淺析液壓系統(tǒng)

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摘要:液壓系統(tǒng)是機械工程中一項應(yīng)用最廣泛的技術(shù),本文從對液壓系統(tǒng)的理解出發(fā),對其進行的系統(tǒng)描述,同時聯(lián)系相關(guān)的液壓理論,綜合闡述了作者對液壓系統(tǒng)的認(rèn)識。

關(guān)鍵詞:帕斯卡閥液體密封

1 液壓系統(tǒng)的總體介紹

液壓系統(tǒng)是利用液體為介質(zhì)把能量從動力源傳遞到消耗位置的動力傳遞系統(tǒng)。所有液壓系統(tǒng)原理都基于帕斯卡定律,是以發(fā)現(xiàn)這個定律的帕斯卡的名字而命名的。這個定律表明在一個密封的容器里,如缸體或管子,受壓液體向容器內(nèi)表面所有方向施加大小相等的力。

在實際液壓系統(tǒng)中,帕斯卡定律用以解釋從系統(tǒng)中得到的各種結(jié)果。泵使流體在系統(tǒng)里流動,泵的吸入口接到液壓油容器中,通常為液壓油箱。當(dāng)液壓泵工作時,大氣壓壓在油箱里液體上,利用壓力差使液體流入泵里,通過泵之后把液體從油箱壓到執(zhí)行元件中,使執(zhí)行元件做功。完成有用功的液體通過回油管路回到油箱中,以便于循環(huán)使用。

2 控制方式

液壓系統(tǒng)中的高壓液體由閥控制。多數(shù)液壓系統(tǒng)運用三種控制方式:①流體壓力控制;②流體速度控制;③流體方向控制。

在液壓系統(tǒng)中壓力容易控制?？刂茐毫Φ闹饕绞绞钱?dāng)達(dá)到需要的壓力時,在泵和管道里設(shè)置一個裝置來減少液體,泵只需提供足夠的液體,補充系統(tǒng)中泄漏,這個裝置一般采用泄壓閥。

在液壓系統(tǒng)中,設(shè)計者可以對泵的參數(shù)進行設(shè)計,以便利用泵的變量機構(gòu)來改變所輸出的高壓液體的流量,從而使液壓馬達(dá)或其它裝置獲得不同速度。利用泵出口管道的節(jié)流調(diào)節(jié),可以用節(jié)流閥的原理來控制液體流動,獲得速度控制。

方向控制閥也稱作二通閥、三通閥和四通閥等等,是根據(jù)它們的基本功能命名的。壓力控制閥和簡單的節(jié)流閥,通常采用二通閥,他們僅有通和斷功能。三通閥可以有多種功能,這些和三通閥的油口有關(guān)。例如,在拖拉機上來自泵的高壓流體可能傳送到液壓系統(tǒng)里驅(qū)動負(fù)載;在不需驅(qū)動時,三通閥將高壓流體送到驅(qū)動輸送機構(gòu)的液壓馬達(dá)上。也可以用三通閥來控制單作用式液壓缸(只能單方面施力)的運動。例如,當(dāng)三通閥通時,它可以將高壓流體導(dǎo)入液壓缸,同時,該閥可以把液壓缸中的液體導(dǎo)入液壓油箱,因此,柱塞缸可以在重力或回程彈簧的作用下回到它的初始位置。四通閥有四個油口,壓力油口控制流體連接到需要高壓的地方,同時有一個油口從高壓區(qū)排出多余的油液,排出的液體流回液壓油箱。

3 執(zhí)行元件

在液壓系統(tǒng)中由泵排出的液體經(jīng)由控制閥到液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)利用受壓的流體作為它的能量源產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的力和運動。液壓馬達(dá)跟泵的結(jié)構(gòu)類似,只不過它的工作原理是相反的。

在要求直線運動代替旋轉(zhuǎn)運動的地方是用液壓缸,它由運動活塞和缸體構(gòu)成。當(dāng)活塞由高壓流體驅(qū)動時,活塞桿傳遞力,推動負(fù)載移動一段設(shè)定的距離。當(dāng)液壓缸中的活塞運動受阻時,例如當(dāng)活塞有負(fù)載,在液壓缸中必然會產(chǎn)生一個相應(yīng)的壓力。受壓液體的壓力乘以活塞面積,就等于在活塞桿的末端產(chǎn)生的輸出力。

活塞桿的速度取決于受壓液體進入液壓缸里的多少?？梢钥刂朴鸵毫魅胍簤焊椎钠渲幸欢?在活塞桿上產(chǎn)生一個拉力或產(chǎn)生一個推力。在活塞上有密封裝置,防止流體的泄漏。活塞的方向控制取決于流體進入液壓缸的哪一端,當(dāng)高壓流體進入液壓缸的一端時,流體一定從另一端流出,排出的流體又回液壓油箱。

液壓流體的壓縮性是很小的。但是,如果必要的話,這種微小的壓縮性可用來吸收由于微小的機械擾動而引起的系統(tǒng)壓力變化。類似應(yīng)用于氣動系統(tǒng)的空氣或氣體有彈性,氣動系統(tǒng)也有這吸收微振能力。

4 密封

液壓元件的密封一般均為機械密封,目前的機械密封形式在產(chǎn)品的應(yīng)用極為廣泛,但和節(jié)約能源,隨著生產(chǎn)技術(shù)水平提高的要求, 機械密封的應(yīng)用前景更為廣泛。機械密封的密封效果將直接影響整個機器運動,尤其是在石油化工領(lǐng)域,因為會存在易燃,易爆,易揮發(fā),以及猛烈有毒等介質(zhì)中的傳播。機械密封如果出現(xiàn)泄漏,將嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進行,更嚴(yán)重的還有可能出現(xiàn)一些重大的安全事故。在分析故障原因時,往往是從熟悉的機械密封自身方面查找原因,例如:機械密封的塑造是否合適,材料選擇是否正確,包裝表面數(shù)據(jù)型號印刷是否正確等等。

密封材料受熱會引起材料變形和變質(zhì),降低密封性能,甚至損壞密封零件,因此在日常的液壓設(shè)備使用中,要用合適的冷卻方式降低密封溫度。

5 小結(jié)

通過以上的敘述,主要探討了液壓系統(tǒng)的控制元件、執(zhí)行元件和機械密封的問題。從系統(tǒng)的角度出發(fā),在對液壓系統(tǒng)日常維護的工作中,維護好各個元件的靈活性,保證液壓油在系統(tǒng)中的密封效果,就可以很好的運用液壓系統(tǒng)完成我們需要的有用功。