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第五節(jié) 典型回路及液壓傳動(dòng)概述

一、液壓傳動(dòng)簡(jiǎn)介

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)按工作介質(zhì)的循環(huán)方式不同可以分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。

開式系統(tǒng)是指液壓泵從油箱吸油,油液流經(jīng)各種控制閥后,驅(qū)動(dòng)液壓執(zhí)行元件,最后再經(jīng)過換向閥回油箱。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,系統(tǒng)油箱大,油泵自吸性能好,還可以發(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。

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),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,故傳動(dòng)較平穩(wěn)。但閉式系統(tǒng)比開式系統(tǒng)復(fù)雜,因無(wú)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油腔流量不等,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)。

二、典型回路簡(jiǎn)介

(一)快速運(yùn)動(dòng)回路

快速運(yùn)動(dòng)回路的功用在于使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工作速度,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率并使功率得到合理的利用。實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)的回路主要有液壓缸差動(dòng)連接的快速運(yùn)動(dòng)回路和雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路。

(二)調(diào)速回路

在液壓系統(tǒng)中往往需要調(diào)節(jié)液壓執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度,以適應(yīng)主機(jī)的工作循環(huán)需要。目前常用的調(diào)速回路主要有以下幾種:節(jié)流調(diào)速回路、容積調(diào)速回路、容積節(jié)流調(diào)速回路(聯(lián)合調(diào)速)。下面主要討論節(jié)流調(diào)速回路和容積調(diào)速回路。

1.采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路

節(jié)流調(diào)速回路根據(jù)流量控制元件在回路中安放的位置不同,分為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路、回油路節(jié)流調(diào)速回路、旁油路節(jié)流調(diào)速回路三種基本形式。

(1)進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路

如圖1-26(a)所示,將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵和液壓缸之間,用它來(lái)控制進(jìn)入液壓缸的流量,從而達(dá)到調(diào)速的目的,稱為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路。

在這種回路中,定量泵輸出的多余流量通過溢流閥流回油箱。由于溢流閥有溢流,泵的出口壓力為溢流閥的調(diào)定壓力并保持定值,這是進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路能夠正常工作的條件。

(2)回油路節(jié)流調(diào)速回路

如圖1-26(b)所示,將節(jié)流閥串聯(lián)在液壓缸的回油路上,借助節(jié)流閥控制液壓缸的排油量來(lái)調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)速度,稱為回油路節(jié)流調(diào)速回路。

(3)旁油路節(jié)流調(diào)速回路

把節(jié)流閥裝在與液壓缸并聯(lián)的支路上,利用節(jié)流閥把液壓泵供油的一部分排回油箱實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的回路,稱為旁油路節(jié)流調(diào)速回路。

如圖1-26(c)所示,在這個(gè)回路中,液壓泵的供油壓力取決于負(fù)載,溢流的功能由節(jié)流閥來(lái)完成,而溢流閥作安全閥用,其調(diào)定壓力為最大負(fù)載壓力的1.1~1.2倍,正常工作時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。

圖1-26 節(jié)流調(diào)速回路

2.容積調(diào)速回路

容積調(diào)速回路可用變量泵供油,根據(jù)需要調(diào)節(jié)泵的輸出流量,或應(yīng)用變量液壓馬達(dá),調(diào)節(jié)其每轉(zhuǎn)排量以進(jìn)行調(diào)速,也可以采用變量泵和變量液壓馬達(dá)聯(lián)合調(diào)速。容積調(diào)速回路的主要優(yōu)點(diǎn)是沒有節(jié)流調(diào)速時(shí)通過溢流閥和節(jié)流閥的溢流功率損失和節(jié)流功率損失。所以發(fā)熱少,效率高,適用于功率較大,并需要有一定調(diào)速范圍的液壓系統(tǒng)中。

容積調(diào)速回路按所用執(zhí)行元件的不同,分為泵-缸式回路(一般為開式回路)和泵-馬達(dá)式回路(可做成閉式回路)。這里主要介紹泵-馬達(dá)式容積調(diào)速回路。

(1)變量泵-定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路

圖1-27(a)為變量泵-定量馬達(dá)式容積調(diào)速回路。回路中壓力管路上的安全閥4,用以防止回路過載,低壓管路上連接一個(gè)小流量的輔助油泵1,以補(bǔ)償泵3和馬達(dá)5的泄漏,其供油壓力由溢流閥6調(diào)定。輔助泵與溢流閥使低壓管路始終保持一定壓力,不僅改善了主泵的吸油條件,而且可置換部分發(fā)熱油液,降低系統(tǒng)溫升。

(2)定量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路

圖1-27(b)為定量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路。馬達(dá)的輸出功率和回路的工作壓力都由負(fù)載功率決定,不因調(diào)速而發(fā)生變化,所以這種回路常被稱為恒功率調(diào)速回路。該回路的優(yōu)點(diǎn)是能在各種轉(zhuǎn)速下保持很大輸出功率不變,其缺點(diǎn)是調(diào)速范圍小,因此這種調(diào)速方法往往不能單獨(dú)使用。

圖1-27 容積調(diào)速回路

(3)變量泵-變量馬達(dá)式容積調(diào)速回路

圖1-27(c)為雙向變量泵2和雙向變量馬達(dá)3組成的容積式調(diào)速回路。回路中各元件對(duì)稱布置,改變泵的供油方向,就可實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的正反向旋轉(zhuǎn),單向閥8和5用于輔助泵1雙向補(bǔ)油,單向閥9和7使溢流閥4在兩個(gè)方向上都能對(duì)回路起過載保護(hù)作用。一般機(jī)械要求低速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩大,高速時(shí)能輸出較大的功率,這種回路恰好可以滿足這一要求。

3.同步回路

同步運(yùn)動(dòng)包括速度同步和位置同步兩類。速度同步是指各執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度相同;而位置同步是指各執(zhí)行元件在運(yùn)動(dòng)中或停止時(shí)都保持相同的位移量。同步回路就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)的回路。由于負(fù)載、摩擦、泄漏等因素的影響,很難做到精確同步。下面介紹的幾種同步回路,只能做到基本上同步。

(1)液壓缸機(jī)械聯(lián)結(jié)的同步回路

這種同步回路是用剛性梁、齒輪、齒條等機(jī)械零件在兩個(gè)液壓缸的活塞桿間實(shí)現(xiàn)剛性聯(lián)結(jié)以實(shí)現(xiàn)位移的同步。如圖1-28(a)所示,這種同步方法比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì),能基本上保證位置同步的要求,但由于機(jī)械零件在制造、安裝上的誤差,同步精度不高。同時(shí),兩個(gè)液壓缸的負(fù)載差異不宜過大,否則會(huì)造成卡死現(xiàn)象。

(2)采用調(diào)速閥的同步回路

圖1-28(b)所示是采用調(diào)速閥的單向同步回路。兩個(gè)液壓缸是并聯(lián)的,在它們的進(jìn)(回)油路上,分別串接一個(gè)調(diào)速閥,仔細(xì)調(diào)節(jié)兩個(gè)調(diào)速閥的開口大小,便可控制或調(diào)節(jié)進(jìn)入或自兩個(gè)液壓缸流出的流量,使兩個(gè)液壓缸在一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上實(shí)現(xiàn)同步,即單向同步。

這種同步回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是兩個(gè)調(diào)速閥的調(diào)節(jié)比較麻煩,而且還受油溫、泄漏等的影響,故同步精度不高,不宜用在偏載或負(fù)載變化頻繁的場(chǎng)合。

(3)用串聯(lián)液壓缸的同步回路

圖1-28(c)所示為帶有補(bǔ)償裝置的兩個(gè)液壓缸串聯(lián)的同步回路。當(dāng)兩缸同時(shí)下行時(shí),若缸5活塞先到達(dá)行程端點(diǎn),則擋塊壓下行程開關(guān)1S,電磁鐵3YA得電,換向閥3左位投入工作,壓力油經(jīng)換向閥3和液控單向閥4進(jìn)入缸6上腔進(jìn)行補(bǔ)油,使其活塞繼續(xù)下行到達(dá)行程端點(diǎn);如果缸6活塞先到達(dá)端點(diǎn),行程開關(guān)2S使電磁鐵4YA得電,換向閥3右位投入工作,壓力油進(jìn)入液控單向閥控制腔,打開閥4,缸5下腔與油箱接通,使其活塞繼續(xù)下行到達(dá)行程端點(diǎn),從而消除累積誤差。這種回路偏載所造成的壓差不影響流量的改變,只會(huì)導(dǎo)致微小的壓縮和泄漏,因此允許較大偏載,同步精度較高,回路效率也較高。

(4)采用同步馬達(dá)的同步回路

圖1-28(d)所示為采用相同結(jié)構(gòu)、相同排量的兩個(gè)液壓馬達(dá)作為等流量分流裝置的同步回路。兩個(gè)馬達(dá)軸剛性聯(lián)結(jié),把等量的油分別輸入兩個(gè)尺寸相同的液壓缸中,使兩液壓缸實(shí)現(xiàn)同步。圖中的節(jié)流閥用于消除行程端點(diǎn)兩缸的位置誤差。

圖1-28 同步回路

(5)采用同步閥的同步回路

泵輸出的油液進(jìn)入同步閥,經(jīng)同步閥中的固定節(jié)流口分成兩路,兩路油經(jīng)可變節(jié)流口后進(jìn)入執(zhí)行元件中。如圖1-28(e)所示,兩路油量因同步閥的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用,始終保持相等,不因外載變化而變化。采用同步閥的同步回路比較簡(jiǎn)單、同步精度高,但有節(jié)流損失。

4.順序回路

當(dāng)用一個(gè)液壓泵向幾個(gè)執(zhí)行元件供油時(shí),如果這些元件需要按一定順序依次動(dòng)作,就應(yīng)該采用順序回路。如轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)位和定位,夾緊機(jī)構(gòu)的定位和夾緊等。

順序動(dòng)作回路,根據(jù)其控制方式的不同,分為行程控制、壓力控制和時(shí)間控制三類。其中以前兩種用得最多,這里只對(duì)前兩種進(jìn)行介紹。

(1)行程控制順序動(dòng)作回路

圖1-29(a)是一種采用行程開關(guān)和電磁換向閥配合的順序動(dòng)作回路。操作時(shí)首先按動(dòng)啟動(dòng)按鈕,使電磁鐵1YA得電,壓力油進(jìn)入液壓缸3的左腔,使活塞按箭頭①所示方向向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)6S后,通過電氣上的聯(lián)鎖使1YA斷電,3YA得電。液壓缸3的活塞停止運(yùn)動(dòng),壓力油進(jìn)入液壓缸4的左腔,使其按箭頭②所示的方向向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)8S,使3YA斷電,2YA得電,壓力油進(jìn)入缸3的右腔,使其活塞按箭頭③所示的方向、向左運(yùn)動(dòng);當(dāng)活塞桿上的擋塊壓下行程開關(guān)5S,使2YA斷電,4YA得電,壓力油進(jìn)入液壓缸4右腔,使其活塞按箭頭④的方向返回。當(dāng)擋塊壓下行程開關(guān)7S時(shí),4YA斷電,活塞停止運(yùn)動(dòng),至此完成一個(gè)工作循環(huán)。

圖1-29 順序回路

這種順序動(dòng)作回路的優(yōu)點(diǎn)是:調(diào)整行程比較方便,改變電氣控制線路就可以改變油缸的動(dòng)作順序,利用電氣互鎖,可以保證順序動(dòng)作的可靠性。

(2)壓力控制順序動(dòng)作回路

圖1-29(b)是利用壓力繼電器實(shí)現(xiàn)順序動(dòng)作的順序回路。按啟動(dòng)按鈕,使1YA得電,換向閥1左位工作,液壓缸7的活塞向右移動(dòng),實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序①;到右端后,缸7左腔壓力上升,達(dá)到壓力繼電器3的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊,使電磁鐵1YA斷電,3YA得電,換向閥2左位工作,壓力油進(jìn)入缸8的左腔,其活塞右移,實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序②;到行程端點(diǎn)后,缸8左腔壓力上升,達(dá)到壓力繼電器5的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊,使電磁鐵3YA斷電,4YA得電,換向閥2右位工作,壓力油進(jìn)入缸8的右腔,其活塞左移,實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序③;到行程端點(diǎn)后,缸8右腔壓力上升,達(dá)到壓力繼電器6的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊,使電磁鐵4YA斷電,2YA得電,換向閥1右位工作,缸7的活塞向左退回,實(shí)現(xiàn)動(dòng)作順序④。到左端后,缸7右端壓力上升,達(dá)到壓力繼電器4的調(diào)定壓力時(shí)發(fā)訊,使電磁鐵2YA斷電,1YA得電,換向閥1左位工作,壓力油進(jìn)入缸7左腔,自動(dòng)重復(fù)上述動(dòng)作循環(huán),直到按下停止按鈕為止。

在這種順序動(dòng)作回路中,為了防止壓力繼電器在前一行程液壓缸到達(dá)行程端點(diǎn)以前發(fā)生誤動(dòng)作,壓力繼電器的調(diào)定值應(yīng)比前一行程液壓缸的最大工作壓力高0.3~0.5MPa,同時(shí),為了能使壓力繼電器可靠地發(fā)出信號(hào),其壓力調(diào)定值又應(yīng)比溢流閥的調(diào)定壓力低0.3~0.5MPa。

5.平衡回路

為了防止立式液壓缸與垂直運(yùn)動(dòng)的工作部件由于自重而自行下落造成事故或沖擊,可以在立式液壓缸下行時(shí)的回路上設(shè)置適當(dāng)?shù)淖枇Γa(chǎn)生一定的背壓,以阻止其下降或使其平穩(wěn)地下降,這種回路即為平衡回路。

(1)采用單向順序閥的平衡回路

圖1-30(a)所示是采用單向順序閥組成的平衡回路。調(diào)節(jié)單向順序閥1的開啟壓力,使其稍大于立式液壓缸下腔的背壓。活塞下行時(shí),由于回路上存在一定背壓支承重力負(fù)載,活塞將平穩(wěn)下落;換向閥處于中位時(shí),活塞停止運(yùn)動(dòng)。此處的單向順序閥又稱為平衡閥。這種平衡回路由于回路上有背壓,功率損失較大。另外,由于順序閥和滑閥存在內(nèi)泄,活塞不可能長(zhǎng)時(shí)間停在任意位置,故這種回路適用于工作負(fù)載固定且活塞閉鎖要求不高的場(chǎng)合。

圖1-30 平衡回路

(2)采用液控單向閥的平衡回路

圖1-30(b)所示是用液控單向閥的平衡回路。由于液控單向閥是錐面密封,泄漏小,故其閉鎖性能好。回油路上的單向節(jié)流閥2用于保證活塞向下運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。假如沒有節(jié)流閥,活塞下行時(shí),液控單向閥1將被控制油路打開,回油腔無(wú)背壓導(dǎo)致活塞加速下降,使液壓缸上腔供油不足,液控單向閥又會(huì)因此而關(guān)閉,但關(guān)閉后控制油路又建立起壓力,將閥2打開,致使液控單向閥時(shí)開時(shí)閉,活塞下行時(shí)很不平穩(wěn),產(chǎn)生振動(dòng)或沖擊。

6.卸荷回路

當(dāng)系統(tǒng)中執(zhí)行元件短時(shí)間工作時(shí),常使液壓泵在很小的功率下做空運(yùn)轉(zhuǎn),而不是頻繁啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓泵的原動(dòng)機(jī)。這樣可以減少液壓泵磨損,降低功率消耗,減小溫升。因?yàn)楸玫妮敵龉β蕿槠漭敵鰤毫εc輸出流量之積,當(dāng)其中的一項(xiàng)數(shù)值等于或接近于零時(shí),即為液壓泵卸荷。

卸荷的方式有兩類:一類是液壓泵卸荷,執(zhí)行元件不需要保持壓力;另一類是液壓泵卸荷,但執(zhí)行元件仍需保持壓力。

(1)執(zhí)行元件不需保壓的卸荷回路

圖1-31(a)所示為采用M型(或K型、H型)中位機(jī)能換向閥實(shí)現(xiàn)液壓泵卸荷的回路。當(dāng)換向閥處于中位時(shí),液壓泵出口直通油箱,泵卸荷。因回路需保持一定的控制壓力以操縱執(zhí)行元件,故在泵出口安裝單向閥。

圖1-31 卸荷回路

(2)執(zhí)行元件需要保壓的卸荷回路

圖1-31(b)所示為限壓式變量泵的卸荷回路。當(dāng)系統(tǒng)壓力升高達(dá)到變量泵壓力調(diào)節(jié)螺釘調(diào)定壓力時(shí),壓力補(bǔ)償裝置動(dòng)作,液壓泵3輸出流量隨供油壓力升高而減小,直到維持系統(tǒng)壓力所必需的流量,回路實(shí)現(xiàn)保壓卸荷,系統(tǒng)中的溢流閥1作安全閥用,以防止泵的壓力補(bǔ)償裝置的失效而導(dǎo)致壓力異常。

三、輔助元件簡(jiǎn)介

液壓輔助元件有濾油器、蓄能器、管件、密封件、油箱和熱交換器等,除油箱通常需要自行設(shè)計(jì)外,其余皆為標(biāo)準(zhǔn)件。液壓輔助元件和液壓元件一樣,都是液壓系統(tǒng)中不可缺少的組成部分,它們對(duì)系統(tǒng)的性能、效率、溫升、噪聲和壽命的影響不亞于液壓元件本身。輔助裝置處理不好,可導(dǎo)致系統(tǒng)工作性能不好,甚至使系統(tǒng)遭到破壞而無(wú)法工作。

1.濾油器

液壓系統(tǒng)的故障大多數(shù)是由于油液中含有雜質(zhì)而造成的,油液中的雜質(zhì)會(huì)使液壓元件運(yùn)動(dòng)副的結(jié)合面磨損,堵塞閥口,卡死閥芯,使系統(tǒng)工作可靠性大為降低。在系統(tǒng)中安裝濾油器,是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。

按濾芯的材料和結(jié)構(gòu)形式,濾油器可分為網(wǎng)式、線隙式、紙質(zhì)濾芯式、燒結(jié)式濾油器及磁性濾油器等。按濾油器安裝的位置不同,還可以分為吸濾器、壓濾器和回油過濾器。考慮到泵的自吸性能,吸油濾油器多為粗濾器。

(1)網(wǎng)式濾芯

如圖1-32(a)所示,網(wǎng)式濾芯是在周圍開有很多孔的金屬筒形骨架1上,包著一層或兩層銅絲網(wǎng)2,過濾精度由網(wǎng)孔大小和層數(shù)決定。網(wǎng)式濾芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,清洗方便,通油能力大,過濾精度低,常作吸濾器。

圖1-32 不同材料和結(jié)構(gòu)形式濾油器

(2)線隙式濾芯

線隙式濾芯如圖1-32(b)所示,用銅線或鋁線密繞在筒形骨架的外部來(lái)組成濾芯,油液經(jīng)線間間隙和筒形骨架槽孔流入濾芯內(nèi),再?gòu)纳喜靠椎懒鞒觥_@種濾油器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通油能力大,過濾效果好,多為回油過濾器。

(3)紙質(zhì)濾芯

圖1-32(c)所示為紙質(zhì)濾油器的結(jié)構(gòu),其類同于線隙式,只是濾芯為紙制,由三層組成。外層2為粗眼鋼板網(wǎng),中層3為折疊成星狀的濾紙,里層4由金屬絲網(wǎng)與濾紙折疊而成。紙制濾芯結(jié)構(gòu)緊湊,通油能力大,過濾精度可達(dá)5~30m,可在32MPa下工作,在配備殼體后用作壓力油的過濾;其缺點(diǎn)是無(wú)法清洗,需經(jīng)常更換濾芯。

為了保證濾油器能正常工作,不致因雜質(zhì)逐漸聚積在濾芯上引起壓差增大而損壞紙芯,濾油器頂部裝有堵塞狀態(tài)發(fā)訊裝置1,當(dāng)濾芯逐漸堵塞時(shí),壓差增大,感應(yīng)活塞推動(dòng)電氣開關(guān)并接通電路,發(fā)出堵塞報(bào)警信號(hào),提醒操作人員更換濾芯。

(4)燒結(jié)式濾芯

圖1-32(d)所示為金屬燒結(jié)式濾芯。濾芯可按需要制成不同的形狀,選擇不同粒度的粉末燒結(jié)成不同厚度的濾芯,可以獲得不同的過濾精度,其范圍在10~100μm之間。燒結(jié)式濾油器的過濾精度較高,濾芯的強(qiáng)度高,抗沖擊性能好,能在較高溫度下工作,有良好的抗腐蝕性,且制造簡(jiǎn)單,它可安裝在不同的位置。

(5)磁性濾油器

磁性濾油器的工作原理就是利用磁鐵吸附油液中的鐵質(zhì)微粒。但一般的磁性濾油器對(duì)其他非鐵質(zhì)污染物不起作用,通常用作回油過濾或其他形式濾油器的一部分。

2.蓄能器

蓄能器是一種能量?jī)?chǔ)蓄裝置。它在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)將系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閴嚎s能或位能儲(chǔ)存起來(lái),當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí),又將壓縮能或位能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤夯驓鈮旱饶芰酷尫懦鰜?lái),重新補(bǔ)給系統(tǒng)。

(1)蓄能器的功能

輔助動(dòng)力源——工作周期較短的間歇工作系統(tǒng)或一個(gè)循環(huán)內(nèi)速度差別很大的系統(tǒng),在系統(tǒng)不需要大流量時(shí),可以把液壓泵輸出的多余壓力油儲(chǔ)存在蓄能器內(nèi),到需要時(shí)再由蓄能器快速向系統(tǒng)釋放,這樣就可以減小液壓泵的容量以及電動(dòng)機(jī)的功率消耗,從而降低系統(tǒng)溫升。

系統(tǒng)保壓——在液壓泵停止向系統(tǒng)提供油液的情況下,蓄能器所存儲(chǔ)的壓力油液向系統(tǒng)補(bǔ)充,補(bǔ)償系統(tǒng)泄漏或充當(dāng)應(yīng)急能源,使系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)維持系統(tǒng)壓力。避免系統(tǒng)在油源突然中斷時(shí)所造成的機(jī)件損壞。

吸收系統(tǒng)脈動(dòng),緩和背壓沖擊——蓄能器能吸收系統(tǒng)壓力突變時(shí)的沖擊,如液壓泵突然啟動(dòng)或停止,液壓閥突然關(guān)閉或開啟,液壓缸突然運(yùn)動(dòng)或停止。也能吸收液壓泵工作時(shí)的流量脈動(dòng)所引起的壓力脈動(dòng),相當(dāng)于油路中的平滑濾波。

(2)蓄能器的結(jié)構(gòu)形式

如圖1-33所示,蓄能器通常有重力式、彈簧式和充氣式(氣體加載式)等幾種。目前常用的是利用氣體壓縮和膨脹來(lái)儲(chǔ)存、釋放液壓能的充氣式蓄能器。

圖1-33 蓄能器的結(jié)構(gòu)形式

3.油箱

油箱的基本功能是:儲(chǔ)存工作介質(zhì);散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量;分離油液中混入的空氣,沉淀污染物及雜質(zhì)。

按油面是否與大氣相通,可分為開式油箱與閉式油箱(充壓式油箱)。開式油箱與大氣相通,散熱條件較好,廣泛用于一般的液壓系統(tǒng);閉式油箱體積小,散熱性差,需設(shè)置專門的冷卻裝置,一般由于行走機(jī)械、水下和高空無(wú)穩(wěn)定氣壓的場(chǎng)合。

為了在相同的容量下得到最大的散熱面積,油箱外形以立方體或長(zhǎng)六面體為宜,最高油面只允許達(dá)到油箱高度的80%,油箱一般由鋼板焊接而成,頂蓋可以是整體的,也可以分為幾塊,泵和電機(jī)、閥的集成裝置有時(shí)也安裝在箱蓋上,油箱底腳高度應(yīng)在150mm以上,以便散熱、搬移和放油;油箱四周要有吊耳,以便起吊裝運(yùn)。

4.管件

管件包括管道、管接頭和法蘭等,其作用是保證油路的連通,并便于拆卸、安裝;根據(jù)工作壓力、安裝位置確定管件的連接結(jié)構(gòu);與泵、閥等連接的管件應(yīng)由其接口尺寸決定管徑。

(1)管道

管道種類、特點(diǎn)和適用場(chǎng)合見表1-1。

表1-1 管道的種類、特點(diǎn)和適用場(chǎng)合

(2)管接頭

管接頭是管道與管道、管道與其他元件的可拆卸連接件,如泵、閥、集成塊等的連接。接口一般采用普通細(xì)牙螺紋或錐螺紋。

5.熱交換器

液壓系統(tǒng)的工作溫度一般希望保持在30~50℃的范圍之內(nèi),最高不超過65℃,最低不低于15℃,如果液壓系統(tǒng)靠自然冷卻仍不能使油溫控制在上述范圍內(nèi),就需要安裝冷卻器;反之,如環(huán)境溫度太低,無(wú)法使液壓泵啟動(dòng)或正常運(yùn)轉(zhuǎn),就需安裝加熱器。

(1)冷卻器

液壓系統(tǒng)中用得較多的冷卻器是強(qiáng)制對(duì)流式多管頭冷卻器,也有使用蛇形管冷卻器。

當(dāng)液壓系統(tǒng)散熱量較大時(shí),可使用化工行業(yè)中的水冷式板式換熱器,它可及時(shí)將油液中的熱量散發(fā)出去。

(2)加熱器

液壓系統(tǒng)的加熱一般采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能按需要自動(dòng)調(diào)節(jié)最高和最低溫度的電加熱器,由于油液是熱的不良導(dǎo)體,單個(gè)加熱器的功率容量不能太大,以免其周圍油液的溫度過高而發(fā)生變質(zhì)。

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