液壓(yā)傳動系統是液壓(ya)機械的一個組成(chéng)部分,液壓傳動系(xi)統的設計要同主(zhu)機的總體設計同(tong)時進行。着手設計(jì)時,必須從實際✊情(qíng)況出發,有機地結(jie)合各種傳動形式(shì),充分發揮液壓傳(chuan)動的優點,力求設(she)計☔出結構簡單、工(gong)作可靠、成本低、效(xiao)率高、操作簡單、維(wéi)修方便的液壓傳(chuán)動系統。
1.1 設計步驟(zhòu)
液壓系統的設計(ji)步驟并無嚴格的(de)順序,各步驟間往(wang)往要相📱互穿插進(jìn)行。一般來說,在明(míng)确設計要求🚶♀️之後(hòu),大緻按如下步驟(zhòu)進行。
1)确定液壓執(zhí)行元件的形式;
2)進(jin)行工況分析,确定(ding)系統的主要參數(shù);
3)制定基本方案,拟(ni)定液壓系統原理(lǐ)圖
4)選擇液壓元件(jiàn)
5)液壓系統的性能(neng)驗算
6)繪制工作圖(tú),編制技術文件
1.2明(ming)确設計要求
液壓(yā)系統的設計步驟(zhòu)并無嚴格的順序(xù),各步驟間💘往往要(yào)相互穿插進行。一(yī)般來說,在明确設(she)計要求之後,大緻(zhi)按如下步驟進行(háng)。
1)确定液壓執行元(yuán)件的形式;
2)進行工(gong)況分析,确定系統(tǒng)的主要參數;
3)制定(dìng)基本方案,拟定液(ye)壓系統原理圖
4)選(xuan)擇液壓元件
5)液壓(ya)系統的性能驗算(suan)
6)繪制工作圖,編制(zhi)技術文件
7)對防塵(chén)、防爆、防寒、噪聲、安(ān)全可靠性的要求(qiú)
8)對效率、成本等方(fāng)面的要求
1.3制定基(ji)本方案
1制定調速(sù)方案
液壓執行元(yuán)件确定之後,其運(yun)動方向和運動速(su)度的控制是拟🚶定(dìng)液壓回路的核心(xīn)問題。
方向控制用(yong)換向閥或邏輯控(kòng)制單元來實現。對(dui)于🤩一般中小🥵流👅量(liàng)的液壓系統,大多(duō)通過換向閥的有(you)機組🔞合實現所要(yao)求的動作。對高壓(ya)大流量的液壓系(xì)統,現多采用插裝(zhuang)閥與先導控制閥(fa)的邏輯組合來實(shi)現。
速度控制通過(guo)改變液壓執行元(yuán)件輸入或輸出的(de)流量或者利用密(mi)封空間的容積變(bian)化來實現。相應的(de)調🔞整方♍式有節流(liú)🧡調速、容積調速以(yǐ)及二者的結合——容(rong)積節流調速。
節流(liu)調速一般采用定(ding)量泵供油,用流量(liang)控制閥改變輸入(rù)或輸出液壓執行(háng)元件的流量來調(diao)節速度。此種調速(sù)方式結構簡單⭐,由(yóu)于這種系統必須(xū)用閃流閥,故效率(lǜ)低,發熱量❓大,多用(yòng)于功率🎯不大的場(chǎng)合。
容積調速是靠(kao)改變液壓泵或液(yè)壓馬達的排量來(lái)達到調速的🙇🏻目的(de)。其優點是沒有溢(yì)流損失和節流損(sun)失,效率較高。但為(wéi)了散熱和補充洩(xie)漏,需要有輔助泵(beng)。此種調速方式适(shi)用于功率大、運動(dong)速度高的液壓系(xi)統。
容積節流調速(su)一般是用變量泵(beng)供油,用流量控制(zhì)閥調節輸入🐕或輸(shū)出液壓執行元件(jian)的流量,并使其供(gòng)油量與需油量相(xiang)适應✌️。此種調速回(hui)路效率也較高,速(sù)度穩定性較好,但(dan)其結構🎯比較複🏃🏻♂️雜(zá)。
節流調速又分别(bie)有進油節流、回油(you)節流和旁路節流(liú)三種形式。進油節(jiē)流起動沖擊較小(xiǎo),回油節流常用于(yú)有負⁉️載荷的場合(he),旁路節流多用于(yú)高速調速回路一(yi)經确定,回路的循(xún)環形式也就随之(zhī)确定了。
節流調速(sù)一般采用開式循(xún)環形式。在開式系(xì)統中,液壓泵從☁️油(you)箱吸油,壓力油流(liu)經系統釋放能量(liang)後,再排♍回油箱。開(kai)式回路結😘構簡單(dan),散熱性好,但油箱(xiang)💘體積大❄️,容易混入(rù)空氣。
容積調速大(dà)多采用閉式循環(huan)形式。閉式系統中(zhong),液壓泵的💔吸👨❤️👨油口(kou)直接與執行元件(jiàn)的排油口相通,形(xing)成一🐇個封閉的㊙️循(xún)環回路。其結構緊(jin)湊,但散熱條件差(chà)。
2制定壓力控制方(fāng)案
液壓執行元件(jian)工作時,要求系統(tong)保持一定的工作(zuò)壓❓力或在一定壓(yā)力範圍内工作,也(ye)有的需要多級或(huo)無級連續地🔞調節(jie)壓力,一般在節流(liu)調速系統中♈,通常(cháng)由定量泵供油,用(yong)⛹🏻♀️溢流閥調節所需(xū)壓力,并保持恒定(ding)。在容積調速系統(tong)中,用變量泵供油(yóu),用安全👈閥起安全(quan)保☎️護作用。
在有些(xiē)液壓系統中,有時(shi)需要流量不大的(de)高壓油,這⛱️時可考(kǎo)慮✂️用增壓回路得(de)到高壓,而不用單(dan)設高🚶♀️壓泵。液壓☂️執(zhí)行元件🌍在工💃作循(xun)環中,某段時間不(bú)需要供油,而又不(bú)🔱便停泵的情況下(xià),需考慮選擇卸荷(he)回路。
在系統的某(mǒu)個局部,工作壓力(li)需低于主油源壓(yā)力時,要考👄慮采✂️用(yòng)減壓回路來獲得(dé)所需的工作壓力(li)。
3制定順序動作方(fang)案
主機各執行機(jī)構的順序動作,根(gēn)據設備類型不同(tong),有的按固👨❤️👨定程序(xù)運行,有的則是随(suí)機的或人為的。工(gōng)程㊙️機械🥰的操♍縱機(jī)構多為手動,一般(bān)用手動的多📐路換(huàn)向閥控制。加工機(ji)😄械的各💜執行機☀️構(gou)的順序動作多采(cǎi)用行程控制,當工(gōng)作部❄️件移動到一(yī)定位置時,通過電(diàn)氣行程開關發出(chū)電信号給電磁鐵(tiě)推動電磁閥或直(zhí)💰接✂️壓下行程閥來(lái)控制接續的動作(zuò)。行程開關安🌈裝比(bǐ)較方便,而♋用行程(cheng)閥需連接相應的(de)油路,因此隻适用(yong)于♋管路聯接比較(jiao)方便的場合。
另外(wai)還有時間控制、壓(yā)力控制等。例如液(yè)壓泵無載啟動,經(jing)過一段時間,當泵(bèng)正常運轉後,延時(shí)繼電器發出電信(xìn)号使卸荷閥關閉(bì),建立起正常的工(gong)作壓力。壓力控制(zhì)多用在帶有液壓(ya)夾具的機床、擠壓(yā)機壓力機等場合(he)。當某一執行元件(jiàn)完成預㊙️定動作時(shí)🐇,回路中的壓力達(dá)到一定🙇🏻的數值,通(tōng)過✌️壓力繼電器發(fa)出電信号或❗打開(kai)順序閥使壓力油(you)通過,來啟動下一(yī)個動作。
4選擇液壓(yā)動力源
液壓系統(tǒng)的工作介質完全(quán)由液壓源來提供(gòng),液壓源的核心♋是(shì)液壓泵。節流調速(sù)系統一般用定量(liang)泵供油,在無其他(tā)輔助油源的情況(kuang)下,液壓泵的供油(you)量要大于系統的(de)需油量,多餘的油(yóu)經溢流閥流回油(you)箱,溢流閥同時起(qǐ)到控制并♌穩定油(yóu)源壓力的作👉用。容(rong)積調速系統多數(shu)是用變量泵供油(yóu),用安全閥限定系(xì)統的最高壓力。
為(wei)節省能源提高效(xiao)率,液壓泵的供油(yóu)量要盡量與系統(tong)所需流量相匹配(pèi)。對在工作循環各(ge)階段中系💔統所需(xu)油量相差較🈲大的(de)情況,一般采用多(duo)泵供油或變量泵(bèng)供油。對長時間所(suǒ)需流量較㊙️小的情(qíng)況,可增設蓄能器(qi)做輔助油源。
油液(yè)的淨化裝置是液(ye)壓源中不可缺少(shǎo)的。一般泵的入🔴口(kǒu)📐要裝🏃有粗過濾器(qì),進入系統的油液(yè)根據被保護元件(jiàn)🐪的要求,通過相應(yīng)的精過濾器再次(ci)過濾。為防止系統(tong)中🌂雜質流回油箱(xiāng),可在回油路上設(shè)置🈲磁性過濾器或(huo)其他型式的過濾(lǜ)器。根據液壓設備(bei)所處環境及對溫(wen)升的要求,還要考(kǎo)慮加熱、冷卻等措(cuo)施。
1.4繪制液壓系統(tong)圖
整機的液壓系(xì)統圖由拟定好的(de)控制回路及液壓(yā)✔️源組合🐉而🔴成🌂。各回(hui)路相互組合時要(yào)去掉重複多餘的(de)元件,力👅求系💘統結(jie)構簡單。注意各元(yuan)件間的聯鎖關系(xì),避免誤動作發生(shēng)。要盡量減少能量(liang)損失環節。提高系(xi)統的工作效率,為(wei)便于液壓系統的(de)維護和💁監測,在系(xì)統🔞中的主要路段(duan)要裝設必🙇🏻要的檢(jian)測元✨件(如壓力表(biǎo)、溫⚽度計等)。
大型設(she)備的關鍵部位,要(yào)附設備用件,以便(bian)意外發生時✍️能⭐迅(xun)速🛀🏻更換,保證主要(yao)連續工作。各液壓(ya)元件盡量🈲采用國(guo)産🈚标準件,在圖中(zhong)要按國家标準規(guī)定❌的液壓元件職(zhí)能符号的常态🈚位(wèi)置繪制。對于自行(háng)設計的非标準元(yuán)件可用結構原理(li)圖繪✂️制。
系統圖中(zhōng)應注明各液壓執(zhi)行元件的名稱和(hé)動作,注明各💯液壓(yā)元件的序号以及(ji)各電磁鐵的代号(hao),并🤩附有電磁鐵、行(háng)程閥及其他控制(zhi)元件的動作表。