液压平衡回路辨析
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液压系统的平衡回路类型与工作原理解析许多机床或机电设备的执行机构是沿垂直方向运动的.这些机床设备的液压系统无论在工作或停止时,始终都会受到执行机构较大重力负载的作用。
如果没有一相应的平衡措施将重力负载平衡,就会造成机床设备执行装置的自行下滑或操作时的动作失控,其后果将十分严重。
平衡回路的功能就在于使液压执行元件的回油路上始终保持一定的背压力,用来平衡执行机构重力负载对液压执行元件的作用力.使之不会因自重作用而自行下滑,实现液压系统对机床设备动作的平稳、可靠控制。
液压系统中平衡回路的定义:对于执行元件与垂直运动部件相连的结构(如竖直安装的液压缸等),当垂直运动部件下行时,都会出现超越负载(或称负负载)。
超越负载的特征是:负载力的方向与运动方向相同,负载力将助长执行元件的运动。
图U所示为液压系统中常见的几种超越负载的情形。
当出现超越负载时,若执行元件的回油路无压力,运动部件会因自重产生自行下滑,甚至可能产生超速(超过液压泵供油流量所提供的执行元件的运动速度)运动。
如果在执行元件的回油路设置一定的背压(回油压力)来平衡超越负载,就可以防止运动部件的自行下滑和超速。
这种设置背压与超越负载相平衡的回路,称平衡回路(或限速回路)。
平衡回路图1、采用单向顺序阀的平衡回路图1(a)是采用单向顺序阀的平衡回路。
调整顺序阀,使其开启压力与液压缸下腔作用面积的乘积稍大于垂直运动部件的重力。
当活塞下行时,由于回油路上存在一定的背压来支承重力负载,只有在活塞的上部具有一定压力时活塞才会平稳下落;当换向阀处于中位时,活塞停止运动,不再继续下行。
此处的顺序阀又被称作平衡阀。
在这种平衡回路中,当顺序阀调整压力调定后.若工作负载变小.则泵的压力需要增加,这将使系统的功率损失增大。
由于滑阀结构的顺序阀和换向阀存在内泄漏,很难使活塞长时间稳定地停在任意位置,这会造成重力负载装置下滑。
故这种回路适用于工作负载固定且对液压缸活塞锁定定位要求不高的场合。
四、液压基本回路故障分析液压基本回路的故障很多,有由元件本身故障引起的,也有由于回路设计不当造成的,这里就几个典型的故障实例进行分析,希望能起到举一反三的作用。
例1:有一回油节流调速回路,该回路中液压泵异常发热。
该系统采用定量柱塞泵,工作压力为26MPa。
系统工作时,回路中各元件工作均正常。
检查:发现油箱内油温为45C左右,液压泵外壳温度为60C。
另发现液压泵的外泄油管接在泵的吸油管中,且用手摸发烫。
原因:液压泵的温度较油温高15C左右,这是由于高压泵运转时内部泄漏造成的。
当泵的外泄油管接入泵的吸油管时,热油进入液压泵的吸油腔,使油的粘度大大降低,从而造成更为严重的泄漏,发热量更大,以致造成恶性循环,使泵的壳体异常发热。
措施:排除液压泵异常发热的措施是将液压泵的外泄油管单独接回油箱。
另外,还可以扩大冷却器的容量。
例2:某双泵回路中液压泵产生较大的噪声。
检查:发现双泵合流处距离泵的出口太近,只有10cm原因:在泵的排油口附近产生涡流。
涡流本身产生冲击和振动,尤其是在两股涡流汇合处, 涡流方向急剧变化,产生气穴现象,使振动和噪声加剧。
措施:排除故障的方法是将两泵的合流处安装在远离泵排油口的地方。
例3:有一双泵系统,如图7.5.1所示。
该系统有两个溢流阀,它们的调定压力均是14MPa,当两个溢流阀均动作时,溢流阀产生笛鸣般的叫声。
图7.5.1 溢流阀回路检查:溢流阀产生笛鸣般啸叫声的原因是两个溢流阀产生共振原因:因为两个阀调定压力一样、结构一样,所以固有频率相同,从而产生共振措施:排除故障的方法有三个。
第一个处理方法是将两个溢流阀的调定压力错开,一个为14MPa,—个为13MPa。
一般来说,调定压力错开1MPa就可以避免共振。
但液压缸工作在13MPa以下时,液压缸速度由两个泵供油量决定。
若缸的工作压力在13MPa〜14MPa之间时,缸的速度由一个泵的供油量决定;第二个处理方法是用一个大流量的溢流阀代替原来的两个溢流阀,其调定压力仍为14MPa,见图7.5.2第三个处理方法是增加一个远程控制阀3,将远程控制阀与溢流阀远控口相连通。
液压基本回路原理与分析液压基本回路是用于实现液体压力、流量及方向等控制的典型回路。
它由有关液压元件组成。
现代液压传动系统虽然越来越复杂,但仍然是由一些基本回路组成的。
因此,掌握基本回路的构成,特点及作用原理,是设计液压传动系统的基础。
1. 压力控制回路压力控制回路是以控制回路压力,使之完成特定功能的回路。
压力控制回路种类很多。
例如液压泵的输出压力控制有恒压、多级、无级连续压力控制及控制压力上下限等回路。
在设计液压系统、选择液压基本回路时,一定要根据设计要求、方案特点,适当场合等认真考虑。
当载荷变化较大时,应考虑多级压力控制回路;在一个工作循环的某一段时间内执行元件停止工作不需要液压能时,则考虑卸荷回路;当某支路需要稳定的低于动力油源的压力时,应考虑减压回路;在有升降运动部件的液压系统中,应考虑平衡回路;当惯性较大的运动部件停止、容易产生冲击时,应考虑缓冲或制动回路等。
即使在同一种的压力控制基本回路中,也要结合具体要求仔细研究,才能选择出最佳方案。
例如选择卸荷回路时,不但要考虑重复加载的频繁程度,还要考虑功率损失、温升、流量和压力的瞬时变化等因素。
在压力不高、功率较小。
工作间歇较长的系统中,可采用液压泵停止运转的卸荷回路,即构成高效率的液压回路。
对于大功率液压系统,可采用改变泵排量的卸荷回路;对频繁地重复加载的工况,可采用换向阀的卸荷回路或卸荷阀与蓄能器组成的卸荷回路等。
1.1调压回路液压系统中压力必须与载荷相适应,才能即满足工作要求又减少动力损耗。
这就要通过调压回路实现。
调压回路是指控制整个液压系统或系统局部的油液压力,使之保持恒定或限制其最高值。
1.1.1用溢流阀调压回路1.1.1.1远程调压回路特点:系统的压力可由与先导式溢流阀1的遥控口相连通的远程调压阀2进行远程调节。
远程调压阀2的调整压力应小于溢流阀1的调整压力,否则阀2不起作用。
特点:用三个溢流阀进行遥控连接,使系统有三种不同压力调定值。
2021年第1期(总199期)CFHI**************一重技术液压传动因为具有一系列优点而广泛地应用于起重运输机械、矿山机械、机床加工等多个领域[1]。
在很多场合,工作装置需要负重做较大距离的升降工作。
当重物下降时,会因为自身的重力而加速下行,这样不仅威胁到人员的安全,还会影响到作业区域机器设备的安全,是绝对不允许的。
因此,工作装置的液压系统需要设置专门的平衡回路,同为正常的施工作业提供安全保障。
此外,当工作需要时,可以通过平衡回路使重物停留在某一位置。
因此,平衡回路的作用是防止工作装置超速下降和实现承重静止。
通常是在回油路上设置节流阀或顺序阀,以达到限定执行元件速度(转速)的目的,必要时可增设液控单向阀。
1采用节流阀的平衡回路在由节流阀构成的平衡回路中,节流阀具有控制回路流量,限制执行元件速度的作用[2]。
当换向阀处于右工作位时,液压缸的小腔进油,大腔回油,活塞缩回,重物随之下降。
如果需要重物停留某一位置,则需要回路具备锁紧功能,此时可增设一液控单向阀(见图1)。
重物停止运动时,换向阀回归中位,进油路泄压,液控单向阀的控制油液也会泄压,液控单向阀关闭,实现锁紧,回路处于承重静止状态[3]。
液控单向阀属于锥阀式机构,锁紧性能好。
因此,重物的定位精度很高[4]。
当重物下降时,进油腔压力形成,液控单向阀打开,回油路的油液反向通过液控单向阀。
对于该类型的回路,节流阀形成足够压力和稳定流量的动态过程时间较长,因此在相当长的时间内,重物处于加速下降状态,然后才转为匀速运动。
此类回路只适用于对下降速度均匀性要求不高的场合[5]。
为了实现重物在静止时的定位精度,换向阀中位宜采用H 型或Y 型,否则液控单向阀因1.四川建筑职业技术学院交通与市政工程系讲师,四川德阳618000液压系统平衡回路分析徐成东1摘要:平衡回路可由节流阀或顺序阀构成。
通过对节流阀构成的平衡回路进行分析,论述实现锁紧的措施。
内控顺序阀和外控顺序阀均可用于平衡回路,作为平衡阀使用。
液压三种调速回路特性分析报告学院:机械工程学院班级:机师1111姓名:***学号:***********液压三种调速回路特性分析报告下面分析三种调速回路为什么在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等特性方面不同。
三种调速回路特性比较1、首先分析比较进出油回路与旁油回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别:(1)进油节流调速回路:液压缸动作后,活塞杆缓慢动作,逐渐调大通流面积可以观察到活塞杆运动速度增大;在运行过程中,可以看到活塞杆动作时快时慢,这个是由于进油口有节流阀限制流量,而在回油口又没有背压阀的原因,所以运动平稳性差;通常在刚启动时由于有节流阀串联在进油口,所以启动冲击小;另外多余的油液被溢出,所以工作效率低。
在本回路中,工作部件的运动速度随外负载的增减而忽快忽慢,难以得到准确的速度,故适用于轻负载或负载变化不大,以及速度不高的场合。
(2)回油节流调速回路:节流阀在回油路中,所以这种回路多用在功率不大,但载荷变化较大,运动平稳性要求较高的液压系统中,如磨削和精镗的组合机床等。
(3)旁路节流调速回路:与前两种回路的调速方法不同,它的节流阀和执行元件是并联关系,节流阀开的越大,活塞杆运行越慢。
这种回路适用于负载变化小,对运动平稳性要求不高的高速大功率的场合,例如牛头刨床的主传动系统,有时候也可用在随着负载增大,要求进给速度自动减小的场合。
2、分析比较用节流阀和用调速阀在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别:由于调速阀本身能在负载变化的变件下保证节流阀进、出油口间压差基本不变,通过的流量也基本不变,因而回路的速度-负载性将得到改善,旁路节流调速回路的承载能力也不会因活塞速度降低而减小。
调速阀节流调速回路的速度-负载特性曲线如图7-6所示3、分析比较限压式和稳流式容积节流调速回路在速度稳定性、承载能力、调速范围、功率特性、适用范围等方面的区别:(1)限压式容积节流调速回路变量泵输出的流量P q 和进入液压缸的流量1q 相适应。