液壓系統實(shí)現了主機的功能,主機的設計制造、安裝、調試、使用、維修等都和液壓系統密切相關(guān),因此分析液壓系統圖是非常重要的。
分析液壓系統圖一般可以按照下列步驟進(jìn)行:
(1)明確主機的功用、動(dòng)作以及對于液壓系統的要求。
(2)確定系統的類(lèi)型。
(3)對于一定的操作,分析油流循環(huán)路線(xiàn)和執行元件產(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)對系統進(jìn)行評價(jià),找出系統的特點(diǎn)。
液壓系統的分類(lèi)
根據系統的不同結構形式,液壓系統有不同的類(lèi)型。
開(kāi)式循環(huán)系統和閉式循環(huán)系統
開(kāi)式循環(huán)系統是指油泵從油箱吸油,輸出的壓力油進(jìn)人執行元件,執行元件的回油到油箱,如圖8-1所示。開(kāi)式循環(huán)系統的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單,散熱條件好,維護方便。缺點(diǎn)是油液與空氣接觸機會(huì )多,容易受到污染。開(kāi)式循環(huán)系統應用比較廣泛。
閉式循環(huán)系統指油泵輸出的壓力油進(jìn)人執行元件,執行元件的回油到油泵的吸油口,液壓油在動(dòng)力元件和執行元件之間封閉的管路中循環(huán),而不通過(guò)油箱。為了補償系統的泄漏,設置一個(gè)小的補油泵,如圖8-2所示。閉式循環(huán)系統的優(yōu)點(diǎn)是結構緊湊,效率高,傳動(dòng)平穩性好,油液不易受到污染,但散熱和沉淀雜質(zhì)條件差,因此系統必須增加冷卻或過(guò)濾裝置。閉式循環(huán)系統常用在容積調速中。
單泵系統和多泵系統
單泵系統足主機使用一臺液壓泵驅動(dòng)多個(gè)工作機構,單泵系統的特點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、成本低,但由于各個(gè)執行元件要求的壓力和流量不同,原動(dòng)機的功率難以得到充分的利用。
多泵系統是液壓系統中有兩臺以上的液壓泵,各泵可以單獨驅動(dòng)一個(gè)執行機構,又可以多泵合流驅動(dòng)一個(gè)執行機構,以提高執行機構的速度,還可以實(shí)現復合動(dòng)作(主機同時(shí)有兩個(gè)以上的動(dòng)作),以提高生產(chǎn)率。多泵系統比單泵系統功率利用率高,但造價(jià)也高。
定量系統和變量系統
系統中采用了定量元件就稱(chēng)為定量系統。定量系統特點(diǎn)是結構簡(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,功率利用率比較差。
系統中采用了變量元件就叫變量系統。變量系統特別是恒功率變量系統,使原動(dòng)機的功率利用允分,得到較為理思的特性。
串聯(lián)、并聯(lián)、單聯(lián)和復聯(lián)系統
當用一個(gè)油泵驅動(dòng)多個(gè)執行元件時(shí),各個(gè)執行元件之間可以有串聯(lián)、并聯(lián)、單聯(lián)和復聯(lián)四種連接方式。
(一)串聯(lián)系統
如圖8-3所示,串聯(lián)系統中各個(gè)執行元件之間為串聯(lián),前一個(gè)執行元件的回油進(jìn)人下一個(gè)執行元件,串聯(lián)系統中常采用M機能的換向閥。串聯(lián)油路中各個(gè)執行元件同時(shí)工作時(shí),油泵要同時(shí)克服所有串聯(lián)執行元件的外載荷。各個(gè)執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)執行元件可以單獨動(dòng)作,也可以輕載復合動(dòng)作,油液循環(huán)路線(xiàn)長(cháng),故總的壓力損失比較大。
(二)并聯(lián)系統
如圖8-4所示,并聯(lián)系統中各個(gè)執行元件的進(jìn)油路聯(lián)結在一起,回油路聯(lián)結在一起,換向閥常采用O型機能的。為了能使油泵卸菏,換向閥用三位六通閥,當用三位四通閥時(shí),安全閥用電滋溢流閥。并聯(lián)油路的特點(diǎn)是各個(gè)執行元件只能單獨動(dòng)作,難以實(shí)現復合動(dòng)作,油路循環(huán)路線(xiàn)短,壓力損失小。
(三)單聯(lián)系統
如圖8-5所示,單聯(lián)系統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)執行元件的回油路聯(lián)結在一起,前一個(gè)執行元件的換向閥的中位回油進(jìn)入下一個(gè)執行元件。單聯(lián)系統的特點(diǎn)是各個(gè)執行元件只能單獨動(dòng)作,同時(shí)操作幾個(gè)換向閥時(shí),由于后面執行元件的進(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(chēng)為優(yōu)先聯(lián)結、順序單動(dòng)油路。
(四)復聯(lián)系統
復聯(lián)系統是由前面三種聯(lián)結組合而成的混合系統,如圖8-6所示換向閥6、7(執行元件3、4)之間為并聯(lián),換向閥6、7和8(執行元件3、4和5)之間為串并聯(lián),該系統兼有并聯(lián)和串聯(lián)的特點(diǎn)。
調速方式
液壓系統中調速方式可以分為有級調速和無(wú)級調速,無(wú)級調速又可以分為節流調速、容積調速、容積-節流調速3種形式。
有級調速用在多泵或多馬達的系統中,特點(diǎn)是效率高,比容積調速造價(jià)要低,調速特性比較差。
節流調速的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、維護方便、調速范圍大、微調性能好,缺點(diǎn)是由于節流損失和溢流損失造成效率低、發(fā)熱多。節流調速適合小功率或不常調速的場(chǎng)合。
容積調速回路是通過(guò)改變液壓泵或液壓馬達的排量來(lái)實(shí)現無(wú)級調速的,它不需要節流和溢流,所以效率高、發(fā)熱少、功率利用合理,但調速范圍比節流調速小,微調性能不如節流調速好,且結構復雜、造價(jià)高。容積調速適用大功率液壓系統。
容積-節流調速兼有節流調速和容積調速的特點(diǎn),可以得到較為滿(mǎn)意的性能。
換向閥的操作方式
換向閥的操作方式有直動(dòng)操作和先導操作兩大類(lèi)。直動(dòng)操作中有電磁閥、行程閥、手動(dòng)換向閥等;先導操作中又分為節流式先導操作和減壓式先導操作。小功率的液壓系統一般都采用直動(dòng)操作,大功率的液壓系統往往采用先導操作。