初步液压系统原理图设计

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：拟定液压系统原理图是整个设计工作最关键的步骤,它对系统的性能以及设计方案的经济性、合理性都具有决定性的影响。在拟定液压系统原理图时,一般可按以下步骤进行:确定执行元件的类型执行元件的类型可以根据主机工作部件所要求的运动形式来确定。调速方案一旦确定,液压泵的类型也就基本确定了,而系统中换向、卸荷、压力控制等回路都与泵的类型有关,故这些回路也就大致明确了。

拟定液压系统原理图是整个设计工作最关键的步骤,它对系统的性能以及设计方案的经济性、合理性都具有决定性的影响。这一步骤涉及的知识面广,需综合运用所学知识。其一般方法是:根据主机动作和性能要求,先分别选择液压元件和基本回路,然后将它们有机地组合成一个完整的系统。

在拟定液压系统原理图时,一般可按以下步骤进行:

(1)确定执行元件的类型

执行元件的类型可以根据主机工作部件所要求的运动形式来确定。一般来说,对于行程不大的直线往复运动可选用液压缸,对于连续回转运动可选液压马达,对于小于360°的摆动可选摆动式液压缸。应该指出,通过多种机构都可对运动形式进行转换,因而在选择执行元件类型时不能过分拘泥于上述形式。应根据工作部件的性能要求,充分发挥执行元件的特点,采用执行元件搭配适当的机构,以得到所需的运动形式。例如:对于长行程的往复直线运动,可采用液压马达通过齿轮齿条机构、链轮链条机构或螺母螺杆机构来驱动;对于断续回转运动,可采用液压缸通过齿条齿轮机构或棘爪棘轮机构配合超越离合器来驱动。至于执行元件的具体结构形式,可参考第三章内容结合具体情况来确定。

(2)选择液压基本回路

液压系统原理图的核心是调速回路,它对其他回路的选择往往具有决定性的影响。一般来说,许多机器的液压系统都以调速为其主要要求,因而速度的调节就成为这些系统的核心问题。往往调速回路一经确定,其他回路的形式就基本确定了。因此,选择基本回路应从选择调速回路开始。

选择调速回路可按以下原则进行:

①对于调速范围大、低速稳定性好、允许有较大温升的小功率液压系统可采用节流调速回路。

②上述回路若不允许有较大温升,则可采用容积节流调速回路。

③对于调速范围不大、速度稳定性要求不高,但不允许有较大温升的中高压大功率系统可采用容积调速回路。

④上述回路若要求调速范围大,则可采用多泵分级调速回路。

调速方案一旦确定,液压泵的类型也就基本确定了,而系统中换向、卸荷、压力控制等回路都与泵的类型有关,故这些回路也就大致明确了。例如:节流调速采用定量泵,则必须用换向阀换向,用溢流阀定压,这时又可利用换向阀的中位机能或溢流阀的遥控口卸荷;若容积调速采用双向变量泵,则可利用泵换向,而不必采用换向阀,这时可利用二位二通换向阀与执行元件并联实现卸荷;若容积节流调速采用限压式变量泵,则可利用泵卸荷等。

此外,采用节流调速时必须用开式循环,带有较大的油箱,而采用容积调速时才有可能采用闭式循环,采用较小的油箱。总之,对调速方案必须慎重考虑。

(3)选择控制方式

控制方式主要根据主机工艺要求来确定。如果机器只要求手动操作,则系统中采用手动换向阀;如果机器要求实现一定自动循环,这就涉及采用行程控制、压力控制和时间控制的问题。一般来说,行程控制动作可靠,是最通用的控制方式;合理使用压力控制方式可以简化系统,但在一个系统中不宜多次使用;时间控制不单独使用,往往与行程或压力控制配合使用,由于其难以准确控制换接点,故使用得较少。按不同控制方式设计出的系统,其繁简程度可能相差很大,故应合理选择适当的控制方式,以得到既简单而性能又完善的系统。

(4)合成液压系统原理图

根据选定的各基本回路,配上一些辅助元件或回路,如滤油器、压力表、压力表开关等,即可组合成液压系统原理图。组合时应注意以下几点:

①尽可能去掉多余的液压元件,力求系统简单,元件数量和品种规格要少。

②应避免各回路间的干扰,保证各回路能满足动作和性能的设计要求。例如,在用单液压泵驱动两个执行元件的系统中,一个执行元件需保压,而另一个执行元件运动时的负载变化会使油路压力变化,对保压有干扰,这就需在系统中增设单向阀、蓄能器等元件。

③合理布置测压点。测压点的布置应便于调整压力阀的压力和观察系统中的压力。合理布置测压点对于调试系统和寻找系统故障是很重要的。一般在液压泵的出口、液压缸的前后腔、减压阀出口、顺序阀的控制油路和需保压的回路等处,均应布置测压点。若系统有多个测压点,可采用多点压力表开关,以减少台面上压力表的数目。

初步液压系统原理图设计

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