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如何设计液压系统,液压系统的设计思路?

文章来源:http://www.jixiewan.com/news710045.html 发表时间:2021-11-1 3:00:00

液压传动系统是液压机械的组成部分,液压传动系统的设计必须与主体的整体设计同时进行。开始设计时,必须从实际情况出发,有机结合各种传动形式,充分发挥液压传动的优点,设计结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维护方便的液压传动系统。


一、设计步骤。

  液压系统的设计步骤没有严格的顺序,每一步都要互相穿插。一般来说,设计要求明确后,大致按照以下步骤进行。

  1、确定液压执行元件的形式;

  2、分析工作条件,确定系统的主要参数;

  3、制定基本方案,制定液压系统原理图。

  4、液压元件的选择。

  5、是液压系统性能验算。

       6、绘制工作图,编制技术文件。


二、明确设计要求。

  液压系统的设计步骤没有严格的顺序,每一步都要互相穿插。一般来说,设计要求明确后,大致按照以下步骤进行。

  1、确定液压执行元件的形式;

  2、分析工作条件,确定系统的主要参数;

  3、制定基本方案,制定液压系统原理图。

  4、液压元件的选择。

  5、是液压系统性能验算。

  6、绘制工作图,编制技术文件。

  7、防尘、防爆、防寒、噪音、安全可靠性要求。

       8、对效率和成本的要求。




三、制定基本计划。

  1、制定调速计划。

  液压执行器确定后,其运动方向和运动速度的控制是制定液压电路的核心问题。

  方向控制由换向阀或逻辑控制单元实现。对于一般中小流量的液压系统,大多数都是通过换向阀的有机组合来实现所需的动作。对于高压大流量的液压系统,现在大多采用插入阀和先导控制阀的逻辑组合。

  速度控制通过改变液压执行元件的输入或输出流量或使用密封空间的体积变化来实现。相应的调节方法包括节流调节速度、体积调节速度和两者的结合——体积调节速度。

  一般采用定量泵供油,通过流量控制阀改变输入或输出液压执行元件的流量来调节速度。这种调速方式结构简单,因为该系统必须使用闪流阀,所以效率低,热值大,多用于功率小的场合。

  容积调速是通过改变液压泵或液压马达的排量来达到调速的目的。其优点是无溢流损失和节流损失,效率高。但是,为了散热和补充泄漏,需要辅助泵。该调速方式适用于功率大、运动速度高的液压系统。

  容积节流调速一般由变量泵供油,通过流量控制阀调节输入或输出液压执行元件的流量,使其供油量适应所需油量。这种调速回路效率高,速度稳定性好,但结构复杂。

  节流调速有三种形式:进油节流、回油节流和旁路节流。进油节流启动冲击小,回油节流常用于负载场合,旁路节流多用于高速调速电路。调速方案一旦确定,电路的循环形式就会确定。

  节流调速一般采用开放循环形式。在开放系统中,液压泵从油箱吸油,压力油通过系统释放能量后排回油箱。开放回路结构简单,散热性好,但油箱体积大,容易混入空气。

  体积调速多采用封闭循环形式。在封闭系统中,液压泵的吸油口与执行元件的排油口直接连接,形成封闭的循环电路。结构紧凑,但散热条件差。


  2、制定压力控制计划。

  液压执行元件工作时,要求系统保持一定的工作压力或在一定的压力范围内工作,有些还需要多级或无级连续调节压力。一般来说,在节流调速系统中,定量泵通常用于供油,溢流阀用于调节所需的压力并保持恒定。在体积调速系统中,变量泵用于供油,安全阀用于安全保护。

  在一些液压系统中,有时需要低流量的高压油。此时,可以考虑使用增压回路获得高压,而不是单独设置高压泵。当液压执行元件在工作循环中不需要供油一段时间并且不方便停止泵时,应考虑选择卸载回路。

  在系统的某个部分,当工作压力低于主油源压力时,应考虑使用减压回路来获得所需的工作压力。


  3、制定顺序动作过程。

  本体各执行机构的顺序动作,根据设备类型的不同,有按固定程序运行的,也有随机的,也有人为的。工程机械的操作机构多为手动,一般由手动多路换向阀控制。加工机械各执行机构的顺序动作多采用行程控制,工作部件移动到一定位置时,通过电气行程开关向电磁铁发出电信号,推动电磁阀或直接压下行程阀控制连续动作。行程开关安装方便,行程阀需要连接相应的回路,因此仅适用于管道连接方便的情况。

  此外还有时间控制,压力控制等。比如液压泵无负荷启动,经过一段时间正常运转后,延迟继电器发出电信号关闭卸载阀,确立正常的工作压力。压力控制多用于带有液压夹具的机床、挤出机压力机等。某执行元件完成预定动作时,电路中的压力达到一定值,通过压力继电器发出电信号或打开顺序阀使压力油通过,启动下一个动作。


  4、液压动力源的选择。

  液压系统的工作介质完全由液压源提供,液压源的核心是液压泵。节流调速系统一般由定量泵供油。在没有其他辅助油源的情况下,液压泵的供油量大于系统的需油量。多余的油通过溢流阀流回油箱,溢流阀同时控制和稳定油源压力。大多数容积调速系统由变量泵供油,安全阀限制系统的最高压力。

  为了节约能源,提高效率,液压泵的供油量应尽可能与系统所需的流量相匹配。对于系统在工作循环的各个阶段所需的油量差异较大的情况,一般采用多泵供油或变量泵供油。对于长期所需流量较小的情况,可以增加蓄能器作为辅助油源。

  在液压源中,油液净化装置是必不可少的。普通泵入口应配有粗滤器,进入系统的油液应根据被保护元件的要求,再经相应的精滤器过滤。为了防止系统中的杂质流回油箱,可以在回油路上设置磁滤器或其它过滤器。针对液压设备所处的环境和温升要求,还应考虑加热、冷却等措施。


四、绘制液压系统图。

  整个机器的液压系统图由拟定的控制电路和液压源组合而成。当每个电路相互组合时,应去除重复多余的部件,以便系统结构简单。注意各部件之间的联锁关系,避免误操作。应尽可能减少能量损失。为了提高系统的工作效率,方便液压系统的维护和监控,系统的主要部分应安装必要的检测部件(如压力表、温度计等)。

  大型设备的关键部件应附有设备零件,以便在事故发生时能够快速更换,并确保主要连续工作。每个液压元件应尽可能采用国产标准件,并应根据国家标准规定的液压元件功能符号的正常位置绘制图纸。自行设计的非标准元件可以用结构原理图来绘制。

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