一种新型液压传动装置

   2018-04-10 53
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该机械是由小型动力机组和油缸构成一体的电液装置。
该机械是由小型动力机组和油缸构成一体的电液装置。小型动力装置是由电动机、油泵、阀及油箱构成:油缸采用双筒结构,无需油管而采用法兰连接方式与动力机组进行油路相接。通过控制电动机的正、逆转及停止,实现油缸伸缩及停止的动作。其外形犹如两圆筒相叠(见图1所示)。


图1 构造简图

1 基本构成

图1为外形结构简图,它由油缸1,电动机2,机身(泵阀)3,油箱4组成。
  1. 电动机 装于机身(主体)的一侧,该装置有交、直流之分,如使用于车辆等移动式设备时,可选用DC12V或DC24V直流电动机驱动,由蓄电池组供电,再由其设备电路系统向蓄电池组充电。如使用于固定设备时,可选用单相交流电动机驱动。由于该装置安装使用位置有较大的任意性,故电动机与液压元件之间采取了相应的隔油措施,以防止泄漏油液侵入电动机。只要改变电动机的旋转方向,便能控制油缸的伸缩动作。
  2. 液压油泵 采用可正、逆回转的齿轮泵,它装于机身体内。
  3. 液压阀 主要采用压力和方向控制阀,如安全阀、液控单向阀、过载阀、液控换向阀及手动截止阀等。由于油泵的配置是根据油缸结构尺寸及活塞杆伸出、缩回速度确定的,所以该装置无需配置流量控制阀,各种元件之间均采用阀板式油路连接型式,集中装于该装置的机身内。
  4. 油箱 装于机身的另一侧,由于采用了密闭式结构,即使任意安装以及工作位置的变化,均不会引起油液外泄。油箱内安装了重锤式加压机构,用以保证该装置在不同的安装及工作位置时,油泵具有好的吸油性能。
  5. 油缸 油缸为双作用式,由于采用双筒结构,所以它不需要配置油管与阀组连接,在其中部采用法兰连接方式与机身相接。


1.电动机 2.齿轮泵 3.安全阀 4.液控单向阀 5.换向阀
6.手动截止阀 7.过载阀 8.油箱 9.单向截流阀 10.油缸
图2 液压回路简图

2 液压系统工作原理

图2为液压系统原理图,其工作原理如下:
  1. 油缸活塞杆伸出 当控制电动机1正转时,液控换向阀5的阀芯在微量压力油作用下,处于图2所示的左侧,油泵2开始从油箱8吸入油液。从油泵出来的压力油通过液控单向阀4和单向节流阀9从油缸10的油口A进入到油缸的无杆腔,使活塞杆外伸。油缸有杆腔的油液从油口B经另一侧的单向节流阀’和液控单向阀4返回油泵进油口。此种工作状态下的油泵进油有两种途径,一是油缸有杆腔的回油( 它小于进入无杆腔的油量) ,二是从油箱中补充不足部分。
  2. 油缸活塞杆缩回 当电动机1处逆转状态时,油泵2同时作逆回转,液控换向阀3的阀芯处于图2所示的右侧位置。这时泵的出油经液控单向阀4、单向节流阀9、油缸10的油口( 进入到油缸的有杆腔,使其活塞杆缩回。此时油缸无杆腔的回油经油口4 和另一侧的单向节流阀’、液控单向阀4返回到油泵进油口,同时剩余的油液( 因无杆腔的出油大于有杆腔的进油) 经液控换向阀5回到油箱。
  3. 负荷保持 当活塞杆伸出一定长度顶起外载而停止供油时,液控单向阀4处关闭状态,活塞杆将负荷保持在某一固定位置。此时如活塞杆在外载作用下而缓慢缩回,往往是油缸活塞油封受损所致。
  4. 过载保护 过载保护分两种情况,一是油泵在运转状态,过载或油缸活塞处某一行程终端时,安全阀3会自动开启溢流,从而实现装置运转工况下的过载保护。二是在油泵不工作,即装置处于负荷保护状态,油缸受到过大的外力作用时,过载阀"自动开启溢流,从而实现装置停转工况下的过载保护。
  5. 手动截止阀的用途 当装置正处运转工况,遇停电或电路出现故障等特殊情况时,可打开手动截止阀6,将油缸A、B油口同时与油箱相通,使油缸活塞杆伸出或缩回到行程终端,待故障排除后再关闭此阀,使装置重新运转。

3 特点

这种小型液压动力机组与传统的驱动系统相比具有以下特点:
  1. 配套简便 该产品由专业生产厂家生产,而液压传动设备生产厂家或进行技术改造的企业可根据相关技术参数,直接选用该产品与之配套,尤其是避免了老式设备结构复杂且造价高等因素,不需配置油管,装上油缸,只要接通相关电路即可完成液压系统设置的各道工序:再则,本装置中的各种压力控制阀均由生产厂家调定,用户无需再调,因此,大大节省了整台设备的装配及调试工作量。
  2. 结构紧凑 电动机、油泵、阀及油箱封闭成一体,与油缸的油路连接不用油管,设备整体结构布局相当合理简便。
  3. 节省能源 只有当需要液压系统工作时,才启动电动机,这对于不连续工作的液压系统且没有动力分离、结合装置的设备来说,不存在液压执行元件在无负荷下的空运行带来的功率消耗与机械磨损。由于密闭安装,油液外泄及污染的情况相当少,大大提高了装置的使用寿命,降低了使用与维修成本,同时也提高了环境保护质量。
  4. 安全可靠 因本装置除设置了安全阀外,还设置了液控单向阀、过载阀及电动机过负荷电路自动断路器等保护元件,对于系统停止运转下的负荷保持及正常运转时的过负荷保护均提供了可靠的保证。

4 应用场合

这种新型液压动力传动装置,适用于油缸不多,功率较小的液压传动设备。如日本目前已有两种系列产品问世,一种压力为3.4MPa、流量为1.1L/min,另一种压力为6.4MPa、流量为0.9L/min,其油缸尺寸均有Ø20~Ø30和Ø20~Ø40两种规格,活塞杆行程有150、200、250、300和350五种规格。已被应用于货车侧厢门的开闭、联合收割机旋刀的升降及其罩壳的开闭、扫雪机上的扫雪器升降以及立式车库中的停车限位及过负载保护器等机械设备当中。由于这种新型液压传输装置具有突出的优点,有着广泛的开发和应用前景。
 
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