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[摘 要] 本次设计的液压实验控制台由四个回路组成,即由节流阀的进油调速回路,节流阀的回油节流调速回路,节流阀的旁路节流调速回路和调速阀的进油节流调速回路。根据本实验台的设计任务和工况分析,该实验台的调速范围,低速稳定性有一定的要求,因此速度控制是液压实验控制台需要解决的主要问题,速度的调节环节和稳定性是该试验台液压系统设计的核心。
[关键词] 液压;节流阀;调速回路
中图分类号:THl37 文献标识码:TH 文章编号:1009―914X(2013)25―0402―01
液压系统是液压设备的一个重要组成部分,它与主机的关系密切,两者的设计统称需要同时进行。其设计要求,一般是必须从实际出发,重视调查研究,注重吸取国内外先进技术,力求做到设计出的系统重量轻、体积小、效率高、工作可靠、结构简单、操作维护保养方便。
1.液压系统的类型和特点
一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。在液压系统中,由于液压回路组成了液压系统,液压元件组成了液压回路,所以整体-部分结构较容易标识。按主要用途分液压传动系统和液压控制系统,液压传动系统的特点是以传递动力为主,而液压控制系统注重信息传递,以达到液压执行元件运动参数的准确控制为主。
2.液压实验控制台工作原理拟定
2.1速度控制回路的选择
本实验台的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度负载性,故可采用俩种阀调速,既节流阀和调速阀,故可提供四种调速方式,即节流阀进油回路,节流阀出油节流回路,节流阀旁路节流调速和调速阀进油节流调速,本系统为小功率系统,效率和发热问题并不是很突出,本试验台主要是通过自动控制来实现四种回路,从而来区别各个回路的性能。
(1)节流阀的进油节流调速回路
它用定量泵供油用节流阀或调速阀改变进入的流量,使其由溢流阀流回油缸。
(2)节流阀的回油节流调速回路
它是定量泵供油,用节流阀改变进入执行元件的流量使之变速,而它则是在回油路上串联一个流量阀而构成的,并且与前者相比较它具有一定的特点,比如能承受负值负载;停车后的启动性能,可实现压力控制的方便性;发热及泄露的影响,运动平稳性,最低稳定速度等。
(3)节流阀的旁路节流调速回路
他是由定量泵供油,用节流阀改变进入执行元件的流量使之变速,而它则使将流量阀安放在和执行元件并联的旁油路上,节流阀调节了泵溢回油箱流量。从而控制了进入缸的流量,它具备一下特点:在重载高速时速度刚度较高,低速克服了负载能力差;效率高,适合与高速,重载,对速度平稳性要求低而功率要求很大的系统。
(4)调速阀的进油节流调速回路
调速阀的调速回路中,虽然解决了速度稳定性问题,但由于调速阀中包括了解压阀与节流阀的损失,同样存在着溢流损失,故此回路的功率损失比节流阀调速回路还要大些。
由上述四中回路性能比较,并参考液压缸在各工作阶段的压力流量和效率可知,供油系统在节流阀或调速阀调速回路时都对速度稳定性要求不高,功率损失也没过高要求,在此采用俩个定量泵即可,让它分别满足高速、重载、时的调速或是轻载、低速时的调速、从而来满足四种回路的调速适应要求,由于要实现节流调速,所以回路采用开循环油路。
此外、根据四中回路的运动形式和要求选用单杆活塞式液压缸,为了使快进和快退速度相同,故采用差动增速回路,为了使速度换接平稳、可靠、选用行程控制的速度换接回路。
2.2换向回路的选择
本系统对换向平稳性要求不高,所以选择价格较低的电磁换向阀控制换向回路,为了便于调速四种回路和实现泵的不卸荷情况下操作,故采用O型中位技能换向阀,由于有快速重载、低速轻载俩种量泵的操作完成,故采用三位四通的换向阀,中位机能都为O型。
2.3压力控制回路选择
由于采用的是俩定量泵供油回路,故在节流阀调速回路和节流回油调速回路中由节流阀和溢流阀实现轻载,低速也就是低压小流量,而在旁路进油调速回路和调速回路中,则采用了高速重载,在回油路中采用了泵的卸荷,为了便于观察调整压力,在液压泵的出口处,将背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点。
3.实验台整体结构的设计
3.1液压装置的结构形式
液压装置按配置形式可分为集中配制和分散配制两种形式。集中装置是将液压系统的动力源、控制及调节装置集中安装于主机外。集中设置即所谓液压站,主要用于固定式液压设备,这种形式的的优点是装配、维修方便,从根本上消除了动力源的振动与油温对主机的影响。缺点是单独设立液压站,占地面积较大。而分散配置是将系统的动力源、控制及调节装置按主机的布局分散安装。主要用于移动式液压设备。这种形式的优点是结构紧凑,节省面积,缺点是安装维修较复杂,动力源的振动和油温影响主机的精度。所以在此我们采用的是集中装配置制形式。
3.2液压元件的配置形式
液压装置中元件的配制形式可分为管式,板式连接与集成连接三大类。
(1)管式连接
管式连接是液压系统最早采用的一种连接方式,它用油管将各元件连接在一起,完成所需的动作。它具有连接简单,便于维修的优点,当动作比较复杂,组成系统元件较多多时,就会出现管道复杂,管接头多的问题,系统安装复杂,压力损失大,容易漏油。
(2)板式连接
元件用螺钉连接在阀板上。元件间的连接依靠在阀板中钻出,铣出或铸造出的通道实现。这种连接方式可以消除管式连接带来的一系列缺陷。结构紧凑,占地面积小,但结构复杂,工艺性差。适用于固定工作循环的液压系统。
(3)集成连接
集成连接是60年代初出现的一种新连接方式,目前集成块集加阀,锥阀和插装式连接应用渐多。这些连接方式的共同特点是:由标准液压元件或专用通用的辅助元件,按设计的要求,用螺栓组合成一个系统。因此集成连接也称无管连接。
3.3集成叠加式连接装置的设计
(1)集成块组的结构
集成块组是按通用的液压典型回路设计的通用组件。它由集成块底板和顶盖顺序叠加由四只长螺栓垂直固紧而成。液压元件一般安放在集成块的前面,后面和右侧面。左侧面不安放元件。留着连接油管,以便向执行元件供油,需经常用的调节元件如溢流阀,调速阀,减压阀布置在右侧面或前面。元件之间的连系借助于块体内部的油道孔。根据单元回路快在系统中的作用可分为调压,换向,调速减压,顺序等若干种回路块。每块下面为叠加结合面,布有公共的压力油孔P,回油孔O,泄油孔L和连接螺栓孔。
(2)成块装置的设计
首先需要绘制集成块单元回路图,然后制作液压元件样板,布置液压元件,最后绘制集成块加工图。
(3)成块的设计
公用油箱孔的选定集成块的主要作用是连接各液压元件以便组成单元回路。因此集成块上必须有公共的压力油孔。回油孔,泄油孔是由下往上贯穿通道体的。
通道体外形的确定。确定通道体尺寸时应首先布置好公用通道孔通道体的长度与宽度尺寸除了考虑安放最大尺寸的元件外,还须备有足够的调整尺寸。以利于在安放通道体内油孔时调速阀的位置。
目前,液压元件已逐步实现了标准化、系列化,其规格、品种、质量、性能都有了很大提高,尤其是采用电子技术、伺服技术等新技术新工艺后,液压系统的质量得到了显著的提高,其在国民经济及军事工业中发挥了重大作用。现代工程机械几乎都采用了液压系统,并且与电子系统、计算机控制技术结合,成为现代工程机械的重要组成部分,其重要性是不言而喻的。
参考文献
[1] 姜继海,宋锦春,高常识.液压与气压传动.高等教育出版社,2002
[2] 朱台台,熊红斌.液压技术的发展[J].华章.2013(09)
[关键词] 液压;节流阀;调速回路
中图分类号:THl37 文献标识码:TH 文章编号:1009―914X(2013)25―0402―01
液压系统是液压设备的一个重要组成部分,它与主机的关系密切,两者的设计统称需要同时进行。其设计要求,一般是必须从实际出发,重视调查研究,注重吸取国内外先进技术,力求做到设计出的系统重量轻、体积小、效率高、工作可靠、结构简单、操作维护保养方便。
1.液压系统的类型和特点
一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。在液压系统中,由于液压回路组成了液压系统,液压元件组成了液压回路,所以整体-部分结构较容易标识。按主要用途分液压传动系统和液压控制系统,液压传动系统的特点是以传递动力为主,而液压控制系统注重信息传递,以达到液压执行元件运动参数的准确控制为主。
2.液压实验控制台工作原理拟定
2.1速度控制回路的选择
本实验台的进给运动要求有较好的低速稳定性和速度负载性,故可采用俩种阀调速,既节流阀和调速阀,故可提供四种调速方式,即节流阀进油回路,节流阀出油节流回路,节流阀旁路节流调速和调速阀进油节流调速,本系统为小功率系统,效率和发热问题并不是很突出,本试验台主要是通过自动控制来实现四种回路,从而来区别各个回路的性能。
(1)节流阀的进油节流调速回路
它用定量泵供油用节流阀或调速阀改变进入的流量,使其由溢流阀流回油缸。
(2)节流阀的回油节流调速回路
它是定量泵供油,用节流阀改变进入执行元件的流量使之变速,而它则是在回油路上串联一个流量阀而构成的,并且与前者相比较它具有一定的特点,比如能承受负值负载;停车后的启动性能,可实现压力控制的方便性;发热及泄露的影响,运动平稳性,最低稳定速度等。
(3)节流阀的旁路节流调速回路
他是由定量泵供油,用节流阀改变进入执行元件的流量使之变速,而它则使将流量阀安放在和执行元件并联的旁油路上,节流阀调节了泵溢回油箱流量。从而控制了进入缸的流量,它具备一下特点:在重载高速时速度刚度较高,低速克服了负载能力差;效率高,适合与高速,重载,对速度平稳性要求低而功率要求很大的系统。
(4)调速阀的进油节流调速回路
调速阀的调速回路中,虽然解决了速度稳定性问题,但由于调速阀中包括了解压阀与节流阀的损失,同样存在着溢流损失,故此回路的功率损失比节流阀调速回路还要大些。
由上述四中回路性能比较,并参考液压缸在各工作阶段的压力流量和效率可知,供油系统在节流阀或调速阀调速回路时都对速度稳定性要求不高,功率损失也没过高要求,在此采用俩个定量泵即可,让它分别满足高速、重载、时的调速或是轻载、低速时的调速、从而来满足四种回路的调速适应要求,由于要实现节流调速,所以回路采用开循环油路。
此外、根据四中回路的运动形式和要求选用单杆活塞式液压缸,为了使快进和快退速度相同,故采用差动增速回路,为了使速度换接平稳、可靠、选用行程控制的速度换接回路。
2.2换向回路的选择
本系统对换向平稳性要求不高,所以选择价格较低的电磁换向阀控制换向回路,为了便于调速四种回路和实现泵的不卸荷情况下操作,故采用O型中位技能换向阀,由于有快速重载、低速轻载俩种量泵的操作完成,故采用三位四通的换向阀,中位机能都为O型。
2.3压力控制回路选择
由于采用的是俩定量泵供油回路,故在节流阀调速回路和节流回油调速回路中由节流阀和溢流阀实现轻载,低速也就是低压小流量,而在旁路进油调速回路和调速回路中,则采用了高速重载,在回油路中采用了泵的卸荷,为了便于观察调整压力,在液压泵的出口处,将背压阀和液压缸无杆腔进口处设置测压点。
3.实验台整体结构的设计
3.1液压装置的结构形式
液压装置按配置形式可分为集中配制和分散配制两种形式。集中装置是将液压系统的动力源、控制及调节装置集中安装于主机外。集中设置即所谓液压站,主要用于固定式液压设备,这种形式的的优点是装配、维修方便,从根本上消除了动力源的振动与油温对主机的影响。缺点是单独设立液压站,占地面积较大。而分散配置是将系统的动力源、控制及调节装置按主机的布局分散安装。主要用于移动式液压设备。这种形式的优点是结构紧凑,节省面积,缺点是安装维修较复杂,动力源的振动和油温影响主机的精度。所以在此我们采用的是集中装配置制形式。
3.2液压元件的配置形式
液压装置中元件的配制形式可分为管式,板式连接与集成连接三大类。
(1)管式连接
管式连接是液压系统最早采用的一种连接方式,它用油管将各元件连接在一起,完成所需的动作。它具有连接简单,便于维修的优点,当动作比较复杂,组成系统元件较多多时,就会出现管道复杂,管接头多的问题,系统安装复杂,压力损失大,容易漏油。
(2)板式连接
元件用螺钉连接在阀板上。元件间的连接依靠在阀板中钻出,铣出或铸造出的通道实现。这种连接方式可以消除管式连接带来的一系列缺陷。结构紧凑,占地面积小,但结构复杂,工艺性差。适用于固定工作循环的液压系统。
(3)集成连接
集成连接是60年代初出现的一种新连接方式,目前集成块集加阀,锥阀和插装式连接应用渐多。这些连接方式的共同特点是:由标准液压元件或专用通用的辅助元件,按设计的要求,用螺栓组合成一个系统。因此集成连接也称无管连接。
3.3集成叠加式连接装置的设计
(1)集成块组的结构
集成块组是按通用的液压典型回路设计的通用组件。它由集成块底板和顶盖顺序叠加由四只长螺栓垂直固紧而成。液压元件一般安放在集成块的前面,后面和右侧面。左侧面不安放元件。留着连接油管,以便向执行元件供油,需经常用的调节元件如溢流阀,调速阀,减压阀布置在右侧面或前面。元件之间的连系借助于块体内部的油道孔。根据单元回路快在系统中的作用可分为调压,换向,调速减压,顺序等若干种回路块。每块下面为叠加结合面,布有公共的压力油孔P,回油孔O,泄油孔L和连接螺栓孔。
(2)成块装置的设计
首先需要绘制集成块单元回路图,然后制作液压元件样板,布置液压元件,最后绘制集成块加工图。
(3)成块的设计
公用油箱孔的选定集成块的主要作用是连接各液压元件以便组成单元回路。因此集成块上必须有公共的压力油孔。回油孔,泄油孔是由下往上贯穿通道体的。
通道体外形的确定。确定通道体尺寸时应首先布置好公用通道孔通道体的长度与宽度尺寸除了考虑安放最大尺寸的元件外,还须备有足够的调整尺寸。以利于在安放通道体内油孔时调速阀的位置。
目前,液压元件已逐步实现了标准化、系列化,其规格、品种、质量、性能都有了很大提高,尤其是采用电子技术、伺服技术等新技术新工艺后,液压系统的质量得到了显著的提高,其在国民经济及军事工业中发挥了重大作用。现代工程机械几乎都采用了液压系统,并且与电子系统、计算机控制技术结合,成为现代工程机械的重要组成部分,其重要性是不言而喻的。
参考文献
[1] 姜继海,宋锦春,高常识.液压与气压传动.高等教育出版社,2002
[2] 朱台台,熊红斌.液压技术的发展[J].华章.2013(09)