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    探究機械液壓系統設計

    文章編輯:【本站】發布日期:2020-06-11 14:31:49

    機械液壓系統在社會生產中應用廣泛,包括動力、控制、執行、輔助等子系統。本文對機械液壓系統設計進行分析,明確機械液壓設計過程中容易出現的問題,給出具體的優化設計方案,供相關行業借鑒參考。
    隨著大型工業設備的使用不斷增多,機械液壓系統被廣泛應用于建筑、石油、汽車、工程等領域,為相關機械設備的性能優化做出重要貢獻。但在機械液壓系統的設計應用工作中,還存在一定的提升空間,需要對液壓系統的優化設計做出具體分析。
    1 機械液壓系統的重要作用
    近年來,我國工業發展水平不斷提高,機械設備已經成為社會生產的核心生產力之一,在生產效率提高、促進經濟增長方面做出重要貢獻。液壓系統是機械設備的重要組成之一,相當于機械內部的一個平衡裝置,保證機械正常運轉。例如,在四柱式液壓機中,液壓系統起著把電機的旋轉機械能轉換成易于傳遞的液體壓力能,推動執行機構動作,實現對原材料的鍛壓、沖壓、冷擠、校直等壓制工藝。通常而言,液壓系統設計就是通過一定的技術手段和協調方案,將需要的執行機構動作,通過設計合理的液壓原理方案來實現,同時還要保證機械結構運行的穩定。這一穩定作用的發揮成效會受到液壓系統中選取元件性能的影響,目前最常使用的保壓元件有單向閥、蓄能器、液控單向閥三種。
    2 機械液壓系統的優化設計
    2.1 機械液壓系統設計問題
    在實際應用中,機械液壓系統設計的常見問題主要包括以下四個方面:一是出油量方面的問題。在機械設備運行中,常發生液壓系統已經開始運行但卻沒有或只有少量油液輸出的情況。導致該問題的原因一般為油箱存油量不足、吸管中夾雜空氣、濾油器堵塞等。另外,選取的液壓油不符合設備運行要求、粘度太大也會導致該問題的發生。二是漏氣問題。漏氣會影響液壓系統的正常運行,如吸油管路清理不到位、動力系統運行異常等,都可能導致漏氣問題[1]。三是流量或壓力不穩。引發該問題的原因一般為液壓油中混入大量空氣、液壓閥累積的污染物過多、內部零件受損等。四是液壓閥卡緊故障問題。出現該問題的原因是液壓閥上污染物過多,這些細微雜質會損害系統中細小結構件,導致液壓閥工作異常。
    當液壓系統出現故障時,首先應檢查油箱內液壓油的量是否符合標準,并將濾油器、油管、液壓閥等部件中的油污清理干凈。檢驗使用的液壓油性能、型號是否合理,酌情選擇更換適合工況的液壓油。若出現出油量過少的問題,應檢查機械液壓系統中是否有零部件出現磨損,及時進行更換。
    2.2 機械液壓系統設計方案
    2.2.1 四柱式壓力機液壓系統設計
    四柱式壓力機機械液壓系統中的壓制執行機構為電磁換向閥控制的單活塞桿液壓缸,該油缸由簡單的換向控制液壓回路控制,但該種壓制執行機構在壓制原材料時,產生的沖擊回彈會對控制閥芯造成損傷,日積月累情況下,會造成控制閥門出現過大的間隙,進而對壓制精度造成影響,因此液壓系統的運行效果并不穩定可靠,為此,可采用在連接液壓缸的進油路和回油路分別連接液控單向閥液壓鎖,進行液壓系統回路優化設計。該優化設計的主要優點就在于,液控單向閥芯為錐形,對油液密封性好,鎖閉性能優秀,有效解決沖擊對換向控制閥芯的損傷的問題,提升液壓系統的可靠性和穩定性。該液壓系統優化方案在對可靠性和穩定性有要求的工程機械和起重運輸設備中運用較多。
    2.2.2 卷板機液壓系統回路設計
    當原料板送入卷板機進行壓制工序,需要啟動液壓系統,通過利用油缸來控制上輥升降、下輥水平移動到合適位置。當電磁鐵通電后,通過流量方向控制閥來調節油缸動作的偏移量,從而提高卷板機卷圓的精度,保證生產質量。為保證壓力油能持續的作用在油缸的無桿腔,進而讓卷板機輥子不發生誤差偏移,需要保證液壓系統的運行穩定,可在油缸進回油路增加單向閥,這樣可使得卷板機輥子在卷壓較厚板材時,較強的壓制抗力產生的背壓沖擊由單向閥來吸收,保證液壓系統正常穩定運行。
    2.2.3 蓄能器的設計
    機械液壓系統中的常用的蓄能器包括重錘式、氣體加載式和彈簧式。其中,重錘式蓄能器的工作原理是使用柱塞對液壓油加壓,該蓄能器的結構簡單、加壓的穩定性較高,但其蓄能容量較低、能夠加壓的范圍也非常有限,且設備體型笨重、運轉靈敏度不高、可活動性不大,因此一般在大型固定機械設備的液壓系統中選用;氣體加載式蓄能器通過對密閉性氣體的壓縮與膨脹進行壓力的控制,一般使用氮氣作為密閉性氣體,分活塞和氣囊兩種形式,在使用該種蓄能器時,需嚴格控制其規格大小;彈簧式蓄能器使用彈簧實現能量的儲存和釋放,利用彈簧對活塞加壓,進而作用在系統元件中,液壓油接受的壓力大小受彈簧提供的彈力和與活塞間的接觸面積影響。安裝氣囊式蓄能器時,要注意油口的位置,保證油口向下垂直進行安裝;蓄能器的安裝位置應緊挨振動源,以最大限度的吸收和減輕脈動、沖擊程度,降低振動頻率,減輕振動對液壓系統正常運行造成的影響。另外,安裝位置要盡量選在熱量不高的地方,以免蓄能器內部的氣體受到溫度影響而發生變化。
    2.3 機械液壓系統設計前景
    在當前的背景下,機械液壓系統的最主要設計趨勢是進行綠色設計,即提高系統的節能性,減輕液壓系統運行工程中出現的污染、噪音,提升機械液壓系統的運行效率和環保特性。目前已有研究人員提出將環保設計理念、環保技術、智能技術等融入到液壓系統設計當中,促進機械液壓系統設計逐漸向綠色、長期、可持續的方向發展[2]。
    3 結論
    機械液壓系統在保證機械設備運行穩定方面發揮出巨大的作用。在實際應用過程中,除了要進一步優化液壓系統的設計方案、提高其本身性能外,相關人員還應做好液壓系統的維修保養工作,保證液壓系統始終處于正常、高效的運行狀態中,提高機械設備的生產效率,促進相關行業穩定發展。


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