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百科知識(shí)
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液壓系統(tǒng)定義
一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成,即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件(附件)和液壓油。動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能,指液壓系統(tǒng)中的油泵,它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)??刂圃?即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同,液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為益流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等;流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、分流集流閥等;方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。根據(jù)控制方式不同,液壓閥可分為開關(guān)式控制閥、定值控制閥和比例控制閥。輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計(jì)等。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì),有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。
液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
液壓系統(tǒng)由信號(hào)控制和液壓動(dòng)力兩部分組成,信號(hào)控制部分用于驅(qū)動(dòng)液壓動(dòng)力部分中的控制閥動(dòng)作。液壓動(dòng)力部分采用回路圖方式表示,以表明不同功能元件之間的相互關(guān)系。液壓源含有液壓泵、電動(dòng)機(jī)和液壓輔助元件;液壓控制部分含有各種控制閥,其用于控制工作油液的流量、壓力和方向;執(zhí)行部分含有液壓缸或液壓馬達(dá),其可按實(shí)際要求來選擇。在分析和設(shè)計(jì)實(shí)際任務(wù)時(shí),一般采用方框圖顯示設(shè)備中實(shí)際運(yùn)行狀況。 空心箭頭表示信號(hào)流,而實(shí)心箭頭則表示能量流。
破碎床液壓系統(tǒng)基本液壓回路中的動(dòng)作順序—控制元件(二位四通換向閥)的換向和彈簧復(fù)位、執(zhí)行元件(雙作用液壓缸)的伸出和回縮以及溢流閥的開啟和關(guān)閉。 對于執(zhí)行元件和控制元件,演示文稿都是基于相應(yīng)回路圖符號(hào),這也為介紹回路圖符號(hào)作了準(zhǔn)備。根據(jù)系統(tǒng)工作原理,您可對所有回路依次進(jìn)行編號(hào)。如果執(zhí)行元件編號(hào)為 0,則與其相關(guān)的控制元件標(biāo)識(shí)符則為 1。如果與執(zhí)行元件伸出相對應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符為偶數(shù),則與執(zhí)行元件回縮相對應(yīng)的元件標(biāo)識(shí)符則為奇數(shù)。 不僅應(yīng)對液壓回路進(jìn)行編號(hào),也應(yīng)對實(shí)際設(shè)備進(jìn)行編號(hào),以便發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障。DIN ISO1219-2 標(biāo)準(zhǔn)定義了元件的編號(hào)組成,其包括下面四個(gè)部分:設(shè)備編號(hào)、回路編號(hào)、元件標(biāo)識(shí)符和元件編號(hào)。如果整個(gè)系統(tǒng)僅有一種設(shè)備,則可省略設(shè)備編號(hào)。實(shí)際中,另一種編號(hào)方式就是對液壓系統(tǒng)中所有元件進(jìn)行連續(xù)編號(hào),此時(shí),元件編號(hào)應(yīng)該與元件列表中編號(hào)相一致。 這種方法特別適用于復(fù)雜液壓控制系統(tǒng),每個(gè)控制回路都與其系統(tǒng)編號(hào)相對應(yīng)
液壓系統(tǒng)的保養(yǎng)
一個(gè)液壓系統(tǒng)的好壞不僅取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和系統(tǒng)元件性能的的優(yōu)劣,還因系統(tǒng)的污染防護(hù)和處理,系統(tǒng)的污染直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和元件的使用壽命,據(jù)統(tǒng)計(jì),國內(nèi)外的的液壓系統(tǒng)故障大約有 70%是由于污染引起的。 油液污染對系統(tǒng)的危害主要如下:
1)元件的污染磨損
油液中各種污染物引起元件各種形式的磨損,固體顆粒進(jìn)入運(yùn)動(dòng)副間隙中,對零件表面產(chǎn)生切削磨損或是疲勞磨損。高速液流中的固體顆粒對元件的表面沖擊引起沖蝕磨損。油液中的水和油液氧化變質(zhì)的生成物對元件產(chǎn)生腐蝕作用。此外,系統(tǒng)的油液中的空氣引起氣蝕,導(dǎo)致元件表面剝蝕和破壞。
2)元件堵塞與卡緊故障
固體顆粒堵塞液壓閥的間隙和孔口,引起閥芯阻塞和卡緊,影響工作性能,甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。
3)加速油液性能的劣化
油液中的水和空氣以其熱能是油液氧化的主要條件,而油液中的金屬微粒對油液的氧化起重要催化作用,此外,油液中的水和懸浮氣泡顯著降低了運(yùn)動(dòng)副間油膜的強(qiáng)度,使?jié)櫥阅芙档汀?/span>
一、污染物的種類 污染物是液壓系統(tǒng)油液中對系統(tǒng)起危害作用的的物質(zhì),它在油液中以不同的形態(tài)形式存在,根據(jù)其物理形態(tài)可分成:固態(tài)污染物、液態(tài)污染物、氣態(tài)污染物。
固態(tài)污染物可分成硬質(zhì)污染物,有:金剛石、切削、硅沙、灰塵、磨損金屬和金屬氧化物;軟質(zhì)污染物有:添加劑、水的凝聚物、油料的分解物與聚合物和維修時(shí)帶入的棉絲、纖維。
液態(tài)污染物通常是不符合系統(tǒng)要求的切槽油液、水、涂料和氯及其鹵化物等,通常我們難以去掉,所以在選擇液壓油時(shí)要選擇符合系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的液壓油,避免一些不必要的故障。
氣態(tài)污染物主要是混入系統(tǒng)中的空氣。
這些顆粒常常是如此的細(xì)小,以至于不能沉淀下來而懸浮于油液之中,被擠到各種閥的間隙之中,對一個(gè)可靠的液壓系統(tǒng)來說,這些間隙的對實(shí)現(xiàn)有限控制、重要性和準(zhǔn)確性是很重要的。
二、污染物的來源:系統(tǒng)油液中污染物的來源途徑主要有以下幾個(gè)方面:
1)外部侵入的污染物:外部侵入污染物主要是大氣中的沙礫或塵埃,通常通過油箱氣孔,油缸的封軸,泵和馬達(dá)等軸侵入系統(tǒng)的。主要是使用環(huán)境的影響。
2)內(nèi)部污染物:元件在加工時(shí)、裝配、調(diào)試、包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和安裝等環(huán)節(jié)中殘留的污染物,當(dāng)然這些過程是無法避免的,但是可以降低,有些特種元件在裝配和調(diào)試時(shí)需要在潔凈室或潔凈臺(tái)的環(huán)境中進(jìn)行。
3)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的污染物:系統(tǒng)在運(yùn)作過程當(dāng)中由于元件的磨損而產(chǎn)生的顆粒,鑄件上脫落下來的砂粒,泵、閥和接頭上脫落下來的金屬顆粒,管道內(nèi)銹蝕剝落物以其油液氧化和分解產(chǎn)生的顆粒與膠狀物,更為嚴(yán)重的是系統(tǒng)管道在正式投入作業(yè)之前沒有經(jīng)過沖洗而有的大量雜質(zhì)。
系統(tǒng)的維護(hù)
一個(gè)系統(tǒng)在正式投入之前一般都要經(jīng)過沖洗,沖洗的目的就是要清除殘留在系統(tǒng)內(nèi)的污染物、金屬屑、纖維化合物、鐵心等,在前初兩小時(shí)工作中,即使沒有完全損壞系統(tǒng),也會(huì)引起一系列故障。所以應(yīng)該按下列步驟來清洗系統(tǒng)油路:
1)用一種易干的清潔溶劑清洗油箱,再用經(jīng)過過濾的空氣清除溶劑殘?jiān)?/span>
2)清洗系統(tǒng)全部管路,某些情況下需要把管路和接頭進(jìn)行浸漬。
3)在管路中裝油濾,以保護(hù)閥的供油管路和壓力管路。
4)在集流器上裝一塊沖洗板以代替精密閥,如電液伺服閥等。
5)檢查所有管路尺寸是否合適,連接是否正確。
要是系統(tǒng)中使用到電液伺服閥,我不妨多說兩句,伺服閥得沖洗板要使油液能從供油管路流向集流器,并直接返回油箱,這樣可以讓油液反復(fù)流通,以沖洗系統(tǒng),讓油濾濾掉固體顆粒,沖洗過程中,沒隔 1 ~ 2 小時(shí)要檢查一下油濾,以防油濾被污染物堵塞,此時(shí)旁路不要打開,若是發(fā)現(xiàn)油濾開始堵塞就馬上換油濾。
沖洗的周期由系統(tǒng)的構(gòu)造和系統(tǒng)污染程度來決定,若過濾介質(zhì)的試樣沒有或是很少外來污染物,則裝上新的油濾,卸下沖洗板,裝上閥工作!
有計(jì)劃的維護(hù):建立系統(tǒng)定期維護(hù)制度,對液壓系統(tǒng)較好的維護(hù)保養(yǎng)建議如下:
1)至多 500 小時(shí)或是三個(gè)月就要檢查和更換油液。
2)定期沖洗油泵的進(jìn)口油濾。
3)檢查液壓油被酸化或其他污染物污染情況,液壓油的氣味可以大致鑒別是否變質(zhì)。
4)修護(hù)好系統(tǒng)中的泄漏。
5)確保沒有外來顆粒從油箱的通氣蓋、油濾的塞座、回油管路的密封墊圈以及油箱其他開口處進(jìn)入油箱。
液壓系統(tǒng)的組成
一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由以下四部分組成
(1)動(dòng)力裝置——常見的形式就是液壓泵,是將電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置。其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油。
(2)執(zhí)行裝置——包括液壓缸和液壓馬達(dá),是將油液的液壓能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的裝置。
(3)控制調(diào)節(jié)裝置——包括壓力、流量、方向等控制閥,是對系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置。
(4)輔助裝置——包括上述三部分以外的其他裝置,例如油箱、過濾器、油管等。它們對保證液壓系統(tǒng)正常工作起著重要的作用。
液壓系統(tǒng)泄漏的危害及控制
一、液壓系統(tǒng)泄漏的原因
(1)設(shè)計(jì)及制造的缺陷所造成的;
(2)沖擊和振動(dòng)造成管接頭松動(dòng);
(3)動(dòng)密封件及配合件相互磨損(液壓缸尤甚);
(4)油溫過高及橡膠密封與液壓油不相容而變質(zhì)。下面就結(jié)合以上幾個(gè)方面淺談一下控制泄漏的措施。
二、控制液壓系統(tǒng)泄漏的控制方案
方案一:設(shè)計(jì)及制造缺陷的解決方法:
l、液壓元件外配套的選擇往往在液壓系統(tǒng)的泄漏中起著決定性的影響。這就決定我們技術(shù)人員在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、老產(chǎn)品的改進(jìn)中,對缸、泵、閥件,密封件,液壓輔件等的選擇,要本著好中選優(yōu),優(yōu)中選廉的原則慎重的、有比較的進(jìn)行。
2、合理設(shè)計(jì)安裝面和密封面:當(dāng)閥組或管路固定在安裝面上時(shí),為了得到滿意的初始密封和防止密封件被擠出溝槽和被磨損,安裝面要平直,密封面要求精加工,表面粗糙度要達(dá)到 0.8μm,平面度要達(dá)到 0.01/100mm。表面不能有徑向劃痕,連接螺釘?shù)念A(yù)緊力要足夠大,以防止表面分離。
3、在制造及運(yùn)輸過程中,要防止關(guān)鍵表面磕碰,劃傷。同時(shí)對裝配調(diào)試過程要嚴(yán)格的進(jìn)行監(jiān)控,保證裝配質(zhì)量。
4、對一些液壓系統(tǒng)的泄露隱患不要掉已輕心,要加以排除。
方案二:減少?zèng)_擊和振動(dòng):為了減少承受沖擊和振動(dòng)的管接頭松動(dòng)引起的液壓系統(tǒng)的泄漏,可以采取以下措施:
① 使用減震支架固定所有管子以便吸收沖擊和振動(dòng);
② 使用低沖擊閥或蓄能器來減少?zèng)_擊;
③ 適當(dāng)布置壓力控制閥來保護(hù)系統(tǒng)的所有元件;
④ 盡量減少管接頭的使用數(shù)量,管接頭盡量用焊接連接;
⑤ 使用直螺紋接頭,三通接頭和彎頭代替錐管螺紋接頭;
⑥ 盡量用回油塊代替各個(gè)配管;
⑦ 針對使用的高壓力,規(guī)定安裝時(shí)使用螺栓的扭矩和堵頭扭矩,防止結(jié)合面和密封件被蠶食;
⑧ 正確安裝管接頭。
方案三:減少動(dòng)密封件的磨損:大多數(shù)動(dòng)密封件都經(jīng)過精確設(shè)計(jì),如果動(dòng)密封件加工合格,安裝正確,使用合理,均可保證長時(shí)間相對無泄漏工作。從設(shè)計(jì)角度來講,設(shè)計(jì)者可以采用以下措施來延長動(dòng)密封件的壽命:
1、消除活塞桿和驅(qū)動(dòng)軸密封件上的側(cè)載荷;
2、用防塵圈、防護(hù)罩和橡膠套保護(hù)活塞桿,防止磨料、粉塵等雜質(zhì)進(jìn)入;
3、設(shè)計(jì)選取合適的過濾裝置和便于清洗的油箱以防止粉塵在油液中累積;
4、使活塞桿和軸的速度盡可能低。
方案四:對靜密封件的要求:
靜密封件在剛性固定表面之間防止油液外泄。合理設(shè)計(jì)密封槽尺寸及公差,使安裝后的密封件到一定擠壓產(chǎn)生變形以便填塞配合表面的微觀凹陷,并把密封件內(nèi)應(yīng)力提高到高于被密封的壓力。當(dāng)零件剛度或螺栓預(yù)緊力不夠大時(shí),配合表面將在油液壓力作用下分離,造成間隙或加大由于密封表面不夠平而可能從開始就存在的間隙。隨著配合表面的運(yùn)動(dòng),靜密封就成了動(dòng)密封。粗糙的配合表面將磨損密封件,變動(dòng)的間隙將蠶食密封件邊緣?! ?/span>
方案五:控制油溫防止密封件變質(zhì):
密封件過早變質(zhì)可能是由多種因素引起的,一個(gè)重要因素是油溫過高。溫度每升高 10℃ 則密封件壽命就會(huì)減半,所以應(yīng)合理設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)或設(shè)置強(qiáng)制冷卻裝置,使油液溫度保持在 65℃ 以下;工程機(jī)械不許超過 80℃;另一個(gè)因素可能是使用的油液與密封材料的相容性問題,應(yīng)按使用說明書或有關(guān)手冊選用液壓油和密封件的型式和材質(zhì),以解決相容性問題,延長密封件的使用壽命。