如何提高液压系统的匹配效率?
降低故障率的方法
1、采用负载敏感式恒功率变量泵
考虑剑执行元件工作状况的多样化,有时系统需要大流量,低压力;有时又需要小流量,高压力。所以选择负载敏感式恒功率变量泵为宜,其特性曲线如图1-2-64所示。
这种类型的泵的流量随系统压力的变化而变化。当系统压力降低时,流量比较大,能满足执行元件的快速动作。当系统压力提高时流量又相应减小,能满足执行元件动作的需要,使动力源的压力和流量始终与执行元件的需要相匹配。负载敏感式恒功率变量泵液压系统如图1-2-65所示。
系统的流量由串联在泵供油管路上的节流阀1调节,节流阀压差由控制阀2端部的可调弹簧调定。在满足响应速度的前提下应尽量选择较小的压差。由于节流口两端压差是恒定的,不受负载变化的影响,所以在对应开度都能提供一个稳定的流量。同时,因为采用负载压力作为控制信号,因此供油压力也能适应负载要求。同时满足了压力、流量与负载相匹配的功能要求。
当系统停止工作,负载压力完全被卸除(趋近于零)时,泵的供油压力自动减小到仅等于节流阀的压差值,仍然排出节流阀调整好的流量。如果出现超载现象,控制阀2打开,泵的排量自动减到最小,仅维持满足内泄需要的最小流量,能有效地降低液压系统的功率损耗。
2、采用容积节流调速回路
如果执行器有调速的要求,则在选择调速回路时,既要满足调速的要求,又要尽量使系统流量和压力与执行元件的需要相匹配。常见的调速回路主要有节流调速回路、容积调速回路和容积节流调速回路。
液压系统中常用的节流调速回路,其优点为低速稳定性好。由于泵是定量泵,系统多余的流量全部通过溢流阀溢流掉了,白白损失掉了大量能量,造成系统效率的降低。但而容积凋速回路既无溢流损失,也无节流损失,效率高,但低速稳定性差。
考虑到液压系统工况复杂多变,可采用负载敏感式恒功率变量泵和负载反馈式比例多路阀组成的容积节流调速回路,并使节流阀两端的压力差尽可能小,以减小压力损失.其系统如图1-2–67所示。
在该系统中,在阀没有动作时泵的倾角几乎为零,仅输出很少的流量以补偿系统泄漏。
系统工作时,通过梭阀传递的最高负载压力作用在变量油缸上,使泵的摆角增大,输出流量增加.直到泵输出压力比负载压力高出所需的控制压差,泵输出流量是系统所需的流量,而无多余流量损失,系统所需流量由换向阀节流口控制。
当使用几路换向阀时,每个执行元件均可得到由可变节流设定的最大流量,因此,该系统的输出流量与负载相匹配,降低了损耗,减少了能量损失。
3、提高传输效率
传输效率是描述流体介质在系统传递能量过程中能耗损失程度的指标。流动能耗主要消耗在管路、接头和元件等方面。提高系统的传输效率可以从以下几个方面着手。
(1)合理选用控制阀液压油流经各类液压阀时不可避免地存在压力损失和流量损失,这一部分的能量损失在全部能量损失中占有较大的比重。因此,合理选用控制阀是降低功率损失的一个重要方面。可以采用高传输效率的阀类,如多路阀、叠加阀以及插装阀等。
(2)优化管路布置由于油液在管路中流动时,存在着沿程压力损失和局部压力损失,因此从优化设计液压原理图人手,在满足全部性能要求的前提下,从所有可以实现的连接方案中,选出管路段数和接头数最少、总长最短、弯管(尽量避免急剧拐弯)最少、元件数量最少的最佳方案.这是提高管路中传输效率的主要途径。
(3)合理选择液压油液压油在管路中流动时呈现出一定的黏性,黏性过高时,将产生较大的内摩擦力,造成油液发热,同时增加油液流动时的阻力:黏性过低时,易造成泄漏,降低系统容积效率。因此,应根据液压系统应用环境选择黏度适宜且黏温特性比较好的油液。.
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