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液压砖机采用的液压传动的基本原理简析

作者:杜甫机械  来源:  时间:2016-03-07  点击次数:1845


传动是指动力或能量从原动机到工作机构的传递,按照工作介质可以分为机械传动、电力传动、流体传动,其中流体传动又可以分为气体传动和液体传动。在液体传动中,按照工作原理的不同,又可以分为液力传动和液压传动。利用液体动能进行的传动叫做液力传动,利用液体压力能进行的传动叫做液压传动。

油压千斤顶是最简单的液压机械,其系统组成如图1-1所示。


 


一、液压系统的组成


油压千斤顶的液压系统主要部件是一大一小油缸,两个油缸用管子连接起来,每个油缸活塞下面都有密封可变容积,密封可变容积内充满了不可压缩的液压油。

这里所说的密封是指液压油不能跑到密封可变容积之外,也就是说在进行原理分析时不计泄漏;这里所说的不可压缩是指油的压缩量可以忽略不计。


二、能址的转换与传递


  当手柄压下时小缸活塞下移一段距离x,大缸活塞上移距离y。设大油缸活塞上用载荷为G,手柄通过杠杆给小油缸施加的作用力为F,则输入给系统的机械能等于缸活塞做的功.E1=F·x

    这个能址传递给液体并转换为液体的压力能,压力能又传递给大缸的活塞,克服外荷对外做功.,输出机械能,即E2=G·y

    这个过程表示为机械能液体的压力能机械能。

  可以在液压传动中,的传动包括了能量形式的转换,在液压系统中存在两种换能元件。习惯上将机械能转换为压力能的元件称为动力元件,具体叫液压泵或油泵将压力能转换为机械能的元件称为执行元件,具体叫液压缸、液压马达。在液压系统中除了动力元件和执行元件外,还有控制元件和辅件油箱、滤油器等


三、压力的概念


    单位面积上的力工程上称为压力。量纲为帕斯卡(Pa)、千帕(kPa)和兆帕(MPa)

    1帕斯卡=1牛顿/米,1MPa10个标准大气压。


四、液压传动中的数量关系


    (一)容积变化关系

设小塞的面积为A1,大油缸活塞的面积为A2则动力元件和执行元件容积变化分别为|△V1|=A1·xV2|=A2·y,考虑到液压油的不可压缩性,故有 

                         V1|=|V2                      11

    因此,液压传动本质上是容积传动。

    压力计算

                              P=G /A2                 (12

可以系统的工作压力与外荷载有关。

执行元件的速度

               

式中 Q——流量(单位时间内供油的体积)。

这就是说,执行元件的速度取决于供油流量,改变流量可以实现执行元件的调速。


五、控制元件作用


当手柄压下时,小油缸1的活塞下移挤压其下腔的油液并打开单向阀5进入大油缸2,推动大油缸的活塞顶起生物。当枪手时或提起手柄时,在生物的重力作用下,大油缸内的压力油力图倒流回小油缸,此时单向阀5自动关闭,使油液不能倒流,这就保证了生物不至于在重力作用下自动落下。

每一次手柄压下时,重物升高有限,为些设置单向阀6和油箱4。这样,当压下手柄时,单向阀6关闭单向阀5打开,小油缸下腔的液压油进入大油缸2;当提起手柄时,小油缸1下腔形成真空,单向阀5关闭单向阀6打开,油箱里的油液在大气压力的作用下进入小油缸1下腔,从而实现多次循环顶升。

油压千斤顶在顶升过程中截止阀3处于关闭状态,当需要放下重物,大油缸2的活塞需要缩回,此时可以打开截止阀3,大油缸2下腔的油液流回油箱,大油缸2的活塞缩回,重物就可放下。截止阀3还可以控制液流的流量,从而控制重物下降的速度。

此外,液压系统的工作安全也是重要的一个方面,由于p=G/A2,当G-∞时,P-∞,油缸耐压有限,超过耐压极限会发生爆炸,造成事故,所以必须限制系统的最高压力,为此设置了安全阀7

从液压千斤顶的液压系统原理分析可知:液压系统在工作中,动力元件和执行元件都要形成密封可变容积,两个密封可变容积用管子连通,在本质上液压传动是容积传动,液压系统的实际工作压力取决于外荷载,最大压力取决于安全阀,执行元件的速度取决于供油流量。

 

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