液压系统原理图的拟定和方案论证
拟定系统原理图是液压系统设计中最重要的一步,它是从工作原理和结构组成上来具体体现设计任务中的各项要求,不需精确计算和选择元件规格,只需选择功能合适的元件、原理合理的基本回路组合成系统。
一般的方法是选择一种与本系统类似的成熟系统作为基础,对它进行适应性调整或改进,使其成为具有继承性的新系统。
如果没有合适的相似系统可借鉴,可参阅设计手册和参考书中有关的基本回路加以综合完善,构成自己设计的系统原理图。
用这种方法拟定系统原理图时,包括选择系统类型、选择液压基本回路和系统合成三方面的内容。
1.选择系统的类型
系统有开式系统和闭式系统两种类型。
选择系统的类型主要取决于它的调速方式和散热要求。
一般地,采用节流调速和容积节流调速的系统、有较大空间放置油箱且不需另设散热装置的系统、要求结构尽可能简单的系统等,都宜采用开式系统;采用容积调速的系统、对工作稳定性和效率有较高要求的系统、行走机械上的系统等,宜采用闭式系统。
2.选择液压基本回路
液压基本回路是决定主机动作和性能的基础,是组成系统的骨架。
要根据液压系统所需完成的任务和工作机械对液压系统的设计要求来选择液压基本回路。
在拟定液压系统原理图时,应根据各类主机的工作特点和性能要求,先确定对主机主要性能起决定性影响的主要回路,然后再考虑其他辅助回路。
例如对于机床液压系统,调速和速度换接回路是主要回路;对于压力机液压系统,调压回路是主要回路;有垂直运动部件的系统要考虑平衡回路;有多个执行元件的系统要考虑顺序动作、同步或回路隔离;有空载运行要求的系统要考虑卸荷回路等。
选择基本回路时,首先要抓住各类机器的液压系统的主要矛盾,如对变速、稳速要求严格的主机,速度的调节、换接和稳定是系统设计的核心。
对速度无严格要求,但对输出力、力矩或功率调节有主要要求的机器,功率的调节和分配是系统设计的核心。
压力控制方式的选择主要取决于液压系统的调速方式。
节流调速时,多采用调压回路;容积调速或容积节流调速时,则多采用限压回路。
卸荷回路的选择,主要由系统功率损失、温升、流量与压力的瞬时变化等因素决定。
3.液压系统的合成
选定液压基本回路后,配以辅助性回路,如锁紧回路、平衡回路、缓冲回路、控制油路、润滑油路、测压油路等,就可以组成一个完整的液压系统。
合成液压系统时应特别注意:防止回路间可能存在的相互干扰;系统应力求简单,并将作用相同或相近的回路合并,避免存在多余回路;系统要安全可靠,要有安全、连锁等回路,力求控制油路可靠;组成系统的元件要尽量少,并应尽量采用标准元件;组成系统时还要考虑节省能源,提高效率,减少发热,防止液压冲击;测压点分布合理等。
对可靠性要求高又不允许工作中停机的系统,应采用冗余设计方法,即在系统中设置一些备用的元件和回路,以替换故障元件和回路,保证系统持续可靠运转。
最重要的是,实现给定任务有多种多样的系统方案,因此必须进行方案论证,对多个方案从结构、技术、成本、操作、维护等方面进行反复对比,最后组成一个结构完整、技术先进合理、性能优良的液压系统。
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