液压系统工作原理解析
液压系统执行元件的主要参数包括工作压力和流量这两项,想要确定其数值,首先必须根据各液压执行元件的负载循环图,选定系统的工作压力。系统压力若已确定,液压缸有效工作面积A或液压马达的排量VM即可确定,然后再根据位移-时间循环图(或速度-时间循环图)来确定其具体流量数值。
接下来小编将分四大点为您逐一简要说明:
(一)系统工作压力的确定
根据液压执行元件的负载循环图,可确定系统的zui大载荷点,在充分考虑系统所需流量、系统效率和性能等因素后,可参照表1或表2选择选择系统工作压力。
当系统功率一定时,选用较高的工作压力,则元件尺寸小、质量轻、经济性好,但工作压力选得过高,泵体、阀体及缸壁都要增厚,材料和制造精度要求高,反而达不到实际的经济效果,并且还会降低元件的容积效率、增加系统发热、降低元件寿命和系统可靠性等。
(三)执行元件流量的确定表2——按主机类型选择系统工作压力
(二)执行元件参数的确定
前面初步选定的工作压力可认定就是执行元件的输入压力p1,然后再初步选定执行元件的回油压力p2(背压),这样就可以确定执行元件的参数数值。液压缸的有效面积A和液压马达的排量VM的计算。
液压缸(液压马达)所需zui大流量qmax按其实际有效工作面积A(或液压马达的排量VM)以及所要求的zui大速度Vmax(或马达zui大转速nmax)来计算,即
Qmax=Avmax/ηV(或=VMnmax/ηV)
式中,ηV代表执行元件的容积效率。
当单杆液压缸作差动连接时,实际有效工作面积A=A1-A2。
液压缸所需zui小流量qmin按其实际有效工作面积A和所要求的zui小速度Vmin来计算,即为
Qmin=Avmin/ηV
上面所求得的液压缸zui小流量应该等于或大于流量控制阀或变量泵的zui小稳定流量。
同理,液压马达zui小流量也应按其排量和所要求的zui小转速来进行计算。
(四)执行元件的工况图
工况图包括压力图、流量图和功率图。压力图、流量图是执行元件在运动循环中各阶段的压力与时间或压力与位移,流量与时间或流量与位移的关系图;功率图则是根据压力p与流量q计算出各循环阶段所需功率,画出功率与时间或功率与位移的关系图。当系统中存在多个同时工作的执行元件时,必须先把执行元件的流量图按系统总的动作循环组合成总流图,正如图3所示的某液压缸工况图。
图3——液压缸的压力图、流量图和功率图示例
工况图是选择液压泵和计算电机功率等的依据。利用工况图,可检验各工作阶段所确定参数的合理性。例如,当多个执行元件按各工作阶段的流量或功率进行叠加,其zui大流量或功率重合而使功率分布很不均衡时,可在整体设计要求的允许条件下,适当调整有关执行元件的运动时间和速度,避开或减小流量或功率的zui大数值,进而提高整个系统的效率。