液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了主機(jī)的功能,主機(jī)的設(shè)計(jì)制造、安裝、調(diào)試、使用、維修等都和液壓系統(tǒng)密切相關(guān),因此分析液壓系統(tǒng)圖是非常重要的。
分析液壓系統(tǒng)圖一般可以按照下列步驟進(jìn)行:
(1)明確主機(jī)的功用、動(dòng)作以及對(duì)于液壓系統(tǒng)的要求。
(2)確定系統(tǒng)的類型。
(3)對(duì)于一定的操作,分析油流循環(huán)路線和執(zhí)行元件產(chǎn)生的動(dòng)作。
(4)分析各個(gè)元件的作用,并搞清在什么時(shí)候起作用。
(5)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià),找出系統(tǒng)的特點(diǎn)。
液壓系統(tǒng)的分類
根據(jù)系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)形式,液壓系統(tǒng)有不同的類型。
開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)
開式循環(huán)系統(tǒng)是指油泵從油箱吸油,輸出的壓力油進(jìn)人執(zhí)行元件,執(zhí)行元件的回油到油箱,如圖8-1所示。開式循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,散熱條件好,維護(hù)方便。缺點(diǎn)是油液與空氣接觸機(jī)會(huì)多,容易受到污染。開式循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛。
閉式循環(huán)系統(tǒng)指油泵輸出的壓力油進(jìn)人執(zhí)行元件,執(zhí)行元件的回油到油泵的吸油口,液壓油在動(dòng)力元件和執(zhí)行元件之間封閉的管路中循環(huán),而不通過油箱。為了補(bǔ)償系統(tǒng)的泄漏,設(shè)置一個(gè)小的補(bǔ)油泵,如圖8-2所示。閉式循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,效率高,傳動(dòng)平穩(wěn)性好,油液不易受到污染,但散熱和沉淀雜質(zhì)條件差,因此系統(tǒng)必須增加冷卻或過濾裝置。閉式循環(huán)系統(tǒng)常用在容積調(diào)速中。
單泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)
單泵系統(tǒng)足主機(jī)使用一臺(tái)液壓泵驅(qū)動(dòng)多個(gè)工作機(jī)構(gòu),單泵系統(tǒng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但由于各個(gè)執(zhí)行元件要求的壓力和流量不同,原動(dòng)機(jī)的功率難以得到充分的利用。
多泵系統(tǒng)是液壓系統(tǒng)中有兩臺(tái)以上的液壓泵,各泵可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu),又可以多泵合流驅(qū)動(dòng)一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu),以提高執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度,還可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作(主機(jī)同時(shí)有兩個(gè)以上的動(dòng)作),以提高生產(chǎn)率。多泵系統(tǒng)比單泵系統(tǒng)功率利用率高,但造價(jià)也高。
定量系統(tǒng)和變量系統(tǒng)
系統(tǒng)中采用了定量元件就稱為定量系統(tǒng)。定量系統(tǒng)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但在功率利用率方面不太合理,特別是單泵宣系統(tǒng),功率利用率比較差。
系統(tǒng)中采用了變量元件就叫變量系統(tǒng)。變量系統(tǒng)特別是恒功率變量系統(tǒng),使原動(dòng)機(jī)的功率利用允分,得到較為理思的特性。
串聯(lián)、并聯(lián)、單聯(lián)和復(fù)聯(lián)系統(tǒng)
當(dāng)用一個(gè)油泵驅(qū)動(dòng)多個(gè)執(zhí)行元件時(shí),各個(gè)執(zhí)行元件之間可以有串聯(lián)、并聯(lián)、單聯(lián)和復(fù)聯(lián)四種連接方式。
(一)串聯(lián)系統(tǒng)
如圖8-3所示,串聯(lián)系統(tǒng)中各個(gè)執(zhí)行元件之間為串聯(lián),前一個(gè)執(zhí)行元件的回油進(jìn)人下一個(gè)執(zhí)行元件,串聯(lián)系統(tǒng)中常采用M機(jī)能的換向閥。串聯(lián)油路中各個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作時(shí),油泵要同時(shí)克服所有串聯(lián)執(zhí)行元件的外載荷。各個(gè)執(zhí)行元件的速度與本身的外載荷無(wú)直接關(guān)系。串聯(lián)油路的特點(diǎn)是各個(gè)執(zhí)行元件可以單獨(dú)動(dòng)作,也可以輕載復(fù)合動(dòng)作,油液循環(huán)路線長(zhǎng),故總的壓力損失比較大。
(二)并聯(lián)系統(tǒng)
如圖8-4所示,并聯(lián)系統(tǒng)中各個(gè)執(zhí)行元件的進(jìn)油路聯(lián)結(jié)在一起,回油路聯(lián)結(jié)在一起,換向閥常采用O型機(jī)能的。為了能使油泵卸菏,換向閥用三位六通閥,當(dāng)用三位四通閥時(shí),安全閥用電滋溢流閥。并聯(lián)油路的特點(diǎn)是各個(gè)執(zhí)行元件只能單獨(dú)動(dòng)作,難以實(shí)現(xiàn)復(fù)合動(dòng)作,油路循環(huán)路線短,壓力損失小。
(三)單聯(lián)系統(tǒng)
如圖8-5所示,單聯(lián)系統(tǒng)中換向閥采用三位六通閥,各個(gè)換向閥之間采用串并聯(lián),即各個(gè)執(zhí)行元件的回油路聯(lián)結(jié)在一起,前一個(gè)執(zhí)行元件的換向閥的中位回油進(jìn)入下一個(gè)執(zhí)行元件。單聯(lián)系統(tǒng)的特點(diǎn)是各個(gè)執(zhí)行元件只能單獨(dú)動(dòng)作,同時(shí)操作幾個(gè)換向閥時(shí),由于后面執(zhí)行元件的進(jìn)油被切斷,不能動(dòng)作,只有最前面(距油泵最近)的執(zhí)行元件進(jìn)油而動(dòng)作。所以說(shuō)這種油路具有“聯(lián)鎖”的作用,故又稱為優(yōu)先聯(lián)結(jié)、順序單動(dòng)油路。
(四)復(fù)聯(lián)系統(tǒng)
復(fù)聯(lián)系統(tǒng)是由前面三種聯(lián)結(jié)組合而成的混合系統(tǒng),如圖8-6所示換向閥6、7(執(zhí)行元件3、4)之間為并聯(lián),換向閥6、7和8(執(zhí)行元件3、4和5)之間為串并聯(lián),該系統(tǒng)兼有并聯(lián)和串聯(lián)的特點(diǎn)。
調(diào)速方式
液壓系統(tǒng)中調(diào)速方式可以分為有級(jí)調(diào)速和無(wú)級(jí)調(diào)速,無(wú)級(jí)調(diào)速又可以分為節(jié)流調(diào)速、容積調(diào)速、容積-節(jié)流調(diào)速3種形式。
有級(jí)調(diào)速用在多泵或多馬達(dá)的系統(tǒng)中,特點(diǎn)是效率高,比容積調(diào)速造價(jià)要低,調(diào)速特性比較差。
節(jié)流調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、維護(hù)方便、調(diào)速范圍大、微調(diào)性能好,缺點(diǎn)是由于節(jié)流損失和溢流損失造成效率低、發(fā)熱多。節(jié)流調(diào)速適合小功率或不常調(diào)速的場(chǎng)合。
容積調(diào)速回路是通過改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的,它不需要節(jié)流和溢流,所以效率高、發(fā)熱少、功率利用合理,但調(diào)速范圍比節(jié)流調(diào)速小,微調(diào)性能不如節(jié)流調(diào)速好,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高。容積調(diào)速適用大功率液壓系統(tǒng)。
容積-節(jié)流調(diào)速兼有節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速的特點(diǎn),可以得到較為滿意的性能。
換向閥的操作方式
換向閥的操作方式有直動(dòng)操作和先導(dǎo)操作兩大類。直動(dòng)操作中有電磁閥、行程閥、手動(dòng)換向閥等;先導(dǎo)操作中又分為節(jié)流式先導(dǎo)操作和減壓式先導(dǎo)操作。小功率的液壓系統(tǒng)一般都采用直動(dòng)操作,大功率的液壓系統(tǒng)往往采用先導(dǎo)操作。