液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是液壓機(jī)械的一個(gè)組成部分,液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要同主機(jī)的總體設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行贞绵。著手設(shè)計(jì)時(shí)恍飘,必須從實(shí)際情況出發(fā)谴垫,有機(jī)地結(jié)合各種傳動(dòng)形式母蛛,充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單彩郊、工作可靠、成本低秫逝、效率高、操作簡(jiǎn)單违帆、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟并無(wú)嚴(yán)格的順序狈醉,各步驟間往往要相互穿插進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)苗傅,在明確設(shè)計(jì)要求之后班巩,大致按如下步驟進(jìn)行。
1)確定液壓執(zhí)行元件的形式抱慌;
2)進(jìn)行工況分析,確定系統(tǒng)的主要參數(shù)抑进;
3)制定基本方案,擬定液壓系統(tǒng)原理圖匿情;
4)選擇液壓元件;
5)液壓系統(tǒng)的性能驗(yàn)算炬称;
6)繪制工作圖涡拘,編制技術(shù)文件。
2.明確設(shè)計(jì)要求
設(shè)計(jì)要求是進(jìn)行每項(xiàng)工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。在制定基本方案并進(jìn)一步著手液壓系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)之前棘利,必須把設(shè)計(jì)要求以及與該設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的其他方面了解清楚。
1)主機(jī)的概況:用途赡译、性能不铆、工藝流程、作業(yè)環(huán)境誓斥、總體布局等;
2)液壓系統(tǒng)要完成哪些動(dòng)作劳坑,動(dòng)作順序及彼此聯(lián)鎖關(guān)系如何;
3)液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式涝开,運(yùn)動(dòng)速度;
4)各動(dòng)作機(jī)構(gòu)的載荷大小及其性質(zhì)舀武;
5)對(duì)調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性银舱、轉(zhuǎn)換精度等性能方面的要求跛梗;
6)自動(dòng)化程序、操作控制方式的要求核偿;
7)對(duì)防塵、防爆宪祥、防寒、噪聲蝗羊、安全可靠性的要求耀找;
8)對(duì)效率、成本等方面的要求野芒。
1)制定基本方案
a制定調(diào)速方案
液壓執(zhí)行元件確定之后,其運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的控制是擬定液壓回路的核心問(wèn)題撮抓。
方向控制用換向閥或邏輯控制單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一般中小流量的液壓系統(tǒng)丹拯,大多通過(guò)換向閥的有機(jī)組合實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。對(duì)高壓大流量的液壓系統(tǒng)乖酬,現(xiàn)多采用插裝閥與先導(dǎo)控制閥的邏輯組合來(lái)實(shí)現(xiàn)融求。
速度控制通過(guò)改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的調(diào)整方式有節(jié)流調(diào)速生宛、容積調(diào)速以及二者的結(jié)合——容積節(jié)流調(diào)速。
節(jié)流調(diào)速一般采用定量泵供油陷舅,用流量控制閥改變輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量來(lái)調(diào)節(jié)速度。此種調(diào)速方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單狸驳,由于這種系統(tǒng)必須用閃流閥,故效率低耙箍,發(fā)熱量大酥馍,多用于功率不大的場(chǎng)合。
容積調(diào)速是靠改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的旨袒。其優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有溢流損失和節(jié)流損失,效率較高砚尽。但為了散熱和補(bǔ)充泄漏,需要有輔助泵必孤。此種調(diào)速方式適用于功率大瑞躺、運(yùn)動(dòng)速度高的液壓系統(tǒng)兴想。
容積節(jié)流調(diào)速一般是用變量泵供油,用流量控制閥調(diào)節(jié)輸入或輸出液壓執(zhí)行元件的流量捞镰,并使其供油量與需油量相適應(yīng)。此種調(diào)速回路效率也較高岸售,速度穩(wěn)定性較好,但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜冰评。
節(jié)流調(diào)速又分別有進(jìn)油節(jié)流木羹、回油節(jié)流和旁路節(jié)流三種形式。進(jìn)油節(jié)流起動(dòng)沖擊較小坑填,回油節(jié)流常用于有負(fù)載荷的場(chǎng)合,旁路節(jié)流多用于高速脐瑰。
調(diào)速回路一經(jīng)確定,回路的循環(huán)形式也就隨之確定了苍在。
節(jié)流調(diào)速一般采用開(kāi)式循環(huán)形式。在開(kāi)式系統(tǒng)中续誉,液壓泵從油箱吸油,壓力油流經(jīng)系統(tǒng)釋放能量后酷鸦,再排回油箱。開(kāi)式回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單臼隔,散熱性好妄壶,但油箱體積大,容易混入空氣丁寄。
容積調(diào)速大多采用閉式循環(huán)形式例嘱。閉式系統(tǒng)中宁舰,液壓泵的吸油口直接與執(zhí)行元件的排油口相通,形成一個(gè)封閉的循環(huán)回路蛮艰。其結(jié)構(gòu)緊湊,但散熱條件差壤蚜。
b制定壓力控制方案
液壓執(zhí)行元件工作時(shí)徊哑,要求系統(tǒng)保持一定的工作壓力或在一定壓力范圍內(nèi)工作,也有的需要多級(jí)或無(wú)級(jí)連續(xù)地調(diào)節(jié)壓力莺丑,一般在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中,通常由定量泵供油梢莽,用溢流閥調(diào)節(jié)所需壓力,并保持恒定昏名。在容積調(diào)速系統(tǒng)中,用變量泵供油洪鸭,用安全閥起安全保護(hù)作用。
在有些液壓系統(tǒng)中览爵,有時(shí)需要流量不大的高壓油,這時(shí)可考慮用增壓回路得到高壓拾枣,而不用單設(shè)高壓泵盒让。液壓執(zhí)行元件在工作循環(huán)中,某段時(shí)間不需要供油邑茄,而又不便停泵的情況下,需考慮選擇卸荷回路肺缕。
在系統(tǒng)的某個(gè)局部授帕,工作壓力需低于主油源壓力時(shí)浮梢,要考慮采用減壓回路來(lái)獲得所需的工作壓力。
c制定順序動(dòng)作方案
主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作秕硝,根據(jù)設(shè)備類型不同,有的按固定程序運(yùn)行远豺,有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)惊来,一般用手動(dòng)的多路換向閥控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程控制裁蚁,當(dāng)工作部件移動(dòng)到一定位置時(shí)检眯,通過(guò)電氣行程開(kāi)關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來(lái)控制接續(xù)的動(dòng)作。行程開(kāi)關(guān)安裝比較方便锰瘸,而用行程閥需連接相應(yīng)的油路,因此只適用于管路聯(lián)接比較方便的場(chǎng)合避凝。
另外還有時(shí)間控制、壓力控制等管削。例如液壓泵無(wú)載啟動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間含思,當(dāng)泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,延時(shí)繼電器發(fā)出電信號(hào)使卸荷閥關(guān)閉饲做,建立起正常的工作壓力。壓力控制多用在帶有液壓夾具的機(jī)床盆均、擠壓機(jī)壓力機(jī)等場(chǎng)合。當(dāng)某一執(zhí)行元件完成預(yù)定動(dòng)作時(shí)泪姨,回路中的壓力達(dá)到一定的數(shù)值,通過(guò)壓力繼電器發(fā)出電信號(hào)或打開(kāi)順序閥使壓力油通過(guò)肮砾,來(lái)啟動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作。
d選擇液壓動(dòng)力源
液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來(lái)提供唇敞,液壓源的核心是液壓泵。節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)一般用定量泵供油疆柔,在無(wú)其他輔助油源的情況下镶柱,液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量,多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱鞋屈,溢流閥同時(shí)起到控制并穩(wěn)定油源壓力的作用。容積調(diào)速系統(tǒng)多數(shù)是用變量泵供油厂庇,用安全閥限定系統(tǒng)的最高壓力。
為節(jié)省能源提高效率权旷,液壓泵的供油量要盡量與系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)在工作循環(huán)各階段中系統(tǒng)所需油量相差較大的情況拄氯,一般采用多泵供油或變量泵供油它浅。對(duì)長(zhǎng)時(shí)間所需流量較小的情況,可增設(shè)蓄能器做輔助油源姐霍。
油液的凈化裝置是液壓源中不可缺少的。一般泵的入口要裝有粗過(guò)濾器镊折,進(jìn)入系統(tǒng)的油液根據(jù)被保護(hù)元件的要求,通過(guò)相應(yīng)的精過(guò)濾器再次過(guò)濾腌乡。為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱,可在回油路上設(shè)置磁性過(guò)濾器或其他型式的過(guò)濾器与纽。根據(jù)液壓設(shè)備所處環(huán)境及對(duì)溫升的要求塘装,還要考慮加熱影所、冷卻等措施。
4.繪制液壓系統(tǒng)圖
整機(jī)的液壓系統(tǒng)圖由擬定好的控制回路及液壓源組合而成猴娩。各回路相互組合時(shí)要去掉重復(fù)多余的元件,力求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單矛双。注意各元件間的聯(lián)鎖關(guān)系,避免誤動(dòng)作發(fā)生议忽。要盡量減少能量損失環(huán)節(jié)。提高系統(tǒng)的工作效率栈幸。
為便于液壓系統(tǒng)的維護(hù)和監(jiān)測(cè),在系統(tǒng)中的主要路段要裝設(shè)必要的檢測(cè)元件(如壓力表速址、溫度計(jì)等)由驹。
大型設(shè)備的關(guān)鍵部位,要附設(shè)備用件荔棉,以便意外發(fā)生時(shí)能迅速更換,保證主要連續(xù)工作润樱。
各液壓元件盡量采用國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件,在圖中要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的液壓元件職能符號(hào)的常態(tài)位置繪制壹若。對(duì)于自行設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)元件可用結(jié)構(gòu)原理圖繪制。
系統(tǒng)圖中應(yīng)注明各液壓執(zhí)行元件的名稱和動(dòng)作店展,注明各液壓元件的序號(hào)以及各電磁鐵的代號(hào),并附有電磁鐵柳弄、行程閥及其他控制元件的動(dòng)作表。
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