液压传动系统
液压传动中由液压泵、液压控制阀、液压执行元件(液压缸和液压马达等)和液压辅件(管道和蓄能器等)组成的液压系统。液压泵把机械能转换成液体的压力能,液压控制阀和液压辅件控制液压介质的压力、流量和流动方向,将液压泵输出的压力能传给执行元件,执行元件将液体压力能转换为机械能,以完成要求的动作。
一、标准液压传动系统构成
1)动力元件,即液压泵,其职能是将原动机的机械能转换为液体的压力动能(表现为压力、流量),其作用是为液压系统提供压力油,是系统的动力源。
2)执行元件,指液压缸或液压马达,其职能是将液压能转换为机械能而对外做功,液压缸可驱动工作机构实现往复直线运动(或摆动),液压马达可完成回转运动。
3)控制元件,指各种阀利用这些元件可以控制和调节液压系统中液体的压力、流量和方向等,以保证执行元件能按照人们预期的要求进行工作。
4)辅助元件,包括油箱、滤油器、管路及接头、冷却器、压力表等。它们的作用是提供必要的条件使系统正常工作并便于监测控制。
5)工作介质,即传动液体,通常称液压油。液压系统就是通过工作介质实现运动和动力传递的,另外液压油还可以对液压元件中相互运动的零件起润滑作用。
二、液压传动系统工作原理
图为简单磨床的液压传动系统的组成和工作原理。电动机带动液压泵从油箱吸油,液压泵把电动机的机械能转换为液体的压力能。液压介质通过管道经节流阀和换向和阀进入液压缸左腔,推动活塞带动工作台右移,液压缸右腔排出的液压介质经换向阀流回油箱。换向阀换向之后液压介质进入液压缸右腔,使活塞左移,推动工作台反向移动。改变节流阀的开口可调节液压缸的运动速度。液压系统的压力可通过溢流阀调节。在绘制液压系统图时,为了简化起见都采用规定的符号代表液压元件,这种符号称为职能符号。
三、液压基本控制回路及原理
1、液压主回路
基本回路 由有关液压元件组成,用来完成特定功能的典型油路。任何一个液压传动系统都是由几个基本回路组成的,每一基本回路都具有一定的控制功能。几个基本回路组合在一起,可按一定要求对执行元件的运动方向、工作压力和运动速度进行控制。根据控制功能不同,基本回路分为压力控制回路、速度控制回路和方向控制回路。
2、速度控制回路
速度控制回路 通过控制介质的流量来控制执行元件运动速度的回路。按功能不同分为调速回路和同步回路。
(1)同步回路:控制两个或两个以上执行元件同步运行的回路,例如采用把两个执行元件刚性连接的方法,以保证同步;用节流阀或调速阀分别调节两个执行元件的流量使之相等,以保证同步;把液压缸的管路串联,以保证进入两液压缸的流量相同,从而使两液压缸同步。
(2)调速回路:用来控制单个执行元件的运动速度,可以用节流阀或调速阀来控制流量,如图 简单磨床的液压传动系统原理图 中的节流阀就起这一作用。节流阀控制液压泵进入液压缸的流量(多余流量通过溢流阀流回油箱),从而控制液压缸的运动速度,这种形式称为节流调速。也可用改变液压泵输出流量来调速,称为容积调速。
3、方向控制回路
方向控制回路 控制液压介质流动方向的回路。用方向控制阀控制单个执行元件的运动方向,使之能正反方向运动或停止的回路,称为换向回路,图 简单磨床的液压传动系统原理图 中的换向阀即起这一作用。在执行元件停止时,防止因载荷等外因引起泄漏导致执行元件移动的回路,称为锁紧回路。
4、压力控制回路
压力控制回路 用压力控制阀(见液压控制阀)来控制整个系统或局部范围压力的回路。根据功能不同,压力控制回路又可分为调压、变压、卸压和稳压 4种回路。
(1)卸压回路:在系统不要压力或只要低压时,通过卸压回路使系统压力降为零压或低压。
(2)稳压回路:用以减小或吸收系统中局部范围内产生的压力波动,保持系统压力稳定,例如在回路中采用蓄能器。
(3)调压回路:这种回路用溢流阀来调定液压源的最高恒定压力,溢流阀就起这一作用。当压力大於溢流阀的设定压力时,溢流阀开口就加大,以降低液压泵的输出压力,维持系统压力基本恒定。
(4)变压回路:用以改变系统局部范围的压力,如在回路上接一个减压阀则可使减压阀以后的压力降低;接一个升压器,则可使升压器以后的压力高於液压源压力。