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液壓係統的組成及形式
作者:pud0751  來源:本站  發表時間:2019-08-08 

一個完整的液壓係統由五個部分組成,動力元件、執行元件、控製元件、輔助元件和工作介質。

動力元件的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能。動力元件指液壓係統中的液壓泵,它向整個液壓係統提供動力。液壓泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺杆泵。

執行元件的作用是將液體的壓力能轉換為機械能,驅動負載作直線往複運動或回轉運動。執行元件有液壓缸和液壓馬達。

控製元件(即各種液壓閥)在液壓係統中控製和調節液體的壓力、流量和方向。

根據控製功能的不同,液壓閥可分為壓力控製閥、流量控製閥和方向控製閥。壓力控製閥又分為溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等;流量控製閥包括節流閥、調整閥、分流集流閥等;方向控製閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據控製方式不同,液壓閥可分為開關式控製閥、定值控製閥和比例控製閥。

輔助元件包括蓄能器、過濾器、冷卻器、加熱器、油管、管接頭、油箱、壓力計、流量計、密封裝置等,它們起連接、儲油、過濾和測量油液壓力等輔助作用,可參考《液壓傳動》《液壓係統設計叢書》。

工作介質是指各類液壓傳動中的液壓油或乳化液,有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。液壓係統就是通過其實現運動和動力傳遞的。

液壓元件可分為動力元件和控製元件以及執行元件三大類。盡管都是液壓元件,它們的自身功能和安裝使用的技術要求也不盡相同,現分別介紹如下:

動力元件:指的是各種液壓泵,齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺杆泵。

1、齒輪油泵和串聯泵(包括外齧合與內齧合)兩種結構型式。

2、葉片油泵(包括單級泵、變量泵、雙級泵、雙聯泵)。

3、柱塞油泵,又分為軸向柱塞油泵和徑向柱塞油泵,軸向柱塞泵有定量泵、變量泵、(變量泵又分為手動變量與壓力補償變量、伺服變量等多種)從結構上又分為端麵配油和閥式配油兩種配油方式,而徑向柱塞泵的配油型式,基本上為閥式配油。);

執行元件:液壓缸和液壓馬達,液壓缸有活塞液壓缸、柱塞液壓缸、擺動液壓缸、組合液壓缸;液壓馬達有齒輪式液壓馬達、葉片液壓馬達、柱塞液壓馬達;

控製元件:方向控製閥、單向閥、換向閥;

壓力控製閥:溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等;

流量控製閥:節流閥、調速閥、分流閥;

輔助元件:除上述三部分以外的其它元件,包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件{主要包括: 各種管接頭(擴口式、焊接式、卡套式,sae法蘭)、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測壓接頭、管夾等}及油箱等,它們同樣十分重要。

優點

機械傳動、電氣傳動相比,液壓傳動具有以下優點:

1、液壓傳動的各種元件,可以根據需要方便、靈活地來布置。

2、重量輕、體積小、運動慣性小、反應速度快。

3、操縱控製方便,可實現大範圍的無級調速(調速範圍達2000:1)。

4、可自動實現過載保護。

5、一般采用礦物油作為工作介質,相對運動麵可自行潤滑,使用壽命長。

6、很容易實現直線運動。

7、很容易實現機器的自動化,當采用電液聯合控製後,不僅可實現更高程度的自動控製過程,而且可以實現遙控。

缺點

1、由於流體流動的阻力和泄露較大,所以效率較低。如果處理不當,泄露不僅汙染場地,而且還可能引起火災和爆炸事故。

2、由於工作性能易受到溫度變化的影響,因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。

3、液壓元件的製造精度要求較高,因而價格較貴。

4、由於液體介質的泄露及可壓縮性影響,不能得到嚴格的傳動比。

5、液壓傳動出故障時不易找出原因;使用和維修要求有較高的技術水平。

係統形式

液壓元件逐步實現了標準化、係列化,其規格、品種、質量、性能都有了很大提高,尤其是采用電子技術、伺服技術等新技術新工藝後,液壓係統的質量得到了顯著的提高,其在國民經濟及軍事工業中發揮了重大作用。從不同的角度出發,可以把液壓係統分成不同的形式。

1)按油液的循環方式,液壓係統可分為開式係統和閉式係統。開式係統是指液壓泵從油箱吸油,油經各種控製閥後,驅動液壓執行元件,回油再經過換向閥回油箱。這種係統結構較為簡單,可以發揮油箱的散熱、沉澱雜質作用,但因油液常與空氣接觸,使空氣易於滲入係統,導致機構運動不平穩等後果。開式係統油箱大,油泵自吸性能好。閉式係統中,液壓泵的進油管直接與執行元件的回油管相連,工作液體在係統的管路中進行封閉循環。其結構緊湊,與空氣接觸機會少,空氣不易滲入係統,故傳動較平穩。工作機構的變速和換向靠調節泵或馬達的變量機構實現,避免了開式係統換向過程中所出現的液壓衝擊和能量損失。但閉式係統較開式係統複雜,因無油箱,油液的散熱和過濾條件較差。為補償係統中的泄漏,通常需要一個小流量的補油泵和油箱。由於單杆雙作用油缸大小腔流量不等,在工作過程中會使功率利用下降,所以閉式係統中的執行元件一般為液壓馬達。

2)按係統中液壓泵的數目,可分為單泵係統,雙泵係統和多泵係統。

3)按所用液壓泵形式的不同,可分為定量泵係統和變量泵係統。變量泵的優點是在調節範圍之內,可以充分利用發動機的功率,但其結構和製造工藝複雜,成本高,可分為手動變量、盡可能控變量、伺服變量、壓力補償變量、恒壓變量、液壓變量等多種方式。

4)按向執行元件供油方式的不同,可分為串聯係統和並聯係統。串聯係統中,上一個執行元件的回油即為下一個執行元件的進油,每通過一個執行元件壓力就要降低一次。在串聯係統中,當主泵向多路閥控製的各執行元件供油時,隻要液壓泵的出口壓力足夠,便可以實現各執行元件的運動的複合。但由於執行元件的壓力是疊加的,所以克服外載能力將隨執行元件數量的增加而降低。並聯係統中,當一台液壓泵向一組執行元件供油時,進入各執行元件的流量隻是液壓泵輸出流量的一部分。流量的分配隨各件上外載荷的不同而變化,首先進入外載荷較小的執行元件,隻有當各執行元件上外載荷相等時,才能實現同時動作。全液壓傳動機械性能的優劣,主要取決於液壓係統性能的好壞,包括所用元件質量優劣,基本回路是否恰當等。係統性能的好壞,除滿足使用功能要求外,應從液壓係統的效率、功率利用、調速範圍和微調特性、振動和噪聲以及係統的安裝和調試是否方便可靠等方麵進行。現代工程機械幾乎都采用了液壓係統,並且與電子係統、計算機控製技術結合,成為現代工程機械的重要組成部分。

 

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