液壓系統(tǒng)的集成設計

1序言原油系統(tǒng)的設計可以分為兩個階段。2分離式液壓站的總體結構按照動力源與控制裝置是否安裝在一起,可分為整體式液壓站和分離式液壓站,這兩種典型的總體結構如圖所示。液壓站主要適宜固定式機械設備(如各類機床及自動線、輕工紡織機械和冶金設備等)采用3連接體上的油路液壓控制裝置是液壓系統(tǒng)中各類控制閥及其連接體的統(tǒng)稱,在液壓站中多用無管集成。亦即將各類控制閥固定在某種專用或通用的連接體(又稱輔助件)上,輔助件內開的一系列通道(油道),控制閥之間的油路聯(lián)系主要由這些通道而非管道實現(xiàn)。按所采用輔助件的形式不同,又可分為板式、塊式、鏈式、疊加閥式和插入式等五種集成方式。它們的優(yōu)點是結構緊湊、安裝方便、外形美觀、壓力損失較小等。但因結構上各不相同,故又各有特點及其適用的場合。3.1控制元件連接在閥板上,按系統(tǒng)要求,通過閥板中切削或鑄造出的通道實現(xiàn)油路聯(lián)系,構成一個回路。對較復雜的系統(tǒng),則需將其分解成幾個回路,用幾個閥板安裝標準板式控制元件,閥板間通過管道來連接。閥板又有整體式和剖分式兩種形式綜上所述可知:板式集成對于動作復雜的液壓系統(tǒng),回路元件數(shù)量的增加,導致所需閥板尺寸和數(shù)量增大,致使有些孔道深到無法鉆出,而銑槽往往出現(xiàn)滲漏串腔現(xiàn)象。此外,閥板是根據(jù)特定的液壓系統(tǒng)專門設計制作的,不易實現(xiàn)標準化和通用化,不易組織專業(yè)生產(chǎn)。當用戶需要更改回路或追加元件時,閥板就要重新設計加工,設計和加工的差錯也會使整塊閥板報廢。所以,板式集成適合不太復雜的中低壓系統(tǒng)采用。3.2安裝板式閥及插裝閥塊式集成是按典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路,做成通用化的六面體輔助件——集成塊,通常其四周除一面安裝液壓執(zhí)行裝置的管接頭外,其余三面安裝標準板式閥及少量疊加閥或插裝閥,這些元件之間的油路聯(lián)系由集成塊內部所開通道孔實現(xiàn);塊的上下兩面為塊間疊積結合面,布有上下貫穿通道體的公用壓力油孔、回油孔、泄油孔及塊間連接螺栓孔,多個回路塊疊積成一摞,通過四只長螺栓固緊,塊之間的油路聯(lián)系成特點,將其劃分為幾摞。摞間用管道連接即可。塊式集成的顯著優(yōu)點是:可簡化設計;更改系統(tǒng)、增減元件方便,設計柔性大塊式集成既可用于低壓系統(tǒng)也可用于高壓系統(tǒng)。3.3個螺釘孔口鏈式集成閥塊上面安裝液壓閥;閥塊兩面是塊間或塊與其它輔助件間的連接結合面,兩側面間通常開有5條呈軸對稱分布的公用主油道及4個短螺栓孔,故可在閥塊不變的情況下,以對稱軸為中心旋轉180°安裝來改變油路關系。從而減少閥塊及其它輔助件的品種,提高通用化程度和變更系統(tǒng)的靈活性。閥塊底面有通向執(zhí)行器、液壓泵或油箱的三個螺紋孔口,可根據(jù)需要用螺塞進行阻通。連接塊的兩側結合面與同規(guī)格閥塊兩側結合面的連接尺寸完全一致,也開有五條軸對稱油道和四個螺栓孔。連接塊上不安裝液壓閥,其作用是使5條公用通道兩兩溝通,實現(xiàn)油路關系的改變,并且通過其底面都開有與公用油道相通的兩個螺紋孔接至壓力繼電器、壓力表等元件(這兩個螺紋孔不用時也可用螺塞堵死)。隔板安裝在相鄰兩個閥塊或閥塊與連接塊之間,它的兩個側面與閥塊的兩側向結合面尺寸相同,也有與閥塊一樣位置的四個螺栓孔。其作用是通過阻通相鄰輔助件的5條公用通道中的一條或幾條(共有20種方案),實現(xiàn)油路關系的改變。端板上既不安裝液壓閥,也沒有內部通道。用螺栓與整個鏈式集成裝置最外側的閥塊連接,一方面從兩端堵死閥塊的5條公用通道,另一方面把整個鏈式集成裝置安裝在臺架上。鏈式集成的優(yōu)點是:組合排列方便靈活,4種輔助件經(jīng)適當排列即可實現(xiàn)集成;設計施工周期短,工效高;輔助件少,工藝簡單;設計程度規(guī)范,易于實現(xiàn)CAD等。其缺點是流通直角轉變較多,流阻損失較大,故一般適于小流量液壓系統(tǒng)采用。3.4泵、油箱壓力疊加閥式集成是在塊式集成基礎上發(fā)展起來的,但不需要另外的連接塊,而是以帶有公用油道的疊加閥作連接體,通過螺栓將直接疊合在一起的所有液壓閥固定在最底層的底板塊上。底板塊側面的螺紋孔口可接至執(zhí)行器、液壓泵或油箱,并可根據(jù)需要用螺塞進行阻通。因同一規(guī)格的疊加閥的油口和螺栓孔的大小、位置及數(shù)量均與相匹配的板式換向閥相同,故只要把同一規(guī)格的疊加閥按一定順序疊積起來,再將換向閥裝于這些疊加閥的上面,即可構成各種典型液壓回路。疊加閥式集成的優(yōu)點是:標準化、通用化、集成化程度高,設計、加工及裝配周期短,便于實現(xiàn)CAD;結構緊湊、外形美觀、體積小、重量輕、占地面積小;配置靈活、安裝維護方便,便于通過增減疊加閥實現(xiàn)液壓系統(tǒng)原理變更;減少了輔助件及管件,耗材少,成本低;消除了漏油,減小了振動和噪聲,壓力損失小,且使用安全可靠。其缺點是回路形式少,受通徑限制,不能滿足復雜和大功率液壓系統(tǒng)的需要。3.5大流量系統(tǒng)插入式集成由于插裝閥流通能力大,動作靈敏,標準化程度高,故集成后的液壓裝置更加緊湊,特別適合重型機械、冶金、塑料機械等大流量系統(tǒng)采用4液壓控制裝置的黨組織液壓動力源向系統(tǒng)提供工作介質,并可作為整體式液壓站安放液壓控制裝置的基座,是液壓站的重要組成部分。液壓動力源裝置由液壓泵組及液壓油箱組成,按液壓泵組的布局,液壓動力源裝置有以下兩大類4.1電機臥式安裝上置式液壓動力源裝置的泵組置于油箱之上。根據(jù)電動機安裝方向又有立式(圖a)與臥式(圖b)之分,前者的電動機立式安裝,液壓泵置于油箱內;后者的電動機臥式安裝,液壓泵置于油箱之上。上置式液壓動力源裝置的優(yōu)點是占地面積小,結構緊湊,適用于小功率液壓系統(tǒng)。臥式的電動機與泵軸的同軸度不易保證,且吸油高度不能過大。4.2座上時稱整體型液壓動力源非上置式液壓動力源裝置的泵組置于底座或地基上。泵組坐落在與油箱一體的公用底座上時稱整體型液壓動力源,若泵組放在油箱側面稱旁置式,若泵組放在油箱下面稱下置式;泵組單獨裝在地基上稱分