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        工程機械液壓系統各組成部分及功能介紹

        一、工程機械液壓系統各組成部分及功能:
        1、原動機(電動機、發動機):向液壓系統提供機械能
        2、液壓泵(齒輪泵、葉片泵、柱塞泵):把原動機所提供的機械能轉變成油液的壓力能,輸出高壓油液
        3、執行器(液壓缸、液壓馬達、擺動馬達):把油液的壓力能轉變成機械能去驅動負載作功,實現往復直線運動、連續轉動或擺動
        4、控制閥(壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥):控制從液壓泵到執行器的油液的壓力、流量和流動方向,從而控制執行器的力、速度和方向
        5、油箱:盛放液壓油,向液壓泵供應液壓油,回收來自執行器的完成了能量傳遞任務之后的低壓油液
        6、管路:輸送油液
        7、過濾器:濾除油液中的雜質,保持系統正常工作所需的油液清潔度
        8、密封:在固定連接或運動連接處防止油液泄漏,以保證工作壓力的建立
        9、蓄能器:儲存高壓油液,并在需要時釋放之
        10、熱交換器(散熱器):控制油液溫度
        11、液壓油:是傳遞能量的工作介質,也起潤滑和冷卻作用一個系統中不一定包含以上所有的組成部分,但是液壓泵、執行器、控制閥、液壓油是必須有的。

        油昇PV系列柱塞泵

        二、液壓系統的分類:
        1、開式系統和閉式系統:
        按照液壓回路的基本構成可以把液壓系統劃分為開式系統和閉式系統。

        開式系統:
        泵所輸出的壓力油在完成做功任務后從執行駛器返回油箱。應用普遍,但油箱要足夠的大。有油缸的系統肯定是開式系統

        閉式系統:
        泵輸出的壓力油從執行器再返回泵,從而形成閉式回路。多用于車輛的行走驅動,用升壓泵補油,并且用沖洗閥局部換油。

        與開式回路相比,閉式回路效率高(特別是制動時有功率回收的效果),發熱量少,執行器的前進、后退平穩;但是泵必須是雙流向變量泵。

        2、傳動系統和控制系統:
        按照液壓系統的主要功用可分為傳動系統和控制系統。傳動系統以傳遞動力為主;比如挖機的大臂油缸動作系統,而控制系統以傳遞信息為主,比如挖掘機先導控制系統

        3、閥控制系統和泵控制系統:
        按實現速度控制的方式可分為閥控制系統和泵控制系統。閥控制是通過改變節流口的開度來控制流量,從而控制速度。按節流口與執行器的相對位置可分為進口節流、出口節流和旁通節流。比如壓路機、裝載機的轉向系統。

        泵控系統是通過改變泵的排量來控制流量,從而控制速度,效率較高。

        三、液壓系統的技術特點:
        液壓系統作為一種傳動技術,有其突出的優點:
        1、能產生很大的力,而且控制容易。
        可以用泵很容易地得到很高的壓力(20~30MPa)的液壓油,把此壓力油送入液壓缸后即可產生很大的力。例如令缸徑為30CM、壓力為20MPa,由缸產生的力可達1413KN。液壓技術之所以廣泛地應用于壓力機、壓鑄機、注塑機上,就是因為可以簡單地得到這樣大的力。

        2、能在很寬范圍內無級調速。
        用控制閥對供給液壓馬達或液壓缸的流量進行無級調整,即可隨意控制其旋轉或直線運動的速度。

        3、很容易防止過載,安全性大。
        機械設備如果承受許用界限以上的負載時是很危險的。液壓系統中通過使用安全閥(溢流閥)可以很容易的防止過載,即使在工程機械等可能發生預想不到的負載變動的場合,也可以確保安全。

        4、尺寸小出力大,安裝位置可自由選擇。
        無論把控制閥、執行器裝在什么位置,只要把管子或軟管接過去就可以了,所以設計上的自由度很大。這一點在必須減輕重量、提高功率密度、充分利用空間的工業車輛、機床上等發揮了作用。

        5、 輸出力的調整簡單準確,可遠程控制。
        如果用壓力控制閥來控制壓力,則很容易控制執行器的輸出力。如果使用比例電磁閥,還可用電信號來控制壓力,從而實現遠程控制然而,液壓技術也有其自身存在的缺點,我們必須有所了解,在今后的運用中多加防范。

        液壓系統限制因素:

        油昇VR系列柱塞泵

        1、配管技術:
        配管技術決定了系統的工作壓力和元件布置方式必須遵循一定的規律,而管路元件的損壞則將導致系統功能的損失并帶來其他危險
        2、污染物、灰塵的侵入;系統污染將導致系統工作不穩定,元件壽命急劇下降等問題。
        3、故障診斷難。
        4、液壓油的溫度變化。
        油溫變化帶來的油液黏度的變化將降低系統的效率,同時加劇系統元件的老化
        5、漏油
        總之,在機械及裝置的傳動中,要綜合的運用液壓、氣動、電氣,使其能更充分的發揮應有的作用。

        四、液壓系統的元件組成:
        1、油箱:
        每個液壓設備都應該有它自己的油箱。油箱要實現盛放油液、散發熱量、逸出空氣、沉淀雜質、分離水分、安裝元件等各種功能。

        2、過濾器:
        過濾器的功能是從油液中清除固體污染物。液壓系統中的所有故障的80%左右是由污染的油液引起的。保持油液清潔是液壓系統可靠工作的關鍵,而過濾器則是保持油液清潔的主要手段。

        過濾器的種類:
        過濾器可以裝在液壓系統的不同部位去完成不同的任務,這也決定了過濾器的不同種類:

        A、吸油過濾器,保護液壓泵
        B、高壓過濾器,保護泵下游元件不受污染
        C、回油過濾器,降低油液污染度
        D、離線過濾器,連續過濾保持清潔度
        E、泄油過濾器,防止生成污染物進入油箱
        F、安全過濾器,保護污染低抗力低的元件
        G、通氣過濾器,保護污染物隨空氣侵入
        H、注油過濾器,防止注油時侵入污染物

        威格士PVQ系列柱塞泵

        3、液壓泵:
        液壓泵的分類:
        A、定量泵
        齒輪泵、螺桿泵、定量葉片泵、定量徑向柱塞泵、定量軸向柱塞泵。

        B、變量泵:
        變量葉片泵、變量徑向柱塞泵、變量軸向柱塞泵。

        C、齒輪泵:
        齒輪泵,是一種依靠密封在一個殼體中的兩個或兩個以上齒輪,在相互嚙合過程中所產生的工作空間容積變化來輸送液體的泵。

        液壓泵最基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內相互嚙合旋轉,這個殼體的內部類似“8”字形,兩個齒輪裝在里面,齒輪的外徑及兩側與殼體緊密配合。液壓油從吸入口進入兩個齒輪中間,并充滿這一空間,隨著齒的旋轉沿殼體運動,最后在兩齒嚙合時排出。

        因為液體是不可壓縮的,所以液體和齒就不能在同一時間占據同一空間,這樣,液體就被排除了。由于齒的不斷嚙合,這一現象就連續在發生,因而也就在泵的出口提供了一個連續排除量,泵每轉一轉,排出的量是一樣的。隨著驅動軸的不間斷地旋轉,泵也就不間斷地排出流體。

        4、液壓馬達:
        液壓馬達的分類:
        1、高速液壓馬達:
        a. 定量液壓馬達(齒輪馬達、螺桿馬達、定量葉片馬達、定量徑向柱塞馬達、定量軸向柱塞馬達)
        b. 變量液壓馬達(變量葉片馬達、變量徑向柱塞馬達、變量軸向柱塞馬達)

        2、低速液壓馬達:
        a. 單作用液壓馬達(徑向柱塞式液壓馬達、軸向柱塞式液壓馬達)
        b. 多作用液壓馬達(徑向柱塞式液壓馬達、葉片馬達、擺線馬達、軸向柱塞式液壓馬達)

        5、液壓缸:
        液壓缸的作用:液壓缸即油缸,是將液壓能轉換為機械能的執行元件。

        液壓缸的輸入量是流體的流量和壓力,輸出的是直線運動速度和力。液壓缸的活塞能完成直線往復運動,輸出的直線位移是有限的。液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。緩沖裝置與排氣裝置視具體應用場合而定,其他裝置則必不可少。

        液壓缸的用途廣泛,它是傳承負載的主要執行器,而且能利用很小的空間得到很大的力,它在各個行業都得到了廣泛的運用。

        液壓缸可分為三種類型:
        ①、螺紋式
        ②、卡鍵式
        ③、法蘭式

        丹尼遜T7B系列葉片泵

        6、壓力控制閥:
        壓力控制閥按其用途可分為:溢流閥、安全閥、電磁溢流閥、卸荷溢流閥、順序閥、卸荷閥、平衡閥、背壓閥、減壓閥、緩沖閥、手動遙控閥、壓力繼電器、壓力表保護閥等。
        溢流閥的工作原理:溢流閥主要有直動式溢流閥和先導式溢流閥,這里著重介紹直動式溢流閥的工作原理,因為它是各種溢流閥的基礎。

        直動式溢流閥中,作用在動閥心上的作用力直接與彈簧力相平衡,當液壓力超過彈簧預調力時,閥心開啟,壓力油溢出,使入口壓力維持穩定,壓力降低時,彈簧力使閥關閉。直動溢流閥結構簡單,靈敏度高,但靜態調壓偏差(調定壓力與開啟壓力之差)較大,動態特性與結構形式有關,如錐、球閥反應較快,動作靈敏,但穩定性差,噪聲大,常作安全閥及壓力閥的先導閥?;y式溢流閥動作反應慢,壓力超調大,但穩定性好。

        溢流閥的功能及應用:溢流閥的主要作用是保持油路系統的壓力恒定,防止系統過載,保護泵和油路系統的安全。
        對溢流閥的主要性能要求是:調壓范圍大、調壓偏差小,壓力振擺小,動作靈敏,過流能力大、壓力損失小,噪聲特性好。

        7、流量控制閥:
        流量控制閥,是一種在一定壓力差下,通過控制節流口流量從而調節執行元件(液壓缸或液壓馬達)運動速度的閥類。
        流量控制閥主要包括節流閥、調速閥、溢流節流閥和分流集流閥等,此閥一般水平安裝。

        節流閥:
        節流閥是通過改變節流截面或節流長度以控制流體流量的閥門。將節流閥和單向閥并聯則可組合成單向節流閥。節流閥和單向節流閥是簡易的流量控制閥,在工程機械的液壓系統中,節流閥和溢流閥配合,可組成三種節流調速系統,即進油路節流調速系統、回油路節流調速系統和旁路節流調速系統。節流閥沒有流量負反饋功能,不能補償由負載變化所造成的速度不穩定,一般僅用于負載變化不大或對速度穩定性要求不高的場合。

        丹尼遜金杯系列柱塞泵

        8、方向控制閥:
        方向控制閥主要用來通斷油路或改變油流的方向,以實現執行元件的啟動、停止,進行壓力和速度變換。方向閥按其用途來分類,可分為單向閥和換向閥。

        ①、單向閥:只允許油液沿著一個方向流動,不能反向流動。
        ②、換向閥:換向閥是一種可以改變液壓系統內液壓油流向的控制閥。它通過借助于閥芯與閥體之間想位置的變換,達到改變油液流向的目的。

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