理论教育 液压传动的工作原理及优缺点分析

液压传动的工作原理及优缺点分析

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-1表示一台简化了的机床液压传动系统的工作原理图。液压泵输出的液压油,在满足工作台的移动速度要求之后,多余的液压油经溢流阀5流回油箱。通过上述实例分析可以看出,液压传动指静液传动,是以密封容积中的受压液体作为工作介质来传递运动和动力的。系统的工作原理和各元件的作用同前所述。

液压传动的工作原理及优缺点分析

液压传动是靠密封容器内的液体压力能,来进行能量转换、传递与控制的一种传动方式。液压传动与机械传动相比,具有许多优点,所以在机械工程中,液压传动是被广泛采用的传动方式之一。

图4-1表示一台简化了的机床液压传动系统的工作原理图。液压缸8固定不动,活塞9连同活塞杆带动工作台10作往复运动液压泵3由电动机驱动,从油箱1中吸油并把压力油输入管路,经节流阀6至换向阀7。当换向阀两端的电磁铁均不通电,其阀芯在两端弹簧力作用下处于中间位置(图4-1a)时,管路P、A、B、T均不相通,液压缸两腔油路被封闭,工作台停止运动。

若换向阀左端的电磁铁通电,将其阀芯推至右端(图4-1b),使管路P和A通,B和T通。液压缸进油路为:液压泵3→节流阀6→换向阀(P→A)液压缸左腔;回油路为:液压缸右腔→换向阀(B→T)→油箱。这时,活塞9在液压力的推动下,通过活塞杆带动工作台10向右运动。当工作台上的挡铁11与行程开关12相碰时,右侧电磁铁通电,换向阀芯移至左端(图4-1c)使管路P和B通,A和T通。液压缸进油路为:液压泵3→节流阀6→换向阀(P→B)→液压缸右腔;回油路为:液压缸左腔→换向阀(A→T)→油箱。于是,工作台向左运动。当挡铁13再碰到行程开关时,又可控制电磁铁通断,使换向阀芯换位,从而实现工作台自动往复运动。

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图4-1 简单机床的液压传动系统

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图4-1 简单机床的液压传动系统(续)

1—油箱 2—过滤器 3—液压泵 4—压力表 5—溢流阀 6—节流阀 7—换向阀 8—液压缸 9—活塞 10—工作台 11、13—挡铁 12—行程开关

工作台的移动速度由节流阀6调节。当阀开口较大时,进入液压缸的流量大,工作台的移动速度快;反之,工作台的移动速度变慢。液压泵输出的液压油,在满足工作台的移动速度要求之后,多余的液压油经溢流阀5流回油箱。溢流阀可以调节液压系统的压力。工作台移动时,必须克服负载(如切削力、摩擦力等),而且这些负载是变化的,所以,调节压力应根据最大负载来调整。这样,当系统压力低于这一调节压力时,溢流阀5关闭;当负载大,系统压力升高到调节压力时,溢流阀打开。因此,溢流阀5起调节、溢流作用,过滤器2起过滤和净化液压油的作用,压力表4用以测定泵出口的压力。

通过上述实例分析可以看出,液压传动指静液传动,是以密封容积中的受压液体作为工作介质来传递运动和动力的。先通过动力元件(液压泵)将原动机(如电动机)输入的机械能转换为液体压力能,再经过密封管道和控制元件等输送至执行元件(如液压缸),将液体压力能转换为机械能,以驱动工作部件。

上述实例所示的液压系统图(图4-1a)中各个元件基本上是用半结构式图形画出来的,故称为结构原理图。这种图形比较直观,易于理解,但图形比较复杂,不易绘制。为此国内外都广泛采用元件的图形符号来绘制液压系统原理图。图形符号只表示元件的职能,不表示元件的结构和参数,液压系统图中的图形符号应以元件的静止位置或零位来表示。若液压元件无法用职能符号表达的,仍允许采用结构原理图表示。

下面将图4-1中出现的液压元件的图形符号作一简单介绍:

1.液压泵的图形符号

在国家标准中规定液压泵的图形符号如图4-2a所示。实心三角形的尖顶向外(尖顶向内的表示液压马达),表示液流的方向。(www.daowen.com)

2.换向阀的图形符号

国家标准中规定换向阀的图形符号如图4-2b所示。为了改变液流的方向,换向阀阀芯的位置要变换,它一般可变动2~3个位置,阀体上的通路数也不一样,根据阀芯变动的位置数和阀体上的通路数可组成几位几通阀。换向阀的工作位置用方格数表示,图形符号中有几个方格即表示阀有几个工作位置。图4-2b所示的换向阀,具有三个工作位置和P、A、B、T四个通路,故为三位四通阀。在图示位置,通路P、A、B、T被方格内“⊥”或“⊥”符号堵截,表示各油路互不相通。当阀芯右移时,左面方格处于工作位置,这时P→B,A→T;若阀芯左移,右面方格处于工作位置,这时P→A,B→T而使油路实现换向。

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图4-2 液压元件的图形符号

a)液压泵图形符号 b)换向阀图形符号 c)溢流阀图形符号 d)节流阀图形符号

3.溢流阀的图形符号

国家标准规定溢流阀的图形符号如图4-2c所示。方格上的箭头表示阀芯上的通道,和方格相连的实线为进、出管路,虚线为内部压力控制油路。溢流阀是利用控制油路的液压力与阀芯上端弹簧力相平衡的原理进行工作的。图示位置为不工作状态,此时控制油路没有压力或压力较低时,液压力不能克服弹簧力而推动阀芯,这时进、出油路不能相通。当液压力超过弹簧力时,阀芯在液压力作用下向右移动,于是进、出油路相通,使多余的液压油溢回油箱。调节弹簧的压紧力,也就调节了系统的工作压力

4.节流阀的图形符号

国家标准规定节流阀的图形符号如图4-2d所示。两圆弧所形成的缝隙表示节流孔道,当液压油通过节流孔通道时使通过流量减小,图中向右上方倾斜的箭头表示节流孔大、小可以改变,即表示通过该阀的流量是可以调节的。

关于液压缸和油箱、过滤器等辅助元件的图形符号比较直观,这里不再介绍。

图4-1所示的液压传动系统图,若用图形符号来表示则如图4-3所示。系统的工作原理和各元件的作用同前所述。

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图4-3 液压传动系统图

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