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【摘要】:本文概况了设计机电一体化执行系统设计的步骤及应当考虑的问题。
【关键词】:机电;执行;设计;系统
机电一体化系统的执行系统一般采用液压或气动的执行方式,当采用液压执行方式时,设计执行系统时应考虑如下问题。
1.确定液压系统方案
液压传动系统方案设计是根据主机整机的工作情况及其对液压系统的技术要求:液压系统的工作条件和环境条件以及经济性、供货情况等诸多因素,进行全面、综合的设计,从而拟定出一个各方面都比较合理的、可实现的液压系统的方案。
方案设计的内容主要包括:油路循环方式的分析与选择,油源形式的分析与选择,液压回路的分析、选择与合成,液压系统原理图的拟定、设计与分析等。
2.选择基本回路
(1)油路循环方式的分析与选择
液压系统油路循环方式分为开式和闭式两种。油路循环方式的选择主要取决于液压系统的调速方式和散热条件。一般来说,凡是有较大空间可以存放油箱且不需另设散热装置的系统,要求结构尽可能简单的系统,采用节流调速或容积一节流调速的系统,均宜采用开式系统。当开式系统中有多个液压执行元件时,系统按油路的不同连接方式,又可分为串联、并联、独联以及它们的组合即复联等形式。凡是允许采用辅助泵进行补油,并通过换油来达到冷却目的的系统,对工作稳定性和效率有较高要求的系统,采用容积调速的系统,都宜采用闭式系统。两种油路循环方式的比较如下:开式系统的散热条件较方便,但油箱较大,抗污染性较差,但可采用压力油箱或油箱呼吸器来改善,管路压力损失较大,采用节流调速时效率较低,用平衡阀进行能耗减速,用制动阀进行能耗制动,引进油液发热,对泵的自吸性能要求高,闭式系统较复杂,需用辅助油泵换油冷却,抗污染性较好,但油液过滤要求較高,管路压力损失较小,采用容积调速时效率较高,液压泵由电动机拖动时,限速及制动过程中拖动电能向电网输电,回收部分能量,即再生限速(可省去平衡网)及再生制动,对主泵的自吸性能要求较低。
3. 调速方案的分析与选择
调速方案对主机主要性能起决定性的作用。选择调速方案时,应依据液压执行元件的负载特性和调速范围以及经济性等因素进行分析比较,最后选出合适的调速方案。
4.液压基本回路的分析与选择
选择液压回路是根据液压传动系统的设计要求和工况图,从众多个成熟的方案中经过分析、评比挑选出来的.一般液压系统都必须设置调压回路、换向回路、卸荷回路及安全回路等;对于液压执行元件存在外负载对系统做功的工况,还要设置平衡回路,在外负载惯性较大的系统中,还需要设置制动回路,以防止产生液压冲击;对有快速运动部件的系统或者要求精确换向的系统,需要设置减速回路或缓冲回路等;对于有多个液压执行元件的系统。要根据需要设置顺序回路、同步回路或互不干扰回路等。在选择一些主要液压回路时。要注意调压回路的选择主要取决于系统的调速方案。在节流调速系统中,一般采用调压回路,在容积调速和容积一节流调速或旁路节流调速系统中,均采用限压回路.一个油源同时提供两种不同工作压力時,可采用减压回路。对于工作时间相对辅助时间较短而功率又较大的系统,可以考虑增加一个卸荷回路。速度换接回路选择的主要依据蹇对换接时位置精度和平稳性的要求,同时还应考虑到应使结构简单、调整方便、控制灵活。多个液压缸顺序动作回路的选择主要考虑顺序动作的可变换性、行程的可调性、顺序动作的可靠性等。多个液压缸同步动作回路的选择主要考虑多个液压缸动作的同步精度、系统调整、控制和维护难易程度等要求。
5.拟定液压系统原理图
选定调速方案和液压基本回路后,再增添一些必要的元件和配置一些辅助性油路,并对回路进行归并和整理,就可将液压回路合成为液压系统,拟定出液压系统原理图,拟定好液压系统原理图以后,检查并确认所设计的液压系统达到了各项设计指标,能够保证其工作循环中的每个动作都是安全可靠和无相互干扰的;系统尽可能多地选用了标准元件,去除了不必要的冗余,系统经济合理、结构简化,便于检测和维修。
【关键词】:机电;执行;设计;系统
机电一体化系统的执行系统一般采用液压或气动的执行方式,当采用液压执行方式时,设计执行系统时应考虑如下问题。
1.确定液压系统方案
液压传动系统方案设计是根据主机整机的工作情况及其对液压系统的技术要求:液压系统的工作条件和环境条件以及经济性、供货情况等诸多因素,进行全面、综合的设计,从而拟定出一个各方面都比较合理的、可实现的液压系统的方案。
方案设计的内容主要包括:油路循环方式的分析与选择,油源形式的分析与选择,液压回路的分析、选择与合成,液压系统原理图的拟定、设计与分析等。
2.选择基本回路
(1)油路循环方式的分析与选择
液压系统油路循环方式分为开式和闭式两种。油路循环方式的选择主要取决于液压系统的调速方式和散热条件。一般来说,凡是有较大空间可以存放油箱且不需另设散热装置的系统,要求结构尽可能简单的系统,采用节流调速或容积一节流调速的系统,均宜采用开式系统。当开式系统中有多个液压执行元件时,系统按油路的不同连接方式,又可分为串联、并联、独联以及它们的组合即复联等形式。凡是允许采用辅助泵进行补油,并通过换油来达到冷却目的的系统,对工作稳定性和效率有较高要求的系统,采用容积调速的系统,都宜采用闭式系统。两种油路循环方式的比较如下:开式系统的散热条件较方便,但油箱较大,抗污染性较差,但可采用压力油箱或油箱呼吸器来改善,管路压力损失较大,采用节流调速时效率较低,用平衡阀进行能耗减速,用制动阀进行能耗制动,引进油液发热,对泵的自吸性能要求高,闭式系统较复杂,需用辅助油泵换油冷却,抗污染性较好,但油液过滤要求較高,管路压力损失较小,采用容积调速时效率较高,液压泵由电动机拖动时,限速及制动过程中拖动电能向电网输电,回收部分能量,即再生限速(可省去平衡网)及再生制动,对主泵的自吸性能要求较低。
3. 调速方案的分析与选择
调速方案对主机主要性能起决定性的作用。选择调速方案时,应依据液压执行元件的负载特性和调速范围以及经济性等因素进行分析比较,最后选出合适的调速方案。
4.液压基本回路的分析与选择
选择液压回路是根据液压传动系统的设计要求和工况图,从众多个成熟的方案中经过分析、评比挑选出来的.一般液压系统都必须设置调压回路、换向回路、卸荷回路及安全回路等;对于液压执行元件存在外负载对系统做功的工况,还要设置平衡回路,在外负载惯性较大的系统中,还需要设置制动回路,以防止产生液压冲击;对有快速运动部件的系统或者要求精确换向的系统,需要设置减速回路或缓冲回路等;对于有多个液压执行元件的系统。要根据需要设置顺序回路、同步回路或互不干扰回路等。在选择一些主要液压回路时。要注意调压回路的选择主要取决于系统的调速方案。在节流调速系统中,一般采用调压回路,在容积调速和容积一节流调速或旁路节流调速系统中,均采用限压回路.一个油源同时提供两种不同工作压力時,可采用减压回路。对于工作时间相对辅助时间较短而功率又较大的系统,可以考虑增加一个卸荷回路。速度换接回路选择的主要依据蹇对换接时位置精度和平稳性的要求,同时还应考虑到应使结构简单、调整方便、控制灵活。多个液压缸顺序动作回路的选择主要考虑顺序动作的可变换性、行程的可调性、顺序动作的可靠性等。多个液压缸同步动作回路的选择主要考虑多个液压缸动作的同步精度、系统调整、控制和维护难易程度等要求。
5.拟定液压系统原理图
选定调速方案和液压基本回路后,再增添一些必要的元件和配置一些辅助性油路,并对回路进行归并和整理,就可将液压回路合成为液压系统,拟定出液压系统原理图,拟定好液压系统原理图以后,检查并确认所设计的液压系统达到了各项设计指标,能够保证其工作循环中的每个动作都是安全可靠和无相互干扰的;系统尽可能多地选用了标准元件,去除了不必要的冗余,系统经济合理、结构简化,便于检测和维修。