傳感器連續(xù)測量,并與指令輸入信號(hào)進(jìn)行比較。兩者之差即誤差信號(hào)被放大器放大,產(chǎn)生的信號(hào)加給伺服閥,液壓接頭廠家使執(zhí)行器產(chǎn)生糾正動(dòng)作,從而使帶動(dòng)負(fù)載的輸出信號(hào)與指令信號(hào)的要求相一致。
2.2 電液伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟每個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目所面對(duì)的問題是不同的,處理問題的方法和步驟也會(huì)有所不同。即便處理同一個(gè)問題,液壓接頭廠家步驟也不會(huì)是單方向的,難免會(huì)有交叉反復(fù)。下面給出的僅僅是大致的思路和基本的步驟。
電液伺服系統(tǒng)的基本步驟如下:
為了保證機(jī)械設(shè)備無故障地工作,必須遵循制造廠家的使用維修要求。液壓系統(tǒng)千差萬別,作為不同機(jī)械設(shè)備地一個(gè)重要組成部分,其使用注意事項(xiàng)自然也有所不同。液壓系統(tǒng)使用維修中需要注意的共性問題如下:一、使用維修的任務(wù)液壓系統(tǒng)使用與維修的任務(wù)包括調(diào)試、檢查、維護(hù)和修理。
二、使用維修時(shí)的注意事項(xiàng)
1、全性;2、清潔性;3、更換元件;4、涂漆;5、蓄能器。
三、調(diào)試行走設(shè)備的液壓系統(tǒng)的配管安裝和調(diào)試一般由主機(jī)制造廠再廠內(nèi)進(jìn)行。
大型固定設(shè)備的常用做法是預(yù)裝好分總成,制造廠對(duì)分總成進(jìn)行局部調(diào)試后發(fā)貨,而總體調(diào)試則在用戶現(xiàn)場進(jìn)行。現(xiàn)場調(diào)試涉及的一系列步驟,必須給予充分的注意。四、檢查和維護(hù)優(yōu)質(zhì)的液壓系統(tǒng)是針對(duì)無故障使用壽命長而設(shè)計(jì)的,它僅需要很少的維護(hù)。但是這少量的維護(hù)對(duì)于得到無故障工作來說卻是非常重要的,因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明高達(dá)80%的失效和損壞是由于污染、維護(hù)不足和油液選用不當(dāng)造成的。
檢查和維護(hù)的防衛(wèi)范圍主要有以下幾個(gè)重要方面:
1.液面:必須經(jīng)常檢查液面并及時(shí)補(bǔ)油;
2.油溫:油溫的工作溫度取決于很多因素,通常在40至90℃之間。液壓接頭廠家對(duì)于礦物油,推薦溫度為60℃。目前液壓系統(tǒng)都普遍安裝了冷卻器,從而防止由于液壓油溫的過高造成加快油液老化,縮短密封件和軟管的壽命,以及造成的液壓系統(tǒng)各種故障;
3.油樣:油液老化取決于多種工作參數(shù),如像溫度、壓力、污染等。要根據(jù)對(duì)油樣的目測觀察可以判斷油液的老化情況,從而斷定能否繼續(xù)使用;
4.換油:一般要每隔2000至4000小時(shí)換一次油。然而最重要的是油溫不得超過70℃;
5.過濾器:對(duì)于不帶堵塞指示器的過濾器,一般每隔1~6個(gè)月要更換一次。對(duì)于帶堵塞指示器的過濾器,要不斷監(jiān)視;
6.蓄能器:只準(zhǔn)向蓄能器充入氮?dú)猓?/p>
7.調(diào)整:所有壓力控制閥、流量控制閥、泵調(diào)節(jié)器以及壓力繼電器、行程開關(guān)、熱繼電器之類的信號(hào)裝置,都要進(jìn)行定期檢查;
8.冷卻器:冷卻器的積垢要定期清理;
9.其他檢查:提高警惕并密切注意細(xì)節(jié),可以早發(fā)現(xiàn)事故苗頭,防止釀成大禍。在最初投入運(yùn)動(dòng)的時(shí)候尤其是這樣。應(yīng)該始終注意外泄漏、污染物、元器件損壞、以及來自泵、聯(lián)軸器等異常噪聲。
五、故障診斷
1、了解系統(tǒng);
2、容易被忽視的細(xì)節(jié);
3、工作條理性;
4、注意安全;
5、故障診斷指南
六、修復(fù)對(duì)液壓系統(tǒng)損壞的零部件需要即使更換或修復(fù)。
液壓元件(液壓執(zhí)行元件中的液壓馬達(dá))
1.1 液壓馬達(dá)的分類
液壓馬達(dá)可分為:
高速液壓馬達(dá)和低速液壓馬達(dá)。
高速液壓馬達(dá)又分為:定量液壓馬達(dá)、變量液壓馬達(dá)兩種;低速液壓馬達(dá)又分為:單作用液壓馬達(dá)、多作用液壓馬達(dá)兩種。
2.2液壓馬達(dá)的主要參數(shù)
a、壓力
?。?)額定壓力:在規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),并能保證設(shè)計(jì)壽命的輸入壓力。
?。?)背壓:保證液壓馬達(dá)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的最小輸出壓力。
b、轉(zhuǎn)速
?。?)額定轉(zhuǎn)速:額定壓力、規(guī)定背壓條件,能夠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并能保證設(shè)計(jì)壽命的轉(zhuǎn)速。
(2)低轉(zhuǎn)速:既能保持額定壓力又能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的低轉(zhuǎn)速。
c、排量
(1)排量:液壓馬達(dá)軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)輸入的液體體積。
?。?)空載排量:空載壓力下測得的實(shí)際輸入排量。
(3)有效排量:在設(shè)定壓力下測得的實(shí)際輸入排量。
d、流量
?。?)實(shí)際流量:液壓馬達(dá)進(jìn)口處的流量。
(2)理論流量:空載壓力下液壓馬達(dá)的輸入流量。
e、功率
(1)輸入功率:液壓馬達(dá)入口處的液壓功率。
?。?)輸出功率:液壓馬達(dá)輸出軸上輸出的機(jī)械功率。
f、效率
?。?)容積效率:液壓馬達(dá)理論流量與實(shí)際流量的比值。
?。?)機(jī)械效率:液壓馬達(dá)的實(shí)際扭矩與理論扭矩之比值。
(3)總效率:液壓馬達(dá)的輸出功率與輸入功率之比。
2.3 液壓馬達(dá)的選擇選定液壓馬達(dá)時(shí)要考慮的因素有:工作壓力、轉(zhuǎn)速范圍、運(yùn)行扭矩、總效率、容積效率、壽命等機(jī)械性能及載機(jī)械設(shè)備上的安裝條件和外觀等。液壓接頭廠家液壓馬達(dá)的種類很多,特性也不一樣,應(yīng)該針對(duì)具體用途選擇合適的液壓馬達(dá),低速場合可以用低速液壓馬達(dá),也可以用帶減速裝置的高速液壓馬達(dá)。二者在結(jié)構(gòu)布置、占用空間、成本、效率等方面各有優(yōu)點(diǎn),必須仔細(xì)論證。
典型液壓馬達(dá)的比較特性 高速液壓馬達(dá) 低速液壓馬達(dá)
齒輪式 葉片式 柱塞式 徑向柱塞式額定壓力(Mpa) 21 17.5 35 21
排量(mL/r) 4~300 25~300 10~1000 125~38000
轉(zhuǎn)速(r/min) 300~5000 400~3000 10~5000 1~500
總效率(%) 75~90 75~90 85~95 80~92
堵轉(zhuǎn)效率(%) 50~85 70~85 80~90 75~85
液壓元件(液壓執(zhí)行元件中的液壓缸)
液壓執(zhí)行元件是一種依靠壓力油使輸出軸做往復(fù)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而做功的機(jī)械總稱。它可分為:液壓缸(輸出軸作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)),液壓馬達(dá)(輸出軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)),擺動(dòng)液壓馬達(dá)(輸出軸作旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng))三大類。
1.1 液壓缸的類型液壓缸可分為:液壓接頭廠家推力液壓缸(單作用液壓缸,雙作用液壓缸,組合液壓缸),擺動(dòng)液壓缸(單葉片擺動(dòng)液壓缸,雙葉片擺動(dòng)液壓缸);
1.2 液壓缸的基本參數(shù)
a.額定壓力:國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了液壓缸的額定壓力為:0.63,1,1.6,2.5,4,6.3,10,16,25....(MPa)
b.液壓缸的內(nèi)徑國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了液壓缸內(nèi)徑系列為:8,10,12,16,20,25,32,40,50,60,80,100....(mm)
1.3液壓缸的安裝方式液壓缸的安裝方式主要為:端蓋類,法蘭類,耳環(huán)類,底座類,耳軸類,螺栓螺孔類等
1.4液壓缸的產(chǎn)品液壓缸主要有以下大產(chǎn)品:工程機(jī)械以及機(jī)床設(shè)備用液壓缸(多為單桿雙作用液壓缸),車輛用液壓缸(多為雙作用單活塞桿液壓缸),冶金用液壓缸(多為雙作用單活塞桿型),船用液壓缸(雙作用和單作用柱塞液壓缸兩種),多級(jí)液壓缸等產(chǎn)品。目前生產(chǎn)液壓缸的廠家很多,許多國外廠家在國內(nèi)也開辦了工廠。
1.5液壓缸的選擇
A、防止爬行液壓缸帶動(dòng)的設(shè)備出現(xiàn)爬行現(xiàn)象時(shí),其原因有液壓缸本身的、負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)引起的,以及油中混入空氣引起的。如果時(shí)本身引起的,就需要洞密封本身具有剛性,并且動(dòng)摩擦和靜摩擦也要小的;如果是負(fù)荷方面的就需要降低滑動(dòng)面的壓力和施以適當(dāng)?shù)臐櫥?/p>
B、吸收沖擊為了吸收行程未端產(chǎn)生的沖擊,可以采用緩沖機(jī)構(gòu),也可以從油路上采取使用減壓閥等措施。
3。漏油完全不漏油是困難的,也是液壓系統(tǒng)目前一個(gè)最需要解決的問題。造成漏油的原因很多,如:密封件選擇不好,油溫很高等。因此目前主要采取的方法:選用雙重密封,安裝冷卻器等
4。液壓缸的維護(hù)管理
a.注意檢查異物的混入;b.運(yùn)動(dòng)密封件的更換;c.日常檢查必須注意的地方等