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液压系统
液压系统

液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。一个液压系统的好坏取决于系统设计的合理性、系统元件性能的的优劣,系统的污染防护和处理,而最后一点尤为重要。近年来我国国内液压技术有很大的提高,不再单纯地使用国外的液压技术进行加工。
组成部分
一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。
动力元件
动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。
执行元件
执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。
控制元件
控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
辅助元件
辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位计、油温计等。
液压油
液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。
系统结构
液压系统由信号控制和液压动力两部分组成,信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。
液压动力部分采用回路图方式表示,以表明不同功能元件之间的相互关系。液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件;液压控制部分含有各种控制阀,其用于控制工作油液的流量、压力和方向;执行部分含有液压缸或液压马达,其可按实际要求来选择。
在分析和设计实际任务时,一般采用方框图显示设备中实际运行状况。 空心箭头表示信号流,而实心箭头则表示能量流。
基本液压回路中的动作顺序—控制元件(二位四通换向阀)的换向和弹簧复位、执行元件(双作用液压缸)的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。 对于执行元件和控制元件,演示文稿都是基于相应回路图符号,这也为介绍回路图符号作了准备。
根据系统工作原理,您可对所有回路依次进行编号。如果第一个执行元件编号为0,则与其相关的控制元件标识符则为1。如果与执行元件伸出相对应的元件标识符为偶数,则与执行元件回缩相对应的元件标识符则为奇数。 不仅应对液压回路进行编号,也应对实际设备进行编号,以便发现系统故障。
DIN ISO1219-2标准定义了元件的编号组成,其包括下面四个部分:设备编号、回路编号、元件标识符和元件编号。如果整个系统仅有一种设备,则可省略设备编号。
实际中,另一种编号方式就是对液压系统中所有元件进行连续编号,此时,元件编号应该与元件列表中编号相一致。 这种方法特别适用于复杂液压控制系统,每个控制回路都与其系统编号相对应。
注意事项
有一点机械常识的人都知道,能量会互相转换的,而把这个知识运用到液压系统上解释液压系统的功率损失是最好不过了,液压系统功率一方面会造成能量上的损失,使系统的总效率下降,另一方面,损失掉的这一部分能量将会转变成热能,使液压油的温度升高,油液变质, 导致液压设备出现故障。因此,设计液压系统时,在满足使用要求的前提下,还应充分考虑降低系统的功率损失。
第一,从动力源——泵的方面来考虑,考虑到执行器工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择限压式变量泵为宜,因为这种类型 的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行器的快速行程。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行器的工作行程。这样既能满足 执行器的工作要求,又能使功率的消耗比较合理。
第二,液压油流经各类液压阀时不可避免的存在着压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选择液压器,调整压力阀的压力也是 降低功率损失的一个重要方面。流量阀按系统中流量调节范围选取并保证其最小稳定流量能满足使用要求,压力阀的压力在满足液压设备正常工作的情况下,尽量取较低的压力。
第三,如果执行器具有调速的要求,那么在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量减少功率损失。常见的调速回路主要有:节流调速回路,容积调速回路,容积节流调 速回路。其中节流调速回路的功率损失大,低速稳定性好。而容积调速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。如果要同时满足两方面的要求,可采用差压 式变量泵和节流阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽量小,以减小压力损失。
第四,合理选择液压油。液压油在管路中流动时,将呈现出黏性,而黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力。当黏性过低时,易造成泄 漏,将降低系统容积效率,因此,一般选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。另外,当油液在管路中流动时,还存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此设计管路时尽量缩短 管道,同时减少弯管。
以上就是避免液压系统功率损失所提出来的几点工作,但是影响液压系统功率损失的因素还有很多,所以如果当具体设计一液压系统时,还需综合考虑其他各个方面的要求。
空气对液压系统的影响与防护正常情况下液压油中含有空气的比例为6~8%,由于压力的降低空气可以从液压油当中游离出来,同时由于气泡破裂对液压元件的气蚀而产生噪音,这种情况如果发生的频繁剧烈时会使液压系统工作不稳定,从而降低工作的效率。为了防止空气影响液压系统,在操作时需要注意以下几点:
  1、定期排除液压系统当中的空气,保证其正常工作。
  2、液压油泵的吸油管不仅做到密封良好还要做到不能露出油面。
  3、液压油泵的驱动装置采用双纯正品油封以保证其封气的功能良好。
  液压油当中如果含有过量的水分不但会使液压油乳化变质,还会腐蚀液压元件,加速设备的磨损。危害是十分巨大的。为了防止于水对液压系统的危害,维修时除了在维修过程中就加以注意外,还要注意对液压油储油桶的维护,对于含水量大的液压油要经过多次过滤已达到去除的目的。
为了延长液压系统的使用寿命,降低整车故障发生,在作业中应避免粗暴操作,否则会在作业时产生冲击负荷,会对液压系统长生巨大的冲击力,破坏液压元件,油管和油封等。只有使用的司机操作工认真总结经验,不断摸索修正自己的操作手法,经过长期作业后就会适应设备的个性,同时养成良好的操作习惯。除此之外在作业中还要注意发动机的运转声音,对于液压系统出现的各种噪音必须查明原因及时排除[3]。
主要特性
1、液压传动的优点
(1)体积小、重量轻,因此惯性力较小,当突然过载或停车时,不会发生大的冲击;
(2)能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度,并可实现无极调速;
(3)换向容易,在不改变电机旋转方向的情况下,可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换;
(4)液压泵和液压马达之间用油管连接,在空间布置上彼此不受严格限制;
(5)由于采用油液为工作介质,元件相对运动表面间能自行润滑,磨损小,使用寿命长;
(6)操纵控制简便,自动化程度高;
(7)容易实现过载保护。
2、液压传动的缺点
(1)使用液压传动对维护的要求高,工作油要始终保持清洁;
(2)对液压元件制造精度要求高,工艺复杂,成本较高;
(3)液压元件维修较复杂,且需有较高的技术水平;
(4)用油做工作介质,在工作面存在火灾隐患;
(5)传动效率低。

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