液壓系統工作原理解析
液壓系統執行元件的主要參數包括工作壓力和流量這兩項,想要確定其數值,首先必須根據各液壓執行元件的負載循環圖,選定系統的工作壓力。系統壓力若已確定,液壓缸有效工作面積A或液壓馬達的排量VM即可確定,然后再根據位移-時間循環圖(或速度-時間循環圖)來確定其具體流量數值。
接下來小編將分四大點為您逐一簡要說明:
(一)系統工作壓力的確定
根據液壓執行元件的負載循環圖,可確定系統的zui大載荷點,在充分考慮系統所需流量、系統效率和性能等因素后,可參照表1或表2選擇選擇系統工作壓力。
當系統功率一定時,選用較高的工作壓力,則元件尺寸小、質量輕、經濟性好,但工作壓力選得過高,泵體、閥體及缸壁都要增厚,材料和制造精度要求高,反而達不到實際的經濟效果,并且還會降低元件的容積效率、增加系統發熱、降低元件壽命和系統可靠性等。
(三)執行元件流量的確定表2——按主機類型選擇系統工作壓力
(二)執行元件參數的確定
前面初步選定的工作壓力可認定就是執行元件的輸入壓力p1,然后再初步選定執行元件的回油壓力p2(背壓),這樣就可以確定執行元件的參數數值。液壓缸的有效面積A和液壓馬達的排量VM的計算。
液壓缸(液壓馬達)所需zui大流量qmax按其實際有效工作面積A(或液壓馬達的排量VM)以及所要求的zui大速度Vmax(或馬達zui大轉速nmax)來計算,即
Qmax=Avmax/ηV(或=VMnmax/ηV)
式中,ηV代表執行元件的容積效率。
當單桿液壓缸作差動連接時,實際有效工作面積A=A1-A2。
液壓缸所需zui小流量qmin按其實際有效工作面積A和所要求的zui小速度Vmin來計算,即為
Qmin=Avmin/ηV
上面所求得的液壓缸zui小流量應該等于或大于流量控制閥或變量泵的zui小穩定流量。
同理,液壓馬達zui小流量也應按其排量和所要求的zui小轉速來進行計算。
(四)執行元件的工況圖
工況圖包括壓力圖、流量圖和功率圖。壓力圖、流量圖是執行元件在運動循環中各階段的壓力與時間或壓力與位移,流量與時間或流量與位移的關系圖;功率圖則是根據壓力p與流量q計算出各循環階段所需功率,畫出功率與時間或功率與位移的關系圖。當系統中存在多個同時工作的執行元件時,必須先把執行元件的流量圖按系統總的動作循環組合成總流圖,正如圖3所示的某液壓缸工況圖。
圖3——液壓缸的壓力圖、流量圖和功率圖示例
工況圖是選擇液壓泵和計算電機功率等的依據。利用工況圖,可檢驗各工作階段所確定參數的合理性。例如,當多個執行元件按各工作階段的流量或功率進行疊加,其zui大流量或功率重合而使功率分布很不均衡時,可在整體設計要求的允許條件下,適當調整有關執行元件的運動時間和速度,避開或減小流量或功率的zui大數值,進而提高整個系統的效率。