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液壓與氣壓傳動

發布時間:2009/09/22 來源:揚子工具集團 瀏覽次數:16942

液壓與氣壓傳動,又稱液壓氣動技水,是機械設備中發展速度最快的技術之一.特別是近年來,隨著機電一體化技術的發展,與微電子、計算機技術相結合,液壓與氣壓傳動進入一個新的垃展階段。液壓與氣壓傳動尾以流體(液壓油或壓縮竄氣)為工作介質進行能量傳遞和控制的一種傳動形式。它們通過備種元件組成不同功能的基本回路,再由若干基本回路有機地組合成H有一定控制功能的傳動系統。
 一、液壓與氣壓傳動的工作原理特征
 液壓與氣壓傳動的基本工作原理是相似的,現以圖0-1所示液壓千斤頂來簡述譴壓傳動的工作原理。

    如圖示,當向上抬起杠桿時,手動液壓泵的小活塞向上運動.小液壓缸l下腔容積增大形成局部真空,單向閥2關閉,油箱4的油液在人氣壓作F經吸油管頂開單向閥3進入小液壓缸下腔。當向下壓杠桿時孫液壓缸下腔容積減小,油液受
擠壓,壓力升高.關閉單向閥3,頂開單向闊2.油液經排油管進入大液壓缸5的F腔,推動大活塞上移頂起重物。如此不斷上下扳動杠桿,則不斷有油液進人大液壓缸下腔,使重物逐漸舉升。如杠桿停止動作,大蔽壓缸下腔油液壓力將使單向閥2關閉,大活塞連同重物一起被自鎖不動.停止在舉升位置。如打開截止閥5,大撒壓缸下腔通油箱,大活塞將在自重作用下向下移.迅速回復到原始位置。
    由液壓千斤頂的工作原理得知,(1)液壓缸1與單向閥2、3一起完成吸油與排油,將杠桿的機械能轉換勾油液的壓力能輸出,秫為(手動)液碰o l液壓千斤項工作原理煳。Β蟾2排{哇lmⅢ闊3 m∞$m月4~∞镕5一截t月6大《《n泵。大液壓缸6將油液的壓力能轉換為機械能輸出,抬起重物,稱為(舉升)液壓缸。在這
里大、小液壓缸組成r最簡單的液壓傳動系統,實現了力和運動的傳遞。
    1力的傳遞
    設液壓缸活塞面積為A。.作用在活塞上的負載力為n。該力在液壓缸中所產生的液體壓力為P:--F。/A:。根據帕斯卡原理,“在密閉容器內,施加于靜止液體上的壓力將U等值同時傳到液體各點”,液壓泵的排油壓力P,應等于蔽壓缸中的液體壓力,即P.一P。一P.蔽壓泉的排油壓力叉稱為系統壓力。
    為r克服負載力使液壓缸活塞運動,作用在液壓泵活塞上的作用力F.應為
系統中的壓力P也越高,所需的作用力F也越大,即系統壓力與外負載密切相關。這是液壓與氣壓傳動工作原理的第一個特征:液壓與氣壓傳動中上作壓力取決于外負載。
 2運動的傳遞
 如果不考慮液體的呵壓縮陛、漏損和缸體、管路的變形,液壓泵排出的液體體積必然等于進入液壓缸的液體體積。設液壓泵活塞位移為m液壓缸活塞位移為S。,則有    s.Al一j 2A2    (2)
卜式兩邊同除以運動時間t.得    v一…lA J—o 2A。=q,    (3)
式巾 n、一液壓泵活寒和液壓缸活塞的平均運動速度;
    q、q:一一液壓泉輸出的平均流量和液壓缸輸入的平均流量。
    由卜述可見,液壓與氣壓傳動是靠密閉工作容積變化相等的原則實現運動(速度和位)傳遞的。調節進入液壓缸的流量q,即可調節活塞的運動速度”.這是液壓與氣壓傳動工作原理的第二個特征擂塞的運動速度只取決f輸入流量的大小,m】與外負載無關。
    礬r面的討論還可以看出.與外負載山相對應的流體參數是流體壓力,與運動速度相對應的流體參數是流體流量。因此,壓力和流量是液壓與氣壓傳動中兩個最基本的。
    二、液壓與氣壓傳動系統的組成
    工程實際中的液壓傳動系統,在液壓泵 譴壓缸的基礎上還設置有控制液壓缸的運動方向、運動速度和最大推力的裝置,F面以圖0 2所示典型液壓系統為倒,說明其組成。
    液壓泵3由電動機驅動旋轉.從油箱l經過濾器2吸油。當換向閥5閥芯處于圖示位置時,壓力油經閥4、閥5和管道9進入液壓缸7的左腔,推動活塞向右運動。液壓缸
右腔的油液經管道6、閥5和管道l0流回油箱.改變閥5闊芯l。作位置,使之處十左端
位置時,液壓缸活塞反向運動。
    改變流量控制閥4的開口,可以改變進
八液壓缸的流量,從而控制棱睚缸活塞的運動速度。液壓泵排出的多余油液經溢流闊11和管
12流剛油箱。液壓缸的t作壓力取決于負載。液壓泵的最大工作壓力由溢流閥】l調定,其
調定值應為液壓缸的最大t作壓力及系統中油液流經閥和管道的壓力損失之總和。因此,彖
統的工作壓力水會超過溢流閥的明定值,溢流閥對系統還起著過載保護作用。
    氣壓傳動系統與液壓傳動系統相似.在氣壓發生裝旨和氣缸之間有控制壓縮空氣的壓力、
流量和流動方向的各種動力控,剛元件干u邏輯運算、檢測、自動控制等一類的信號控制兒=件,以
受使壓縮空氣凈化、潤滑、消盧和傳輸所需的一些裝置。
    從}:日的例子可以看出.液壓與氣壓傳動系統主要由以F四個部分組成:
    、¨能源裝置把機械能轉換戰流體壓力能的裝置。常見的是液壓泵或空氣壓縮機,給
系統提供壓力油或壓埔宅氣,
    (2)執行元件把流體的壓力能轉換成機械能輸出的裝氍。它可以是作直線運動的蔽壓
缸或氣缸,也可以是作回轉運動的液壓馬達或氣壓馬達。
    (3)控制元件對系統中流體壓力、流量和流動方向進行摔制或調節的裝置,以及進行
信號轉換、邏輯運算和放天等功能的信號控制元件.如上例中的溢流閥、流量控制閥、換向
閥等。
    (4)輔助元件保證系統正常工作昕需的上進三種以外的裝置。如油箱、過濾器、分水
過濾器,徊霧器、消聲器、管件等。
    為了簡化液壓與氣動系統的表示方法,通常采用網形符號來繪制系統原理圖。圖形符號脫離r元件的具體結構,只表示元件的職能,用來表達系統中各元件的作用和整個系統的工作原理,簡單明了,便于繪制。我國已制定“氣動與液壓”圖形符號標準GB/T786—93,見附錄。圖0 3就是按GB/T?86 93繪制的圍0 2所示液壓系統原理岡。
    三、液壓與氣壓傳動的優缺點
    與機械傳動和電力拖動系統相比,液壓與氣壓傳動具有以下優苣:
    1)液壓與氣動元件的布置不受嚴格的空間位置限制,系統中各部分用管道連接,布局安裝有很大的靈活性.能構成用其他方法難以組成的復雜系統。
    2)可以在運行過程中實現大范圍的無級調速,調速范圍可達2000:1。
    3)液壓傳動和液氣聯動傳遞運動均勻平穩,易于實現快速啟動、制動干¨頻繁的換向。
    4)操作控制方便、省力,易于實現自動控制、中遠程距離控制、過載保護。與電氣控制、電于控制相結合,易于實現自動工作循環和自動過載保護。
    5)液壓與氣動元件屬機械工業基礎件,標準化、系列化和通用化程度較高.有利于縮短機器的設計、制造剛o 3典型液壓系縫原理圖形符目圖
周期和降低制造成本。
    除此之外,液壓傳動突出的比點還有單位質量輸出功率大。因為液壓傳動的動力元件可
采用很高的壓力(一般可達32MPa,個刖場合更高),因此,在同等輸出功率下具有體積小、
質量小、運動慣陛小、動態性能好的特電。
    氣壓傳動突出的優點還自以空氣作[作介質,處理方便,無介質費用、世漏污染環境、介
質變質及補克等問題,
   

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