液压系统设计篇
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小型液压机:液压系统设计方案概述
1. 概述
本文档旨在提供小型液压机的液压系统设计方案概述。
液压系统是小型液压机的核心部分,其设计直接影响到机器的性能和工作效率。
2. 设计目标
小型液压机的设计目标是实现以下要求:
- 提供足够的压力和力量以完成所需的工作任务
- 保证系统的安全性和可靠性
- 简化系统结构,降低成本和维护难度
3. 液压系统组成
小型液压机的液压系统主要由以下组件组成:
- 液压泵:负责将液压油从油箱中抽取并提供给液压缸
- 液压缸:通过液压油的压力产生力量,完成机器的工作任务- 液压阀:控制液压油的流量和压力,实现液压系统的各种操作功能
- 油箱:贮存液压油,并保持油温稳定
- 液压管路:连接液压泵、液压缸和液压阀,传递液压油的流动
4. 系统设计方案
为了实现设计目标,我们提出以下液压系统设计方案:
- 选择合适的液压泵:根据工作任务的需求,选择合适的液压泵,确保能够提供足够的压力和流量。
- 选择合适的液压缸:根据工作任务的需求,选择合适的液压缸,确保能够产生足够的力量。
- 选择合适的液压阀:根据工作任务的需求,选择合适的液压阀,确保能够控制液压油的流量和压力。
- 设计合理的油箱:根据系统需求和空间限制,设计合理的油箱,确保能够储存足够的液压油,并保持油温稳定。
- 设计合理的液压管路:根据系统需求和空间限制,设计合理的液压管路,确保液压油能够顺畅地流动。
5. 结论
本文档提供了小型液压机液压系统设计方案的概述。
通过选择合适的液压泵、液压缸和液压阀,并设计合理的油箱和液压管路,可以实现小型液压机的高效、安全和可靠的工作。
液压系统的设计范文液压系统设计的目标是满足工作要求,同时尽可能降低成本、提高效率和可靠性。
以下是液压系统设计的一般步骤和注意事项:1.确定工作要求:包括工作压力、流量、速度、负载、工作环境等。
2.选择液压元件:根据工作要求选择合适的液压元件,包括液压泵、执行器、控制阀等。
要考虑元件的工作压力、流量、尺寸、性能等。
3.确定系统参数:根据工作要求和液压元件的特性,确定系统的工作压力、流量、速度、温度等参数。
4.系统结构设计:根据液压元件的布置和工作要求,设计出合理的系统结构,包括主油路、副油路、仪表部分等。
要注意布置合理、管路短小、回油通畅等。
5.控制方式确定:根据工作要求和系统结构,确定液压系统的控制方式,可以是手动控制、自动控制、远程控制等。
6.安全设计:设计过程中要考虑液压系统的安全性,包括防爆、防溢、防漏、防压力过高等。
7.综合考虑:综合考虑液压系统的成本、性能、效率、可靠性等因素,做出最终的设计选择。
液压系统设计时需要注意以下几点:1.合理选择液压元件:根据工作要求和预算,选择合适的液压元件。
要考虑元件的品牌、性能、寿命、维修保养等。
2.确保系统的工作可靠性和安全性:要考虑系统在工作过程中的安全性,包括防爆、防溢、防漏、防压力过高等。
3.考虑系统的能效:要尽可能减少能源消耗,提高液压系统的效率。
可以采用变量泵、液压油气蓄能器等技术来提高系统的能效。
4.预留扩展余地:在设计时要留有一定的扩展余地,以便后期可以根据需要进行系统的扩展和升级。
综上所述,液压系统的设计是一个综合考虑工作要求、元件选择、系统参数确定、系统结构设计、控制方式选择等多方面因素的过程。
通过合理的设计,可以满足工作要求,提高系统的效率和可靠性,降低成本。
同时,设计过程中要注意系统的安全性和能效,预留扩展余地。
液压系统设计需要深入理解液压原理和液压元件特性,并结合实际情况做出合理选择。
完整的液压系统设计毕业设计1. 引言液压系统在工程领域中具有广泛的应用,特别是在机械制造、航空航天、汽车制造等领域中。
本文档旨在设计一个完整的液压系统作为毕业设计,并提供系统设计的详细说明。
2. 设计目标本设计的目标是创建一个可靠、高效的液压系统,满足以下需求:•传递大量的力和动力;•控制和调节工作负载;•提供良好的工作稳定性;•实现节能和环保。
3. 系统设计3.1 系统结构我们的液压系统将包含以下主要组件:1.液压泵:负责将液体加压并输送到液压马达或液压缸;2.液压马达或液压缸:负责将液压能转化为机械能,实现力的传递及工作载荷控制;3.液体储存装置:用于储存液体并平衡系统压力;4.液压阀门:用于控制液体流动和压力,实现系统工作的调节和控制;5.传感器和仪表:用于监测和测量液压系统的压力、流量、温度等参数。
3.2 液体选择在设计液压系统时,我们需要选择合适的液体作为工作介质。
一般情况下,液压系统常采用液体油作为工作介质,因为它具有良好的润滑性、稳定性和耐高温性能。
对于不同的应用场景,需要考虑液体的黏度、温度范围、氧化稳定性以及环境友好程度等因素。
3.3 液压元件选型为了实现液压系统的设计目标,我们需要对液压元件进行合理的选型。
液压泵、液压马达或液压缸、液压阀门等元件都有不同的类型和规格可供选择。
在选型过程中,需要考虑力的传递要求、流量和压力范围、工作稳定性以及适应特定工况的能力等因素。
3.4 系统控制在液压系统设计中,系统的控制是十分重要的。
通过合理的控制方法和策略,可以实现对液体流动、压力和工作负载的准确控制。
常用的液压系统控制方法有手动控制、自动控制和比例控制等。
根据具体需求,选择适合的控制方式可以提高系统的稳定性和性能。
4. 系统优化为了提高液压系统的工作效率和节能性,我们可以进行进一步的优化。
以下是一些常见的系统优化方法:•使用高效节能的液压泵和液压马达;•优化液体流动路径,减小能量损失;•采用高效的液压阀门和控制系统,减小能量损耗;•合理设计系统布局和管路,减小摩擦损失;•控制液压系统的工作温度,在适当的范围内减小能量损失。
单柱液压机液压系统设计液压系统设计是单柱液压机设计中非常重要的一个环节,它直接影响到机器的性能和稳定性。
下面将从液压元件的选择、液压系统的布置和管路设计三个方面来详细介绍单柱液压机液压系统的设计。
首先,液压元件的选择是液压系统设计的核心。
单柱液压机常用的液压元件包括:液压泵、液压缸、液压阀和油缸等。
液压泵的选择应根据液压机的工作条件和要求来确定,一般可选择柱塞泵或齿轮泵。
柱塞泵具有高压力和高效率的特点,适用于工作条件苛刻的液压机,而齿轮泵则适用于一般工作条件的液压机。
液压缸的选择应根据液压机的负荷和行程来确定,一般可选择单作用液压缸或双作用液压缸。
液压阀用于控制液压系统的流量、压力和方向,一般可选择比例阀或溢流阀。
油缸用于存储液压油和调整液压系统的工作压力,应根据液压机的工作条件和容量来确定。
其次,液压系统的布置应合理、简洁。
液压系统通常由液压泵、油箱、液压缸、液压阀和管路等组成,布置应尽量避免过长的输油管路和过大的阻力。
一般情况下,液压泵应与油箱相连,通过吸油管将液压油从油箱中引入液压泵,然后通过压油管将压力油输送到液压缸中。
液压阀通常位于液压泵和液压缸之间,用于控制液压系统的压力、流量和方向等参数。
在布置液压系统时,还需考虑液压系统的稳定性和安全性,合理安排液压元件之间的连接和管路布置,避免泄漏和过高的工作压力。
最后,液压系统的管路设计也非常关键。
在单柱液压机液压系统的管路设计中,应根据液压机的工作条件和要求来选择合适的管材和管路布置。
一般可选择钢管或橡胶软管作为液压管路材料,钢管适用于高压工作条件,而橡胶软管适用于一般工作条件。
液压系统的管路布置应符合流线型设计,尽量缩短管路长度和减小阻力。
在管路设计中,还需考虑管路的孔隙率和泄漏问题,采取合适的密封措施,确保液压系统的工作稳定和安全。
总之,单柱液压机液压系统设计是液压机设计中的重要环节,它直接影响到机器的性能和稳定性。
在设计过程中,应根据液压机的工作条件和要求,选择合适的液压元件,合理布置系统结构和管路,确保液压系统的稳定和安全。
液压系统设计方案
液压系统设计方案
液压系统是一种利用液体传输力量和信号的工作系统。
它具有传动稳定、反应迅速、力量密度大等优势,广泛应用于各个行业。
本文针对液压系统的设计方案进行探讨。
首先,液压系统的设计要考虑系统的工作环境和要求,根据工作环境的特点选择合适的液压元件。
例如,在高温环境下工作的液压系统可以选择具有高温特性的液压油和耐高温的液压元件,以确保系统的稳定性和可靠性。
其次,设计液压系统需要考虑系统的工作流量和压力。
根据所需的流量和压力选择合适的液压泵和液压阀。
根据系统的工作流量和压力进行计算,确定合适的管道和液压元件的尺寸,以确保液压系统的工作效率和安全性。
此外,设计液压系统还需要考虑系统的控制方式。
根据系统的控制要求选择合适的液压控制元件,例如液压阀和液压缸。
选择合适的控制元件可以实现液压系统的自动化和智能化控制,提高系统的灵活性和工作效率。
最后,液压系统的设计还需要考虑系统的维护和检修。
选择易于维护和检修的液压元件和管路布局,可以减少系统的故障和停机时间,提高系统的可靠性和可维护性。
定期进行系统的维护和检修,保持液压系统的正常工作状态。
综上所述,液压系统的设计方案需要综合考虑工作环境、工作流量和压力、控制方式以及维护和检修等因素。
通过合理选择液压元件和管路布局,实现液压系统的高效工作。
液压系统的设计方案应根据具体需求进行调整和改进,以提高系统的工作效率和可靠性。
液压系统专科设计论文摘要:本论文主要介绍了液压系统设计的关键问题和方法。
首先,提出了液压系统设计的目标和原则。
接着,阐述了液压系统设计的基本步骤和流程。
然后,介绍了液压元件选型和系统设计的考虑因素。
最后,以液压系统为例,进行了详细的设计和分析。
通过论文的研究,提供了液压系统设计的参考和借鉴。
1.引言液压系统是一种利用液体传递能量的动力传动系统,广泛应用于各个领域。
液压系统设计的好坏直接影响着系统的性能和工作效率。
因此,深入研究液压系统设计问题,对提高系统的可靠性、经济性和适应性具有重要意义。
2.液压系统设计目标和原则液压系统设计的目标是满足使用要求,具有高性能、高效率和高可靠性。
在设计过程中,需要遵循以下原则:(1)功能性原则:液压系统需要满足使用要求,并具有所需的性能指标。
(2)经济性原则:设计要考虑成本问题,不能超过预算。
(3)可靠性原则:液压系统设计需要考虑工作环境和工作条件,并保证系统正常可靠运行。
(4)可维修性原则:设计应考虑到系统的维修和保养,方便维修人员进行维护工作。
3.液压系统设计基本步骤和流程液压系统的设计一般包括以下步骤和流程:(1)确定系统类型和用途:根据实际需求确定液压系统的类型和用途,比如液压传动系统、液压控制系统等。
(2)系统参数计算与选择:根据系统需求、工况和流量计算等,确定系统的各项参数,并选择合适的液压元件。
(3)系统图设计:根据液压元件的选型和系统要求,绘制液压系统的原理图和结构图。
(4)系统分析与优化:对设计的液压系统进行系统分析和性能评估,通过优化设计,提高系统的工作效率和性能。
(5)系统动态仿真与验证:通过液压系统的动态仿真和实验验证,对设计进行验证和改进。
(6)系统制造与调试:根据设计图纸和规范要求,进行系统的制造和调试工作。
4.液压元件选型和系统设计考虑因素液压系统的设计中,液压元件选型和系统设计的考虑因素主要包括以下几点:(1)工作压力:根据系统的工作压力确定液压元件的选型。
液压系统设计:小型液压机方案概述本文档旨在提供一种小型液压机的设计方案。
该方案将涵盖液压系统的设计要点和关键组件的选择。
通过遵循本文档中的设计方案,您将能够构建一台高效、可靠的小型液压机。
设计要点在设计小型液压机时,以下要点需要特别关注:1. 功能需求明确液压机的功能需求,包括最大工作压力、工作速度、工作行程等。
这些需求将直接影响系统设计和组件选择。
2. 液压系统布局设计合理的液压系统布局,确保液压元件的布置紧凑、管路简洁,以提高系统效率并降低能量损失。
3. 液压泵选择选择适当的液压泵以满足液压机的工作需求。
考虑泵的最大流量、压力能力和功率要求等因素。
4. 液压缸选择根据液压机的工作负荷和行程需求选择合适的液压缸。
考虑缸的工作压力范围、行程长度和负载能力等因素。
5. 控制阀选择选择合适的液压控制阀来实现液压机的控制功能。
根据机器的工作方式和需求,选择单向阀、先导阀、比例阀等控制元件。
6. 液压油选择选择具有良好润滑性和耐热性的液压油,并定期更换和维护油品,以确保系统的正常运行。
关键组件在小型液压机的设计中,以下组件是关键的:1. 液压泵液压泵是液压系统的动力源,它负责提供液压能量。
常见的液压泵类型包括齿轮泵、柱塞泵和叶片泵。
根据系统的需求和性能要求选择适当的液压泵。
2. 液压缸液压缸是液压机的执行元件,负责转化液压能为机械能。
选择适当的液压缸以满足液压机的工作负荷和行程要求。
3. 控制阀控制阀用于控制液压系统的流量和压力。
常见的控制阀包括单向阀、溢流阀、先导阀和比例阀等。
根据液压机的控制需求选择合适的控制阀。
4. 液压油箱液压油箱用于存储液压油,并提供冷却和过滤功能。
选择适当的液压油箱以确保系统的正常运行和润滑。
总结通过遵循本文档中的设计方案,您将能够设计出一台高效、可靠的小型液压机。
请根据液压机的具体需求和性能要求,选择适当的组件,并确保系统布局合理、管路简洁。
同时,定期维护和更换液压油,以确保系统的正常运行。
液压设计方案报告范文参考# 液压设计方案报告## 1. 引言液压技术是一种利用流体传递能量的技术,具有结构简单、传动平稳等优点。
在机械设备的设计中,液压系统被广泛应用于各种工业领域。
本报告旨在设计一套液压系统,以实现特定的工作功能。
## 2. 设计目标本液压系统的设计目标如下:1. 实现自动控制功能,能够根据输入信号自动调整液压系统的工作状态。
2. 具备高效、稳定的工作性能,能够满足大部分工作负载需求。
3. 结构紧凑,占用空间少,方便安装和维护。
## 3. 设计方案### 3.1 液压系统组成本设计方案的液压系统主要由以下几个组成部分构成:1. 液压液体:选用工作温度范围广、粘度稳定的液压油。
2. 液压泵:负责将机械能转化为液压能,提供液压系统的动力源。
3. 液压阀:根据输入信号控制液压系统的工作状态,如流量控制阀、压力控制阀等。
4. 液压缸:将液压能转化为机械能,实现工作负载的运动。
### 3.2 系统控制本设计方案采用闭环控制方式,通过传感器实时采集系统的工作状态,并将采集到的信号反馈给液压阀进行控制。
### 3.3 系统参数设计在系统参数设计中,需要考虑以下几个重要参数:1. 工作压力:根据工作负载的需求,确定液压系统的工作压力范围。
2. 流量要求:根据工作负载的速度需求,确定液压系统的流量要求。
3. 功率需求:根据工作负载的功率需求,确定液压系统的功率需求。
### 3.4 系统安全性设计在系统的安全性设计中,需要考虑以下几个方面:1. 液压系统的工作压力应设置在合理范围内,避免超出材料能承受的极限。
2. 安装压力控制阀,当系统压力过高时能够自动切断液压源,保护系统和操作人员安全。
3. 配备压力表和温度计,实时监测系统的工作状态,确保系统安全运行。
## 4. 结论本报告提出了一套液压系统的设计方案,通过合理选择液压组件、设计闭环控制系统、确定系统参数和考虑安全性设计等方面的工作,能够实现液压系统的自动控制功能、高效稳定的工作性能和紧凑的结构。
液压系统设计毕业设计1. 引言液压系统是一种通过液体传递力量和控制信号的技术,广泛应用于各个领域,包括机械工程、航空航天工程、能源工程等。
本文旨在设计一个满足特定需求的液压系统,以应用于某工程项目的毕业设计。
本文将详细介绍液压系统的设计过程和原理,包括工作原理、组成部分、性能指标和系统布局等方面。
2. 工作原理液压系统的工作原理基于两个基本定律:压力定律和帕斯卡定律。
液压系统通过液体在封闭系统中传递力量和信号。
当液体被加压时,会产生静压力,这个压力会被传递到液体中的每一个部分。
液压系统主要由以下几个组件组成:•液压泵:将电动机或发动机的动力转化为液压能量,提供液压流体的流动。
•液压缸或液压马达:通过液压系统的力量来完成工作。
•油箱:存储液压油,保持液压系统的温度和压力稳定。
•阀门:控制液体的流动,包括方向阀、流量控制阀和压力控制阀等。
•导管和连接件:连接液压系统的各个部件,传递液体。
3. 性能指标设计液压系统时,需要考虑以下性能指标:•动力输出:液压系统需要能够提供足够的动力来执行所需的工作任务。
•响应时间:液压系统的响应时间应该尽可能短,以确保工作的准确性和效率。
•系统效率:液压系统的效率应高,以减少能量损失和热量产生。
•系统可靠性:液压系统需要具备一定的可靠性,以确保长时间运行的稳定性。
•安全性:液压系统在设计上需要满足工作环境的安全要求,以防止意外事故的发生。
4. 系统布局设计在设计液压系统的布局时,需要考虑以下因素:•功能需求:根据所需的工作任务确定液压系统的功能需求,包括液压泵的选型、液压缸的布置等。
•空间约束:根据工作场地的限制,确定液压系统的尺寸和布局。
•连接方式:选择合适的连接方式和连接件,确保液压系统的连接可靠性。
•管道布置:设计合理的管道布置,避免过长或过短的管道对系统性能产生影响。
•安全设备:根据安全要求,选择合适的安全设备,如压力开关、液压阀等。
5. 结论通过本文的液压系统设计,我们能够满足特定需求的液压系统的毕业设计要求。
1、液压系统回路设计1.1、 主干回路设计对于任何液压传动系统来说, 调速回路都是它的核心部分。
这种回路可以通过事先的调整或在工作过程中通过自动调整来改变元件的运行速度, 但它的主要功能却是在传递动力(功率)。
根据伯努力方程: 2d v p q C x ρ∆= (1-1)式中 q ——主滑阀流量d C ——阀流量系数v x ——阀芯流通面积p ∆——阀进出口压差ρ——流体密度其中 和 为常数, 只有 和 为变量。
液压缸活塞杆的速度:q v A= (1-2) 式中A 为活塞杆无杆腔或有杆腔的有效面积一般情况下, 两调平液压缸是完全一样的, 即可确定 和 所以要保证两缸同步, 只需使 , 由式(1-2)可知, 只要主滑阀流量一定, 则活塞杆的速度就能稳定。
又由式(1-1)分析可知, 如果 为一定值, 则主滑阀流量 与阀芯流通面积成正比即: ,所以要保证两缸同步, 则只需满足以下条件:, 且此处主滑阀选择三位四通的电液比例方向流量控制阀,如图1-1所示。
图1-1 三位四通的电液比例方向流量控制阀它是一种按输入的电信号连续地、按比例地对油液的流量或方向进行远距离控制的阀。
比例阀一般都具有压力补偿性能, 所以它输出的流量可以不受负载变化的影响。
与手动调节的普通液压阀相比, 它能提高系统的控制水平。
它和电液伺服阀的区别见表1-1。
表1-1 比例阀和电液伺服阀的比较项目 比例阀 伺服阀低, 所以它被广泛应用于要求对液压参数进行连续远距离控制或程序控制, 但对控制精度和动态特性要求不太高的液压系统中。
又因为在整个举身或收回过程中, 单缸负载变化范围变化比较大(0~50T), 而且举身和收回时是匀速运动, 所以调平缸的功率为, 为变功率调平, 为达到节能效果, 选择变量泵。
综上所可得, 主干调速回路选用容积节流调速回路。
容积节流调速回路没有溢流损失, 效率高, 速度稳定性也比单纯容积调速回路好。
为保证值一定, 可采用负荷传感液压控制, 其控制原理图如图1-2所示。
液压系统设计篇液压传动系统设计,除了应符合其主机在动作循环和静、动态性能等方面所提出的要求外,还必须满足结构简单、使用维护方便、工作安全可靠、性能好、成本低、效率高、寿命长等条件。
液压传动系统的设计一般依据流程图见图4-1的步骤进行设计。
图4-1 液压传动系统设计流程图第一节明确设计要求设计新的液压系统,首先要明确机器对液压系统有哪些动作和性能要求,掌握这些技术要求,作为设计的出发点和依据。
需要掌握的技术要求可能有:1.机器的特性(1)全面了解主机的结构和总体布局,了解机构与被驱动部分的连接条件及安装上的限制条件以及其用途和工作目的等。
(2)负载种类(恒定负载、变化负载及冲击负载)及大小和变化范围;运动方式(直线运动、回转运动、摆动)及运动量(位移、速度、加速度)的大小和要求的调节范围;惯性力、摩擦力、动作特性、动作时间和精度要求(定位精度、跟踪精度、同步精度)。
(3)原动机的种类(电动机、内燃机等)、容量(功率、转速、转矩)及稳定性。
(4)操作方式(手动、自动)、信号处理方式(继电器控制、逻辑电路、可编程控制器、微机程序控制)。
(5)系统中各执行元件的动作顺序、动作时间的相互关系。
2.使用条件(1)设置场所。
(2)环境温度、湿度(高温、寒带、热带),粉尘种类和浓度(防护、净化等),腐蚀性气体(所有元件的结构、材质、表面处理、涂覆等),易爆气体(防爆措施),机械振动(机械强度、耐振结构),噪声限制(降低噪声措施)。
(3)维护程度与周期;维护人员的技术水平;维护空间、作业性、互换性。
3.适用标准、法则根据用户要求采用相关标准、法则。
4.安全性、可靠性(1)用户在安全性方面有无特殊要求。
(2)明确保用期、保用条件。
5.经济性不能只考虑投资费用,还要考虑能源消耗、维护保养等运行费用。
6.工况分析对液压系统进行工况分析,是查明其每个执行元件在各自工作过程中的速度和负载的变化规律,它是由主机提出的相应动作要求和承载能力确定的。
第二节液压系统方案设计液压系统方案设计的目的是在满足主机功能的前提下,优选出综合指标最优的液压系统方案。
首先根据技术要求确定执行元件的种类、数量、动作顺序和动作条件,拟定驱动执行元件的基本回路。
分步考虑驱动回路、控制回路、液压源回路等基本控制部分,然后综合得到总的液压系统。
最后再进一步考虑安全性、节能、寿命等因素,对此基本系统进行修改补充,使之臻于完善,获得在满足技术要求的条件下,最少液压元件组成的最优液压系统。
可遵循以下步骤进行设计。
一、确定执行元件的种类执行元件是液压系统的输出部分,必须满足机器设备的运动功能、性能的要求及结构、安装上的限制。
根据所要求的负载运动形态,选用不同的执行元件配件,见表4-1。
表4-1 执行元件配置的选择二、确定控制方式执行元件的控制方式有泵控制方式和阀控制方式。
泵控制方式采用双向变量泵,通过控制泵的流量实现执行元件的速度控制,通过控制泵的出流方向实现执行元件的方向控制。
这种方式中每个执行元件需要一个变量泵。
负载惯性大、起动停止冲击大的场合可以采用。
阀控制方式中,用方向控制阀实现执行元件的方向控制,用流量控制阀实现执行元件的速度控制。
这种方式应用最广泛,适用于一个液压源同时驱动多个执行元件的场合或输入信号很复杂而要求快速响应的场合。
泵控制方式与阀控制方式的对比见表4-2。
表4-2 两种控制方式的对比三、设计控制液压回路由于设计者的思路、经验或对所用元件的考虑方法不同,即使针对同样目的设计出来的液压回路也是千差万别的。
因此可以拟定几种符合目的的液压回路,再从成本、重量、使用方便等方面进行对比论证,确定最合适的液压回路。
液压回路基本上由第三章所述的基本回路组成。
工程机械的发展,已经形成了许多简便成熟、行之有效的液压控制系统,设计时可酌情选用。
现有的各类机械设备的液压系统,有很多是设计得很成功的,在设计新的系统时,可以参考借鉴、移植裁剪。
用标准图形符号绘制拟定的液压系统原理图。
四、设计液压过滤系统确保液压系统中的油液质量是设计和使用好液压传动装置的关键,这是因为油液质量不合要求往往会引起液压车辆早期损坏、失效。
油液质量指标包括油液的污染度和工作状态下的油液粘度。
前者由过滤装置保证。
1.油液污染种类与来源油液中存在着各种各样的污染物,其中最主要的是固体颗粒物,此外,还油水、空气以及有害化学物质。
如图4-2所示,污染物的来源主要有三方面:(1)潜在污染液压系统内中原来残留的污染物。
如液压元件加工和系统装配过程中残留的金属切屑、沙粒及清洗溶剂等。
(2)侵入污染从外界侵入液压系统的污染物。
它主要产生于使用过程,取决于工程机械工作环境、维护和保养水平。
图4-2 液压系统油液污染在液压系统工作环境中,存在各种类的污染物。
在大气中,主要是砂粒及灰尘,其它如水汽、热能、化学物品及放射物质等在不同的场合下都可能存在。
砂粒一般指尺寸在74~1000μm 的颗粒,主要成分为SiO2,砂粒的硬度足以划伤或磨损液压元件。
灰尘一般指尺寸74μm以下的颗粒,一般存在于地面表层。
大气中的灰尘浓度于许多因素有关,浓度范围为9~183mg/m³。
而工程机械工作过程中,大气灰尘浓度会明显增加,平地机工作环境灰尘浓度为9~183mg/m³,上述灰尘通过液压缸活塞杆、油箱通气孔等进入液压系统。
(3)固生污染系统内部生成的污染物。
液压元件在工作过程中,由于相对运动表面的磨损及液流冲击零件表面的磨损、材料的疲劳脱落、化学反应(氧化、电解等)、振动和冲击等影响不断生成污染物。
液压元件生成污染物是相当可观的,液压泵流量为75L/min,工作4000h,其生成污染物为:齿轮泵37.5 mg/h,柱塞泵为34 mg/h。
2.污染引起液压系统失效的形式液压油的污染将直接影响液压系统工作的可靠性和液压元件的使用寿命。
根据对装载机早期故障统计分析,发现故障中60%是液压元件的故障,而在液压元件故障中有75%是由于液压油的污染造成的。
液压污染造成液压系统失效的形式主要有一下几种:(1)使液压系统工作性能下降,动作失调由于液压油中的污染物堵塞液压元件的节流孔或节流间隙,改变了液压系统工作的性能,引起动作失调。
液压油污染物中的固体颗粒进入液压元件运动副的间隙内,对零件表面切削磨损或疲劳磨损,致使液压元件的泄漏增加,造成液压阀流量放大系数降低,控制灵敏度下降,也使液压泵、液压马达和液压缸容积效率降低。
液压系统的刚性减少。
(2)使液压元件失效,造成系统故障对于液压泵类元件,液压油中的固体颗粒使液压泵相对运动部件的表面磨损加剧(如:柱塞泵柱塞与缸孔、滑履与斜盘;齿轮泵中齿轮端面与侧板、齿顶与泵体内壁),表面刮伤,咬死,泵的效率降低,致使液压泵失效。
如一台压路机在使用中,发现存在驱动无力、速度达不到技术要求故障,对液压油检测其清洁度为NAS16级,拆开液压泵发现配油盘已严重磨损。
对于液压阀类元件,固体颗粒堵塞液压阀的间隙和孔口,引起阀芯组滞和卡紧,影响阀的工作性能,甚至导致动作失灵,造成系统故障。
如一台装载机工作压力一直不稳定,经分析检查,确任安全阀故障,拆开安全阀发现污染物堵塞在阻尼孔处,致使安全阀压力不稳定。
对于液压缸,污染物将加速密封的磨损和缸内表面的滑伤,将造成泄漏增大,推力不足或动作不稳定、爬行、速度下降等故障。
(3)加速液压油性能的恶化,造成经济损失液压油中的水分和空气是液压油氧化的必要条件,而液压油中的金属颗粒对油液的氧化起着重要的催化作用。
试验研究表明,当油液中存在金属颗粒和水时,油液的氧化速度急剧增快,铁和铜的催化作用使油液氧化速度分别增加10和30倍以上。
油液的氧化将造成重大的经济损失。
液压过滤系统设计设计就是通过在液压系统中增加滤油器而阻止污染物进入液压系统中。
在静液压驱动系统中,补油回路为主回路的入口,且补油量小,易于配置滤油装置。
因此,采用补油回路过滤可以有效保证系统的油液质量。
静液压驱动系统液压泵集成的补油泵一般提供吸油口过滤和出油口过滤(又称为压力油过滤)两种方式(如图4-3)。
较早期产品如Sauer20系列液压泵,则只提供吸油过滤方式。
开式液压系统除采用吸油过滤和压力油过滤方式外,还此基础上派生出来的压差控制式压力过滤和回油过滤几种方式。
(1)吸油口过滤如图4-3a所示,在油箱与液压泵吸油口处设置10μm精吸滤器,可防止侵入污染物景如液压系统中。
该方式结构简单,可以充分保证液压系统油液得到可靠过滤;当滤油器堵塞时,补油压力降低,工作压力下降,机器降速乏力。
吸油口过滤存在的问题是滤油精度越高,越易堵塞。
图4-3 吸油和压力油过滤回路(2)压力过滤方式如图4-3b所示,利用液压泵的供油压力使油液强制通过精滤油器,系统工作对滤油器的堵塞不敏感。
在选用压力过滤方式时,往往在补油泵吸油口另加装一粗滤油器(80~100 μm),该滤油器过滤了进入补油泵的较粗颗粒,避免了液压泵受污染物影响,同时减小了补油泵出口油液的污染颗粒浓度,增加了出口滤油器的工作寿命。
这种滤油方式可有效地保护控制元件和执行元件的污染。
由于在补油泵出口与滤油器之间无溢流阀,因此压力滤油器必须带有单向旁通阀来防止滤芯因堵塞而被击穿。
这种压力过滤的缺点为:滤油器承受高压作用,可靠性降低;滤油器安装在管路上,装配维护不方便;旁通阀打开时,进入主回路的油液未经精细过滤。
(3)回油过滤方式为了避免压力过滤方式的缺点,将液压泵出口滤油器移之液压系统回油路上,采用低压精滤油器,可有效地防止固生污染对液压系统的影响,但是降低了对控制元件和执行元件的保护。
(4)联合补油过滤回路这种补油回路如图4-4所示。
液压主泵1吸油口有精滤器6。
辅助泵系统回油经回油滤油器3后进入主泵1的吸口处,即主泵吸油口为两路进油:一路为吸油过滤,另一路为回油过滤,因而称为联合补油过滤回路,充分保证了补油泵进油的可靠性。
图4-4 联合补油过滤回路1.主泵2.辅助泵3.回油滤油器4.单向阀5.稳压单向阀5.吸油细滤器当滤油器3堵塞时可通过单向阀4旁通油路,防止破坏滤油器。
单向阀5保证补油泵吸口处压力稳定。
当辅助系统油缸进行换向、大小腔转换时会使回油流量发生变化,流量增加时可通过单向阀5卸压以防冲坏吸油滤油器6;若辅助泵排量大于主泵,当发动机转速增大时也会有多余流量经单向阀5排泄;流量减小时可通过吸油滤油器6补油以防吸空。
单向阀4的开启压力高于单向阀5的开启压力,两者之差即为滤油器3的最大工作压差。
这种联合补油过滤回路的最大特点为: ① 利用辅助系统的回油作为主泵进油,回油滤油器3为压力过滤方式,成本低、工作可靠; ② 以传统的吸油滤油器支路为主泵的辅助进油支路,避免了因单一回油支路流量不足产生的吸空现象;③ 与传统单一的吸油滤油器相比,由于吸油滤油器为辅助工作,因而工作寿命大大提高。