液压式结构传动轴

关键词： 离合器 数目 制动器 单向

液压式结构传动轴（精选七篇）

液压式结构传动轴 篇1

1-输入轴2-倒挡及高挡离合器毂3-前进离合器毂和倒挡及高挡离合器毂4-前进离合器毂和前齿圈5-前行星架6-前后太阳轮组件7-后行星架和低挡及倒挡制动器毂8-输出轴C1-倒挡及高挡离合器C2-前进离合器B1-2挡制动器B2-低挡及倒挡制动器F1-低挡单向超越离合器

辛普森式行星齿轮机构由2个内啮合式单排行星齿轮机构组合而成, 其结构特点是:前后2个行星排的太阳轮连接为一体, 称为前后太阳轮组件;前一个行星排的行星架和后一个行星排的齿圈连接为一体, 称为前行星架和后齿圈组件;输出轴通常与前行星架和后齿圈组件连接。经过上述的组合后, 该机构成为一种具有4个独立元件的行星齿轮机构。这4个独立元件是:前齿圈, 前后太阳轮组件, 后行星架, 前行星架和后齿圈组件。

根据前进挡的挡数不同, 可将行星齿变速系统分为3挡行星齿轮变速系统和4挡行星齿轮变速系统2种。

1. 辛普森式3挡行星齿轮变速系统的结构和工作原理

(1) 行星齿轮变速系统的结构:

如图1 (a图为结构图, b图为元件布置图) 所示, 行星齿轮机构中设置了5个换挡执行元件 (2个离合器、2个制动器和1个单向超越离合器) , 使该系统成为一个具有3个前进挡和1个倒挡的行星齿轮变速系统。离合器C1用于连接输入轴和前后太阳轮组件, 离合器C2用于连接输入轴和前齿圈, 制动器B1用于固定前后太阳轮组件, 制动器B2和单向超越离合器F1都是用于固定后行星架。5个换挡执行元件在各挡位的工作情况如表1所示。

由表1中可知, 当行星齿轮变速系统处于停车挡和空挡之外的任何一个挡位时, 5个换挡执行元件中都有2个处于工作状态 (接合、制动或锁止) , 其余3个不工作 (分离、释放或自由状态) 。处于工作状态的2个换挡执行元件中至少有一个是离合器C1或C2, 以便使输入轴与行星排连接。当变速器处于任一前进挡时, 离合器C2都处于接合状态, 此时输入轴与行星齿轮机构的前齿圈接合, 使前齿圈成为主动件, 因此离合器C2也称为前进离合器。倒挡时, 离合器C1接合, C2分离, 此时输入轴与行星齿轮机构的前后太阳轮组件接合, 使前后太阳轮组件成为主动件;另外, 离合器C1在3挡 (直接挡) 时也接合, 因此, 离合器C1也称为倒挡及高挡离合器。制动器B1仅在2挡才工作, 称为2挡制动器。制动器B2在1挡和倒挡时都工作, 因此称为低挡及倒挡制动器。由此可知, 换挡执行元件的不同工作组合决定了行星齿轮变速系统的传动方向和传动比, 从而决定了行星齿轮变速系统所处的挡位。

注:O-接合、制动或锁止。

(2) 行星齿轮变速系统各挡的传动路线:

(1) 1挡:如图2所示, 此时前进离合器C2接合, 使输入轴和前齿圈连接:同时单向超越离合器F1处于自锁状态, 后行星架被固定。来自液力变矩器的发动机动力经输入轴、前进离合器C2传给前齿圈, 使前齿圈朝顺时针方向旋转。在前行星排中, 前行星齿轮在前齿圈的驱动下一方面朝顺时针方向公转, 带动前行星架朝顺时针方向转动, 另一方面作顺时针方向的自转, 并带动前后太阳轮组件朝逆时针方向转动;在后行星排中, 后行星轮在后太阳轮的驱动下朝顺时针方向作自转时, 对后行星架产生一个逆时针方向的力矩, 而低挡单向超越离合器F1对后行星架在逆时针方向具有锁止作用, 因此后行星架固定不动, 使后齿圈在后行星轮的驱动下朝顺时针方向转动。因此, 在前进1挡时, 由输入轴传给行星齿轮机构的动力是经过前后行星排同时传给前行星架和后齿圈组件, 再传给与之相连接的输出轴, 从而完成动力输出的。

1-输入轴2-前进离合器C2 3-倒挡及高挡离合器C1 4-2挡制动器B1 5-前齿圈6-前行星轮7-前行星架8-输出轴9-前后太阳轮组件10-后行星架1l-后行星轮12-低挡及倒挡制动器B2 13-低挡单向超越离合器F1 14-后齿圈

1-输入轴2-前进离合器C2 3-倒挡及高挡离合器C1 4-2挡制动器B1 5-前齿圈6-前行星轮7-前行星架8-输出轴9-前后太阳轮组件10-后行星架1l-后行星轮12-低挡及倒挡制动器B2 13-低挡单向超越离合器F1 14-后齿圈

1-输入轴2-前进离合器C2 3-倒挡及高挡离合器C1 4-2挡制动器B1 5-前齿圈6-前行星轮7-前行星架8-输出轴9-前后太阳轮组件10-后行星架1l-后行星轮12-低挡及倒挡制动器B213-低挡单向超越离合器F1 14-后齿圈

1-输入轴2-前进离合器C2 3-倒挡及高挡离合器C1 4-2挡制动器B1 5-前齿圈6-前行星轮7-前行星架8-输出轴9-前后太阳轮组件10-后行星架1l-后行星轮12-低挡及倒挡制动器B13-低挡单向超越离合器F1 14-后齿圈

(2) 2挡:如图3所示, 前进离合器C2和2挡制动器B1同时工作。此时输入轴仍经前进离合器C2和前齿圈连接, 同时前后太阳轮组件被2挡制动器B1固定。发动机动力经液力变矩器和行星齿轮变速系统的输入轴传给前齿圈, 使其朝顺时针方向转动。由于前太阳轮转速为0, 因此前行星轮在前齿圈的驱动下一方面朝顺时针方向作自转, 另一方面朝顺时针方向作公转, 同时带动前行星架及输出轴朝顺时针方向转动。此时后行星排处于自由状态, 后行星轮在后齿圈的驱动下朝顺时针方向一边自转一边公转, 带动后行星架朝顺时针方向空转。由此可知, 2挡时发动机的动力全部经前行星排传到输出轴。

(3) 3挡:如图4所示, 前进离合器C2和倒挡及高挡离合器C1同时接合, 把输入轴与前齿圈及前后太阳轮组件连接成一体。由于这时前行星排中有2个基本元件互相连接, 从而使前行星排连成一体旋转, 输入轴的动力通过前行星排直传给输出轴, 即直接挡。此时后行星排处于自由状态, 后行星轮在后齿圈驱动下朝顺时针方向一边自转一边公转, 带动后行星架朝顺时针方向空转。

(4) 倒挡:如图5所示, 倒挡及直接挡离合器C1接合, 使输入轴与前后太阳轮组件连接, 同时低挡及倒挡制动器B2产生制动, 将后行星架固定。此时发动机动力经输入轴传给前后太阳轮组件, 使前后太阳轮朝顺时针方向转动。由于后行星架固定不动, 后行星轮在后太阳轮的驱动下朝逆时针方向转动, 并带动后齿圈朝逆时针方向转动, 与前行星架和后齿圈组件连接的输出轴也随之朝逆时针方向转动, 从而改变了传动方向。此时, 前行星排中由于前齿圈可以自由转动, 前行星排处于自由状态, 前齿圈在前行星轮的带动下朝逆时针方向自由转动。

有些车型自动变速器的行星齿轮机构的前后行星排的排列顺序相反, 即输入轴通过前进离合器C2和后齿圈连接, 输出轴与前齿圈和后行星架组件连接, 但工作原理都一样。

2.3行星排4挡行星齿轮变速系统的结构与工作原理

注:○-接合、制动或锁止;●-作用但不影响该挡位

丰田CROWN (皇冠) 3.0轿车所用的A340E电子控制自动变速器就采用了这种行星齿轮变速系统。

(1) 结构:这种4挡行星齿轮变速器是在不改变原辛普森式3挡行星齿轮变速系统的主要结构和大部分零部件的情况下, 另外再增加一个单排行星齿轮机构和相应的换挡执行元件来产生超速挡而实现的。这个单排行星齿轮机构称为超速行星排, 他安装在行星齿轮变速系统的前端, 其行星架是主动件, 与变速器输入轴连接;齿圈为被动件, 与后面的双排行星齿轮机构连接。超速行星排的工作由直接离合器C0和超速制动器B0来控制, 直接离合器C0用于将超速行星排的太阳轮和行星架连接, 超速制动器B0用于固定超速行星排的太阳轮。如图6所示。

为了改善2～3挡的换挡平顺性和使变速器在前进低挡位置发动机有制动作用, 在原3挡行星齿轮变速系统的基础上进行了改进。

a) 在前后太阳轮组件和2挡制动器B1之间串联了一个单向超越离合器F2, 称为2挡单向超越离合器。单向超越离合器的内环和前后太阳轮组件连接, 外环和2挡制动器B1连接, 在逆时针方向对前后太阳轮组件具有锁止作用。当行星齿轮变速系统处于2挡时, 前进离合器C1和2挡制动器B1仍同时工作。汽车加速时, 前后太阳轮组件的受力方向为逆时针方向, 由于2挡单向超越离合器F2的外环被2挡制动器B1固定, 因此前后太阳轮朝逆时针方向的旋转趋势被2挡制动器B1及2挡单向超越离合器锁止, 使2挡得以实现。当行星齿轮变速器由2挡换至3挡时, 即使倒挡及直接挡离合器C1在2挡制动器B1释放之前就已接合, 但由于倒挡及直接挡离合C1接合之后, 前后太阳轮组件的受力方向改变为顺时针方向, 而在顺时针方向上2挡单向超越离合器F2对前后太阳轮组件没有锁止作用, 前后太阳轮组件仍可以朝顺时针方向旋转, 使换挡能顺利进行。

b) 在前后太阳轮组件和变速器壳体之间另外设置了一个制动器B3, 即2挡强制制动器。制动器B3是否工作是由操纵手柄的位置决定的, 当操纵手柄位于前进挡位置 (D) 时, 制动器B3不工作;当操纵手柄位于前进挡位置 (2、1或S、L) 而行星齿轮变速器处于2挡时, 制动器B3工作。这样不论汽车加速或减速, 前后太阳轮组件都被该制动器固定, 此时的2挡在汽车放松加速踏板减速时能产生发动机制动作用。目前大多数轿车自动变速器都采用这种结构。

(2) 工作原理:根据行星齿轮变速系统的变速原理, 当超速制动器B0放松、直接离合器C0接合时, 超速行星排处于直接传动状态, 其传动比为1;当超速制动器B0制动, 直接离合器C0放松时, 超速行星排处于增速传动状态, 传动比小于1。

当行星齿轮变速系统处于1挡、2挡、3挡或倒挡时, 超速行星排中的超速制动器B0放松, 直接离合器C0结合, 使超速行星排处于传动比为1的直接传动状态, 而后半部分的双排行星齿轮机构各换挡执行元件的工作和原辛普森式3挡行星齿轮变速器在1挡、2挡、3挡及倒挡时的工作完全相同, 如表2所示。

来自变矩器的发动机动力经超速行星排直接传给后半部分的双排行星齿轮机构, 此时行星齿轮变速系统的传动比完全由后半部分的双排行星齿轮机构及相应的换挡执行元件来控制。当行星齿轮变速系统处于超速挡时, 后半部分的双排行星齿轮机构保持在3挡位置, 而在超速行星排中, 由于超速制动器B0, 产生制动, 直接离合器C0放松, 使超速行星排处于增速传动状态, 其传动比小于1。

液压式结构传动轴 篇2

1 基本结构

4450型拖拉机上的径向柱塞式变量液压泵主要由两大部分组成, 其基本结构如图1所示。

注:1为油泵壳体, 2为驱动轴, 3为偏心轮, 4为供油柱塞, 5为柱塞弹簧, 6为环形进油道, 7为进油单向阀, 8为进油单向阀弹簧, 9为出油单向阀, 10为出油单向阀弹簧, 11为环形出油道, 12为排油阀壳体, 13为排油阀芯, 14为行程切断螺钉, 15为行程控制阀壳体, 16为行程控制阀芯17为行程控制阀回位弹簧, 18为行程控制阀调节螺钉, 19为滤油套, 20为排油阀回位弹簧, 21为节流孔, 22为偏心轮套轴承, 23为偏心轮套。

1.1 泵体部分

液压系统的主泵装置在发动机前端, 泵的驱动轴经特殊联轴节由发动机曲轴直接驱动。驱动轴上有偏心轮及偏心轮套, 泵的壳体1周均布8个柱塞套筒, 8个供油柱塞在偏心轮和柱塞弹簧的作用下, 分别在8个柱塞套筒内作往复直线运动。偏心轮旋转1周, 8个柱塞各供油1次。在不供油位置时, 柱塞弹簧使柱塞顶在偏心轮套的表面。偏心轮的偏心距即为柱塞的最大供油行程。柱塞可在高压油液作用下压缩柱塞弹簧远离偏心轮套表面, 使供油行程减小。当柱塞离开偏心轮套表面的距离超过偏心轮的偏心距时, 供油行程为0, 油泵完全停止供油[1,2]。

油泵壳体后端设有环形进油道, 前端设有环形出油道, 通过8个进油单向阀和8个出油单向阀使环形进、出油道分别和8个柱塞套筒内腔相通。液压油液经低压供油泵和压力调节阀以一定压力 (12.3~13.7 kg/cm2) 流入环形进油道。当柱塞受柱塞弹簧作用下行时, 柱塞套筒内腔形成真空, 进油单向阀打开, 环形进油道中的油液流入柱塞套筒内腔。当柱塞受偏心轮的作用上行时, 进油单向阀关闭, 出油单向阀打开, 高压油液经出油单向阀和环形出油道流入液压管路, 供给各支路用油。

1.2 控制部分

1.2.1 排油阀。

排油阀设置在泵的前盖中。排油阀壳体内分上、中、下3腔。阀芯的中心有油道孔, 其下端伸入下腔, 下腔内有阀芯回位弹簧, 回位弹簧外有一滤油套。环形出油道中的部分高压油液可经孔道流到滤油套外部, 经滤油套过滤后流入排油阀下腔。下腔内的油液可经阀芯中心油道流到上腔。其中, 腔两侧各设1个油道:右侧油道与偏心轮室相通, 左侧油道与环形进油道相通。

排油阀的上端面承受高压油液的压力作用, 下端面承受高压油液的压力和回位弹簧的弹力共同作用。阀芯的上端面积大于下端面积。当阀芯下端面的作用力大于上端面的作用力时, 阀芯上移开启中腔左右两侧油道, 使偏心轮室和环形进油道相通。当阀芯上端面的作用力大于下端面的作用力时, 阀芯下移关闭, 切断偏心轮室和环形进油道之间的通路。因此, 设置排油阀的作用就是控制偏心轮室内的高压油液能否流回环形进油道[3,4,5]。

1.2.2 行程控制阀。

行程控制阀设置在泵的前盖中, 阀的壳体内分上、下2个腔, 阀芯呈菌形。上腔经孔道与排油阀上腔相通, 下腔有一孔道与偏心轮室相通, 腔内有阀芯回位弹簧。

当由排油阀上腔流来的高压油液的压力升高到一定值时, 行程控制阀会被打开, 高压油液便会经此处流入偏心轮室, 推动柱塞远离偏心轮套, 减小供油行程。当由排油阀上腔流来的高压油液的压力降低到一定值时, 行程控制阀关闭, 切断通往偏心轮室的高压油路, 偏心轮室内的高压油液可经其排油阀流回或经节流孔泄回到环形进油道, 柱塞在柱塞弹簧的作用下增大供油行程。因此, 设置行程控制阀的作用就是与排油阀相互配合, 根据系统工作压力的变化来相应改变柱塞的供油行程, 从而达到改变泵的流量输出的目的。

在阀芯回位弹簧的下方设置1个调节螺钉, 用于调节行程控制阀的开启压力。在菌形阀杆的顶部设有1个行程切断螺钉, 拧入此螺钉, 即可压开行程控制阀, 使主泵停止供油。此螺钉在性能测试和故障排除时使用。在启动时为了减轻启动阻力, 也可将螺钉往里拧, 以切断供油。

1.2.3 节流孔。

在偏心轮室和环形进油道之间设置1个节流孔, 其作用如下:一是当排油阀处于关闭状态时, 行程控制阀打开以后, 利用此节流孔可以控制偏心轮室内油液的压力, 以便产生足够的压力来推动柱塞减小供油行程。在行程控制阀关闭以后, 偏心轮室内的高压油液可经节流孔泄回到环形进油道中, 以便于柱塞恢复供油行程。二是在偏心轮室排油阀和行程控制阀均处于关闭状态时, 利用节流孔来调节偏心轮室内油液的压力, 防止产生液锁和高压, 以保护机件和油封。同时, 少量的循环油流可以润滑和冷却供油柱塞、偏心轮以及驱动轴轴承等运动部件[6,7,8]。

2 工作原理

2.1 系统空载

在主泵工作之前, 环形出油道中的油液压力为0。排油阀处于开启而行程控制阀处于关闭状态, 供油柱塞顶靠在偏心轮套表面, 具有最大供油行程。此时偏心轮室和环形进油道相通, 所以偏心轮室内油液的压力等于低压供油泵的供油压力 (12.3~13.7 kg/cm2) 。

当主泵由发动机驱动旋转时, 8个柱塞均以最大行程开始向系统供油。环形出油道中的部分高压油液经孔道流到排油阀下腔的滤油套外部, 油液经过滤后进入排油阀下腔, 通过阀中心孔道流到上腔, 再经孔道流入行程控制阀上腔, 并作用到菌形阀上。

当系统压力 (即环形出油道中油液的压力) 低于某一定值 (31.9 kg/cm2) 时, 排油阀芯下端面的油液压力与回位弹簧弹力的合力大于阀芯上端面油液的压力。因此, 排油阀应仍保持在开启的状态, 则柱塞继续以最大行程向系统进行供油。

因此时系统为空载, 各操纵阀均处于关闭状态, 于是系统中油液的压力很快升高。当系统压力升高到高于某一定值 (31.9 kg/cm2) 时, 排油阀芯上端面的油液压力将大于下端面油液压力与回位弹簧弹力的合力, 排油阀下移关闭, 使偏心轮室和环形进油道之间的油路被切断。此时柱塞将维持一个近似不变的行程继续向系统供油, 于是系统压力继续升高。

当系统压力升高到超过极限安全压力 (154.7~161.8kg/cm2) 时, 高压油液的压力将打开行程控制阀, 使环形出油道中的高压油液经排油阀、行程控制阀流入偏心轮室, 推动柱塞减小供油行程一直到0, 使主泵供油停止。很显然, 空载时的“保持”压力即是系统的最高压力。这非常方便于多支路的液压操纵, 同时还可使操纵阀换位时执行机构反应灵敏迅速, 因此闭心恒压式液压系统对系统的密封性能要求非常高。

2.2 系统负载

若因实际作业需要打开1个或几个操纵阀时, 系统压力将迅速下降, 排油阀和行程控制阀腔内油液的压力也随之下降, 当压力降低到低于系统空载时的“保持”压力值时, 行程控制阀关闭, 于是柱塞将逐渐恢复供油行程。如果这时液压系统用油很多, 则系统压力将有可能降低到低于某一定值 (31.9 kg/cm2) 时, 促使排油阀打开, 使偏心轮室内的高压油液经排油阀中腔流回环形进油道中去, 柱塞将立即恢复全行程供油。于是系统压力又开始升高, 当压力升高到高于某一定值 (31.9 kg/cm2) 时, 排油阀关闭, 柱塞仍以全行程继续向系统供油, 使系统压力继续升高。

当系统中油液的压力升高到工作压力时, 液压油缸将悬挂重物顶起, 等悬挂重物被顶起到预定高度, 将操纵阀手柄及时地拉回到中立位置时, 则系统压力很快升高到系统的“保持”压力即最高压力值时, 使泵立刻恢复到空载时的准备状态。

如果悬挂重物被液压油缸顶起到预定高度, 而操纵阀手柄又没有及时地拉回到中立位置, 则液压油缸将悬挂重物继续升高, 并很快运行到行程的终点, 使系统压力在瞬间剧增到空载时的“保持”压力时, 促使泵也立刻恢复到空载时的准备状态[9,10,11]。

当液压系统的执行机构意外受阻或超载时, 系统压力也将剧增到空载时的“保持”压力, 促使泵很迅速地恢复到空载状态。因此, 该种泵具有自身保护能力, 无需另外专门设置安全保护装置。

参考文献

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[3]胡新华, 裘信国, 李银海.径向柱塞式液压泵滚子运动学分析[J].机床与液压, 2010, 138 (12) :60-61, 39.

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[9]李和平, 夏翔, 刘莹, 等.新型平衡式复合齿轮泵结构的优化设计[J].机械研究与应用, 2005 (4) :89-90.

[10]陈甫, 赵克定, 吴盛林.一种新型往复式原动液压泵的原理研究[J].机械与电子, 2004 (9) :16-18.

液压式结构传动轴 篇3

一、液压系统的组成

液压系统由五部分组成:

1.动力元件。动力元件即液压泵, 它是将系统机械能转化为液压能的装置, 其作用是为液压系统提供压力油, 是系统的动力源。

2.执行元件。执行元件是液压缸或液压马达, 它是将液压能转换为机械能的装置, 其作用是在压力油的推动下输出力矩, 以驱动工作部件。

3.控制调节元件。包括各种阀类元件, 如溢流阀、节流阀、换向阀等, 这类元件的作用是用以控制液压系统中油液的压力、流量和流动方向, 以保证执行元件完成预期的运动。

4.辅助元件。辅助元件如油箱、油管、滤油器等, 它们的作用是设置必要的条件以保证液压系统正常的工作。

5.工作介质。工作介质即传动液体, 通常称液压油。液压系统是通过工作介质实现运动和动力传递的。

二、液压系统的维护

液压设备通常采用日常检查和定期检查的方法, 规定出检查的时间、项目和内容。

日常工作中, 系统使用操作时严格按操作守则使用, 系统各部件应细心维护。

油箱内油液高度要在油面线上, 液压管路要求越短越好, 尽量垂直或平行, 少拐弯, 避免交叉, 吸油管要粗、短、直, 尽量减小吸油阻力, 确保吸油高度一般不大于0.5 m, 严防管接头处泄露。安装橡胶软管要防止扭转, 应留有一定的松弛量。

三、拖拉机的液压系统的组成

(一) 液压转向部分

现代农业机械中有些大型拖拉机安装液压、转向系统, 实现助力转向。

1. 液压转向系统由转向助力系统转向操纵机构和转向传动机构组成。

液压转向系统主要部件有:整体式动力转向器、动力转向油泵、储油罐、高压油管、回油管及液压缸等组成。其简易的工作原理是:发动机带动油泵转动, 把油泵的油液输送给转向器, 转向器通过旋转把油液转换和传输到相应的工作油缸, 系统内的油液也能相应的回流, 从而实现助力转向, 如此循环不断往复工作。

2. 在使用和保养时要注意以下几点:

(1) 当动力转向系统缺油时可直接向储油罐中补充新油, 当系统更换油或严重缺油时, 在系统中有空气的情况下, 补充新油的同时要进行放气。管路部分, 吸油管或管接头不能漏气, 空气从吸油管进入液压油中后, 泵的容积效率下降, 产生噪音, 缩短寿命, 因此, 各管接头和阀等处应确保密封严密。

(2) 保持储油罐内的油液清洁是至关重要的, 这就要求在更换和补充液压油时, 应注意首先将储油罐外部清理干净, 而且应在无扬尘的场地进行作业。事实证明, 助力泵以及转向机磨损、拉伤、损坏的主要原因就是液压油脏。

(3) 动力转向系统在使用中应注意经常进行检查和调整, 发生故障应及时处理。否则造成机件的磨损和损坏后, 有时将是不能修复的。

液压系统中使用的是专用液压油, 切记不可以将不同品牌的液压油混合使用, 以免油液变质, 影响动力转向系统的正常工作。

(二) 液压悬挂部分

拖拉机都安装了独立的液压悬挂系统, 用以悬挂各种农机具, 农用拖拉机目前广泛采用三点式液压悬挂机构。

1. 悬挂系统的组成:

(1) 油泵, 油泵是液压系统的动力元件, 将机械能转变为液压能, 向液压系统提供具有一定压力和流量的油液, 常用的有齿轮泵和柱塞泵。 (2) 分配器, 即操纵阀, 是液压系统的控制阀门, 用来变换油液的流动方向和路线, 它由操纵机构直接操作。 (3) 油缸, 把液压能转变为机械能, 完成系统的相应动作。 (4) 操作机构, 液压系统的操作机构用来控制分配器中的滑阀或操纵阀的位置, 实现系统完成不同的动作。 (5) 悬挂机构, 是连接拖拉机与农具的杠杆机构。

2. 使用时注意事项:

(1) 定期检查油液, 并保持清洁。 (2) 操作分配器手柄时, 要轻击快推, 迅速到位, 若使分配器的控制阀或操纵阀停留在各位置的过渡间隔位置内, 会使油路封闭, 使系统内油压升高, 导致安全阀开启, 使液压系统发热, 加速油泵磨损。 (3) 农机具悬挂时必须牢固, 防止脱落。悬挂农机具长距离行驶时, 要将液压系统锁定, 防止行驶途中, 机具突然降落, 酿成事故。

(三) 液压自卸装置部分

为适应拖拉机运输作业的需要, 拖拉机也安装了一套液压自卸系统。其组成是与液压悬挂系统使用同一液压系统, 只是在执行元件部分有一分路转换阀门, 使悬挂系统与自卸装置既有通用部分而又互不干扰, 液压自卸系统在拖拉机拖带挂车进行货物运输时极大的减轻了作业人员的劳动强度。

液压式结构传动轴 篇4

早在18世纪后期就出现了依靠水压进 行传动的 技术,这门科学主要是对利用淡水或海水作为液压传动媒介的技术进行研究。世界上首台水压机是根据帕斯卡原理制作而成,经历了100多年的发展,该技术有了长足进步,不过由于 目前的科技水平和制造技术还有待发展,很多问题诸如水黏度不够、润滑性差、易腐蚀设备材料等尚未解决,从而给水压传动技术 的发展造成了严重的 阻碍,水压机在 使用过程 中会发生 诸如磨损、腐蚀、空化、泄漏等问题。

最近几年,由于人们的环境保护意识越 来越强,绿色设计逐渐兴起,现代水压传动技术也开始进入人们的视野。尤其是使用纯水作为动力的液压技术,因其固有的安全性和清洁性特征,不需要人为处理废油、不需要进行清洗、人员操作也更加安全,故而在世界工业领域得到了一致认可,逐渐成为了液压 领域重要的技术发展方向。其他水压传动技术中使用的媒介 指的则是添加了某些药剂的水基流体,这些添加了药剂的水属于难燃介质,在安全性方面表现突出,不过对环境的友好度和 兼容性比较差,因为添加 剂通常对 环境中的 生物都是 有毒有害的。这种水基液的使用、存储、运输和维护都比较复杂,是长久以来困扰用户的主要问题,要想彻底加以解决,消除安全隐患,确保对环境无害,无疑纯水是最佳选择。

1纯水液压传动的优势与面临的挑战

1.1纯水液压传动的优势

(1)纯水资源在我们的生活环境中可以说十分丰富,取材也较为方便,使用时不 存在诸如 对矿物油 进行冶炼 提纯的问题,运输和存储也不存在技术难关,更不会产生环境不友好 的污染物。和其他液压技术相比,纯水液压传动由于省去了液压油的废物处置环节,大大削减了后期处理成本。市面上水的价格只是液压油的1/5000,对于那些大型液压系统而言,液压油的支出是非常庞大的,因而使用纯水进行液压传动能够带来非常可观的经济效益。

(2)该技术具有良好的阻燃性、高度的安全性。纯水比热容大、温升小,因此适合应用于冶金、热处理和采矿等对防火等级要求较高的行业,能够极大 地避免人 身和设备 发生安全 事故。同液压油相比,水的比热容和热导率约为前者的2倍和4倍,所以纯水液压系统在温度变化上相对稳定,不需要添加 换热器,大大简化了系统结构。

(3)同矿物型液压 油相比,水的压缩 系数更小,可减少约25%的压缩损失,从而补偿泄漏增加导致的容积损失。

(4)纯水液压系统容错率较高,后期维修相对容易,成本也更低。

(5)能降低产品污染程度。很多生产行业都十分关注产品污染问题,若液压系统介质泄漏,就会对纺织制品、木制胶合板等产品造成污染,导致其变色、变质。通常泄 漏1L矿物油就会对1×106L水源造成严重污染,毒害该水域内的生物,导致其大面积死亡;同时还会对生产场所带来负面影响,例如使地面更易打滑,作业现场空气质量下降等。若采用纯水液压传动技术,即使在生产过程中水发生泄漏,对产品造成的影响 也非常有限。

1.2纯水液压传动面临的挑战

纯水和矿物油之间的理化特性有所不同,因此适用于矿物油液压系统的元件无法在纯水液压系统中使用。为了解决 这一问题,就需要研制适应纯水液压技术的元件。

(1)腐蚀及磨损。水对设备会产生腐蚀效果,因此,纯水液压系统中使用的所有材料都应当具有良好的耐腐蚀性。除 此之外,系统中一些关键位置的摩擦副会承受很大的交变 载荷,水的低黏度特性会使得摩擦副边界难以形成润滑,从而加剧磨损。所以,可以使用不锈钢、铝合金和铜合金等耐 腐蚀材料 来制造液压元件,与此同时也要注意预防缝隙腐蚀和点蚀,常采用的方法是在水里滴酸、碱离子。

(2)数学模型及设计理论、方法。纯水与传统传动媒介的不同会导致摩擦副中的流动特性、泄漏模式、空化特性和 传热特性也出现差异,这就要求重新按照纯水的理化特性建立新的数学模型,有针对性地提出适合纯水液压传动的设计新理论和新方法。

(3)汽蚀。汽蚀现象在液压传动系统中比较常见,指的是流体在压力低于饱和蒸汽压或发生气相分离时,会沸腾并产生大量气泡,或是原本溶解于液体中的气体逸散产生大量 气泡,这些气泡到达高压区域发生凝结时,在部分区域产生的瞬时爆炸压力可能会对过流表面造成损伤,进而使得设备性能 下降、噪声升高。汽蚀现象通常发生在泵机进口及阀门节流 出口位置。随着温度的升高,水的饱和蒸汽压也会提高,通常会采 取限制水压系统运行温度的方法来避免和减小汽蚀破坏,通常限制标准为5~50℃。

2纯水液压传动技术的国内外研究概况

纯水液压元件作为纯水液压传动技术的研究重点,经过较长时间的研究和开发,大体上可以达到14~21 MPa的高压水平,已在实际应用中取得了良好的成效,于海洋开发、原子能发电、钢铁工业、矿山、食品医药等诸多行业都体现出了极大的技术优势。

在中国,对于纯水液压传动技术的研究和应用还处于刚刚起步的阶段,但各行业也表现出了极大的热情,很有希望在 未来几年的发展过程中缩小与西方国家的差距,从而推动我国更好地实现节能减排、保护环境的方针。

3纯水液压传动的研究方向

目前,纯水液压传动技术还有诸多问题 亟待解决,其中最重要的有元件的材料选择和设备的结构设计2方面。

3.1元件的材料选择

纯水液压元件对材料的要求远比水基液元件更高,这就要求在设计阶段合理使用新材料。现在实际应用效果较好的 材料包括陶瓷基复合材料、钛系聚酯、环氧树脂、镍合金、钛合金、碳纤维增强塑料、增强聚酰亚胺塑料、不锈钢、耐腐蚀 合金等,设计时可以考虑全部使用一种材料,也可分部使 用。比如,在球座阀门的设计中,用陶瓷制作球体,配合不锈钢底座,能够大大提高阀门的密封性能;考虑到马达叶片的高强度要求,可以使用PEEK聚合物来制造叶片,而电机等部件则使用成本相对低廉的不锈钢,从而得到较为理想的设计效果。通常对材料的改性包括以下2个方面:(1)整体改性。主要是使用物理或化学的手段,从微观上对材料的组成形式、成分和结构进行整 体改性,力求让材料更加适合在纯水液压环境下使用。(2)表面改性。使用高科技涂层对原材料表面进行改性处理,例如在不锈钢柱塞基体表面喷涂Al2O3涂层,或在镍合金柱塞基体表面喷涂WC,从而获得更好的性能。

3.2设备的结构设计

从理论上来讲,水的饱和蒸汽压高于矿物油 ,所以更容 易在泵机进口及阀门节流出口位置出现汽蚀现象。因此,对于节流阀,可通过设计平滑通道的方法来减小摩擦、减 少磨损。安装泵机时可以考虑将其置于水箱液面以下或通过改进泵机 自身结构来提升其自吸能力。

4结语

纯水液压传动技术刍议 篇5

1 纯水液压传动技术的优势

纯水液压传动中的“纯水”是指不含任何添加剂的自来水、天然淡水、海水、蒸馏水等天然水。水有着良好的隔热性、阻燃性, 安全性较高, 水的比热、热导率为液压油的三倍左右, 因而传动设备中不用设置热交换器。纯水的发生火灾的可能性几乎为零, 也不会对工人产生人身危害;地球上的水资源非常丰富, 而且价格低廉, 存储使用方便;纯水的使用成本仅为液压油的1/5000, 有着较高的经济型与实用性。与液压油相比, 纯水的密度高、粘度与压缩性较小、更为清洁, 因而压力损失小, 有利于提高系统的稳定性和动态性能降低系统维护成本。

当前, 产品污染问题受到社会各界的广泛关注, 油液泄露会污染纺织品、食品、药品等, 使产品变质、变味, 从而影响产品的正常使用, 而纯水泄露产生的危害则相对较小。矿物型液压油能够产生严重的污染问题, 如1升矿物油能够污染100万升的水, 但纯水传动技术是以无毒无味的水作为传输介质, 水的排放、泄露等不会产生污染问题。纯水液压技术体现了绿色生产的理念, 与我国的“谁污染, 谁负责”的环保政策相一致, 有利于培养人们的环保意识。

2 纯水液压传动面临的技术难题

虽然水作为液压传动介质有着许多优势, 但也面临着许多技术难题。水的粘度仅为油的1/45左右, 因而很容易导致液压元件的水泄露, 从而降低系统的容积效率。同时, 水的润滑性较差, 容易导致元件干摩擦或卡死等现象发生, 这就需要采用精度加工或特殊材料来制造元件, 因而会提高纯水液压元件的制造成本。水有着较强的导电性、腐蚀性, 会损坏材料的表层组织, 使非金属材料老化, 使金属材料受到腐蚀, 加快元件表面的材料磨损, 缩短液压元件的使用寿命。与液体油相比, 水的压缩性小、声速高、密度大, 能传送更多的冲击、噪声、振动, 可能会影响整个系统的使用寿命。

通常情况下, 水中的气体含量较少, 但水的饱和蒸汽压较高, 容易分离并产生气泡, 产生较强的高温冲击压, 这样会影响液压传动系统的工作。水的气化压力非常高, 是液压油的几百倍, 很容易发生气化、气蚀, 破坏密封件与固体表面。水的凝固点为零摄氏度, 运行温度在3℃到50℃之间, 远低于矿物型液压油的运行温度, 这会影响系统在低温条件下的正常运行, 如果加入防冻剂, 则会影响水液压系统的环保性。

3 纯水液压传动技术的研究探索

在纯水液压传动技术研究方面, 发达国家取得了巨大的技术成就, 如1984年美国就研制出海水液压传动的水下作业工具, 上世纪90年代英国将水压传动技术应用于油井液压控制系统之中。近年来, 我国的华中理工大学、浙江大学等高校也都进行了纯水液压传动技术研究。在纯水液压技术研究中, 应着力突破介质、材料、元件等方面的技术障碍。

1) 材料选择。纯水液压传动的技术障碍主要在元件、介质、材料等方面, 如要求材料能够抗冲蚀、抗气蚀、耐磨损、抗腐蚀。纯水液压元件的材料要求较高, 因而需要加强纯水液压传动材料的研发, 如可以将增强聚酰亚胺塑料、镍合金、钛合金、聚脂、纤维增强塑料、奥氏体不锈钢、陶瓷基复合材料、填充环氧树脂等材料用于纯水液压元件之中, 玻璃纤维、陶瓷、铝合金等抗腐蚀性较强的材料可以用来制造水箱、液压阀等, 塑料、陶瓷等耐磨性好的材料可以用来制造马达、水泵等。在纯水液压元件设计中, 应根据各部分的功能灵活使用材料, 如马达叶片可以聚酯材料, 而其他部件可以用钛合金材料;球座阀的阀座用奥氏体不锈钢材料, 球体可以用陶瓷材料。

为了使材料更加符合元件的技术要求, 需要通过一些技术方法对元件进行性能改造。可以通过化学或物理方法改变材料的结构、成分等整体性能, 使之更符合液压传动的技术要求;也可以通过表面涂层技术改变材料表面, 如在镍合金材料表面喷涂WC材料, 在不锈钢材料表面喷涂Ti O2等都可以改变材料的性能。

2) 介质与控制方面的技术。纯水液压传动的介质研究主要为:酸碱度控制、细菌控制、污染控制、硬度控制等。为了防止出现水垢, 应控制好水的PH值, 过滤水中的各种杂质;为了提高水的润滑性, 可以在水中加入少量的聚合物。控制技术主要包括电液比例、比例方向阀、伺服阀等方面的研究, 应将这些作为技术研究的重点。

3) 元件的结构设计。通常情况下, 水液压系统比油液压系统更易产生气蚀, 而气蚀多发生于节流阀、吸油区等部位。因此, 在设计节流阀时应将流道设计的非常平滑, 尽可能减少各种摩擦;应对泵的结构进行改进, 提高泵的吸附能力;应通过数控加工设备确保元件的精确性, 尽可能减少运动部件间的间隙。同时, 由于元件运动摩擦副对偶面上很难形成液体润滑膜, 因而必须提高原件的抗磨性与抗疲劳性, 通过先进的结构密封结合减少水系统泄漏。目前, 纯水液压元件技术已经相当成熟, 主要有10MPa、14MPa、40MPa等几种等级的元件, 主要生产厂家有丹麦的丹福氏公司、德国的豪亨科公司等。

今天, 安全健康、节能环保等已成为时代主题, 安全可靠、干净环保的纯水液压传动技术受到了人们的青睐, 并成为液压领域发展的新方向。因此, 应强化纯水液压技术的开发, 缩小与西方国家之间的技术差距, 促进纯水液压传动技术的广泛应用。

摘要：纯水液压传动技术是液压技术领域的新课题, 用水作为液压系统的压力工作介质有着清洁卫生、价格低廉等特点, 还可以减少环境污染与火灾发生, 因而有着广阔的发展前景。但纯水液压传动仍面临着许多技术难题, 如密封和润滑问题、耐磨性问题、耐腐蚀性问题、抗气蚀问题、细菌控制问题等, 这无疑增加了纯水液压传动技术研究的难度。为此, 应从介质、元件、材料、控制等方面进行纯水液压传动技术研究。

关键词：纯水液压传动技术,介质,材料选择

参考文献

[1]陈新响等.液压系统主要故障分析与对策[J].液压气动与密封, 2007.

[2]张利平等.液压气动技术速查手册[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[3]唐向阳等.纯水液压系统的现状与未来[J].液压与气动, 2000.

液压传动系统故障分析 篇6

1 液压传动系统常见故障

结合笔者多年机械设备管理经验, 总结出以下常见的液压传动系统故障:1) 液压传动系统表现为无力或动力不足;2) 以液压传动系统为主要动力的运动机构表现为运动不稳定或不运动;3) 液压传动系统出现油液渗漏、泄漏等问题, 有可能造成机械设备内的油液浪费, 导致其实际运行效率下降或者引起系统的破坏;4) 液压传动系统的局部温升过高, 造成系统的运行效率降低, 油液变质或变稀, 以及关键元件出现热变形的现象;5) 液压传动系统运行中噪声过大或产生呜叫, 不但造成了工作环境的污染, 而且导致系统工作中出现稳定性丧失的问题;6) 液压传动系统出现局部堵塞或元件断裂、损伤等问题, 导致运动元件无法达到预定的位置或卡死等。

2 液压传动系统故障的诊断方法

随着现代电子技术的不断创新和发展, 在液压传动系统的故障诊断中, 越来越多的新方法得到了有效的应用。与传统的诊断方法相比, 液压传统系统的新型诊断方法具有科学、准确、及时、客观等优势, 对于各类故障的及时诊断具有积极的意义。

2.1 专家系统诊断方法

目前, 国内外在液压传统系统的故障诊断中, 专家系统诊断方法是较为先进的, 而且具有诊断效率高、效果理想等特点。专家系统诊断方法通过利用知识的共享性与永久性, 对于各种常见的液压传动系统故障进行准确的分析, 并且根据知识库中存储的相关资料, 建立相应的模型, 从而判定液压传统系统故障的类型、特点与部位等。在专家诊断方法的实际应用中, 诊断人员必须掌握诊断推理的基本思维, 而且要强化自身的专家系统运用能力, 进而才能提高诊断工作的效率和质量。

2.2 操作调整检查方法

在液压传统系统运行中, 应用操作调整检查方法主要是指在负荷运作、无负荷运作两种特定的条件下, 诊断人员在操作人员的协助下进行液压传动系统的故障复现操作, 根据测得的相关数据, 与系统的正常运行状态进行比较, 从而保证故障诊断更准、更快。

2.3 神经网络诊断方法

液压传动系统的神经网络诊断方法主要是利用神经网络的非线性, 以及自学习和计算能力, 对其进行综合性的故障诊断。在神经网络诊断方法的实际应用中, 诊断人员应注意方法的合理应用, 以更好地发挥其优势, 其常规的应用方式为:模式识别、故障预测、检测故障等不同的角度, 只有实现各个角度的精确诊断, 才能有效提升液压传统系统故障诊断的效率。

2.4 模糊逻辑诊断方法

模糊逻辑诊断方法主要是指借助于模糊数学中的相关理论, 其中模糊隶属关系是最为关键的部分。由于在常见的液压传动系统故障中确定性与模糊性是并存的, 并且表现为相互交织、影响的关系。因此, 在排除因确定性因素造成液压传统系统出现故障后, 即可采取模糊逻辑诊断方法, 对于其故障进行具体、真实的描述, 从而探明各种故障的本质特征。

3 液压传动系统故障的排除措施

在完成液压传动系统的故障诊断后, 设备管理人员应结合相关信息和资料, 及时采取行之有效的故障排除措施, 以保障液压传动系统的安全、稳定与健康运行。针对各种常见的液压传动系统故障, 笔者总结了以下故障排除措施:

1) 液压传统系统的控制元件较易出现各种故障, 如果不能及时进行诊断与维修, 将难以满足系统与执行元件对于力量方向、压力的实际要求。在进行控制元件的故障排除时, 应注意控制阀的清洁处理, 由于控制阀的结构较为精密, 如果条件允许, 尽量不要进行阀芯部分的抽出, 在拧紧螺丝时要保持力矩的均匀一致。如果控制元件中的回位弹簧出现疲劳状态, 必须及时给予更换;2) 在液压传动系统运行中, 由于受到运行环境、安装质量、操作技巧等因素的影响, 而导致其振动过度, 这也是造成系统中部分原件不稳定的主要原因。为了尽量减少液压传动系统的过度震动, 必须定期对油泵进行检查, 重点是观察油泵安装过程中是否存在柔性联接不平衡的现象, 以防止其中混有空气。同时, 要确保各种液压元件的安装位置是否正确、牢固, 以减少液压传动系统出现故障的几率;3) 一般情况下, 液压传统系统中的油温必须低于40℃, 如果局部温度过高, 将加速相关构件的磨损, 甚至导致设备出现严重的运行故障。导致液压传动系统温度过高的因素是多方面的, 排除设计与制造因素外, 设备管理人员应重点进行日常的维护与保养。例如:液压传动系统溢流阀的调压过高, 而导致大量的无效能量转化为热量进行释放;在进行较高负荷的工作时, 液压驱动部分的压力将明显升高, 也有可能导致系统中的油温急剧上升。因此, 在液压传动系统的日常维护中, 必须注重对于温度过高现象的严密监控;4) 泄漏是液压传动系统的常见故障之一, 其主要引发因素是密封元件老化或变质, 所以, 在设备的日常管理中, 必须防止密封件安装过程中出现扭曲、刮伤的现象。另外, 油液中含有的杂质过多, 也是加速密封件表面磨损的主要原因, 设备管理人员应定期检查各种油液的质量, 对于杂质较多的油液要及时更换。

总之, 在液压传动系统的故障诊断与排除中, 必须注重对于工艺、技术、方法的改造, 并且积极引入先进的理念, 从而形成科学、完善的故障诊断体系, 并且提高故障排除的实际效率。

摘要：在各类机械设备的应用中, 液压传动系统是保证其高效、稳定运行的关键部分, 也是保证各类生产企业实际工作效率和质量的基础。由于受到主客观因素的影响, 液压传动系统经常会出现各种故障, 只有合理利用先进的故障诊断技术, 才能及时查找出故障的发生原因、位置与危害性, 并且制定有效的故障排除措施, 本文仅就相关问题进行分析。

关键词：机械设备,液压传动系统,故障诊断,排除措施

参考文献

[1]刘延俊, 谢玉东.液压传动系统故障诊断技术的现状及发展趋势[J].液压与气动, 2006 (2) .

[2]袁建虎, 李凡显, 洪津.工程机械液压传动系统的故障诊断[J].工程机械与维修, 2005 (13) .

液压传动系统的常见故障 篇7

液压传动装置具有结构紧凑、重量轻、惯性小;并可在大范围内实现无级调速;传递运动平稳;具有超载保护功能和液压元件自润滑降低磨损;易于实现自动控制;液压元件具有互换性, 便于批量生产等诸多优点而广泛应用于各种工程机械和生活设施中, 给我们的生产和生活带来诸多便利。

在液压传动系统中, 使用的零件都是比较精密的, 在工作过程中容易出现故障且故障难于查找和排除的特点, 因此液压系统故障应以预防为主。

液压系统的常见故障主要表现为漏、堵、噪声、压力不稳动作不灵。故障与故障之间又存在着相互联系和相互影响。

液压系统泄漏

从工作介质的泄漏上可分为外漏和内漏。外漏是指工作介质从系统内部泄漏到外部环境中。内漏是指由于高、低压侧压力差的存在以及零件磨损、密封失效等原因, 使工作介质在系统内部由高压侧流向低压侧。从泄漏的位置看有固定处泄漏和运动处泄漏。

泄漏的危害

液压系统泄漏不仅浪费资源、污染环境, 而且使系统达不到所需工作压力, 导致设备不能正常工作、严重时会导致停机, 影响生产。

泄漏的原因及预防措施

液压系统泄漏的原因很多, 预防措施各异, 归纳起来主要有以下几个方面。

设计、制造原因

所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度和表面处理等技术要求。若设计不合理或制造超差, 密封件在安装时就会有变形、划伤、压不紧等现象使其失去密封功能。

装配原因

在装配过程中, 必须按照图纸上的技术要求进行安装与调试。如果对薄壁缸体、密封法兰等过度用力将使零件产生变形。装配前应对零件进行仔细检查, 装配时应将零件涂抹润滑油, 轻轻压入。尤其是密封圈、防尘圈等橡胶元件, 不能与汽油接触, 以免产生老化而失去原有弹性, 从而失去应有的密封功能。有些密封件是有方向性的别装反了, 否则也将导致密封失效。

使用方面

一般液压系统的泄漏都是在正常运行一段时间后发生的, 主要是由于下列因素引起的: (1) 介质在管道内运行特不稳定而导致的管接头联接不可靠; (2) 动密封件与配合件间相互磨擦而导致的间隙最大; (3) 密封件过早老化; (4) 油的黏度低而引起的泄漏。针对上述四个方面的泄漏可采取如下措施。

(1) 保证介质在管道中运行平稳降低介质中空气含量和减小压力突变对管接头产生的冲击和振动, 同时管接头尽量采用焊接连接并尽量减少接头的使用数量。

(2) 减少动密封件的磨损动密封处是应严格按标准要求来设计的。假如动密封件接触面加工合格、安装正确、使用合理的话, 一般可保证较长时间正常工作无泄漏。但只要有相对运动的地方磨损是绝对存在的, 关键是减缓磨损。减缓动密封件磨损的措施主要有:保证各装配件之间合理的同轴度要求, 以消除或减少活塞杆和驱动轴密封件上的附加载荷;用防尘圈、防护罩等保护活塞杆, 防止灰尘砂粒等杂质进入系统;选用合适的过滤装置, 以防止磨料在系统中循环。

(3) 控制介质温度防止密封件过早老化密封件过早老化是由多种因素引起的, 但一个重要原因是温度过高。在使用过程中, 密封件应根据其老化、磨损情况及时更换。

(4) 选择合适的黏度和黏温性能好的工作介质黏度是工作介质的重要指标, 黏度选择不当会影响液压系统的正常工作。液压系统工作介质主要是液压油。液压油黏度过小会引起相对运动件间难以建立润滑油膜或油膜厚度不足而相互磨损导致泄漏, 并使液压系统温度升高等。黏度过大又会使黏性摩擦损失增加、吸油困难, 也使系统发热等。所以选用合适黏度的液压油是保证液压系统正常工作、延长设备使用寿命和节约资源的重要措施。在工作温度变化范围内, 要求液压油粘度的变化范围要小也就是黏温性能好。

液压系统堵塞

液压系统滤油器堵塞会使液压泵出现吸油困难、噪声过大、输出油量不足或压力达不到工作要求。阀体堵塞会使油马达或油缸出现不动或爬行, 导致执行机构不能正常工作。

液压系统堵塞的原因

介质温度过高会导致油变质产生悬浮物、密封件老化颗粒, 悬浮物又与油中的粉尘、磨屑、密封件老化颗粒结合形成团状物堵塞滤油器的网孔和阀体的阻尼孔等。

预防液压系统堵塞的措施

(1) 控制液压系统工作温度, 液压系统正常的工作温度是30℃~50℃, 一般不超过65℃。同时阻止空气进入系统, 防止油过早氧化变质。

(2) 选择合适的液压油。其主要应满足如下要求:黏度适当, 防锈性能、抗氧化性能、抗乳化性能、抗泡沫性能、黏温性和润滑性能好, 凝固点低, 闪点较高, 质地纯净等。

(3) 选择合适的滤油器, 保持油液的洁净度

1吸油过滤器安装在油泵吸油口处, 以避免油泵吸入污染杂质。但同时过滤器也增大了泵的吸油阻力, 因此应选用流通能力大、过滤效率高、较小的压力损失不带壳体的网式或线隙式过滤器, 它们分别能滤去大于80μm、30μm~100μm大小的杂质。

2压力油路过滤器装在系统的高压管道上, 用以滤除介质中的各种杂质和胶质等, 以使各种阀芯运行流畅, 保证节流小孔和阻尼孔的不被堵塞以及工作系统零部件不致过早磨损失效等。它是作为系统的主要过滤器, 因而可选用高精度过滤器。推荐选用带壳体的高压滤油器, 如国产的ZU-H63X3型可耐压32MPA, 过滤精度为3μm~5μm。

3回油管路过滤器安装在液压系统回油管路处, 用来滤除油液中系统各零件磨损的金属微粒及橡胶杂质等, 使流回油箱中的油液保持洁净。该过滤器的滤芯采用化纤过滤材质, 其具有过滤精度高、通油能力大的特点。

噪声

液压系统的工作介质是液压油或其他合成液体, 给人的感觉液体应该是温顺的, 其实不然, 噪声是液压系统中常见的故障之一, 产生噪声的原因比较复杂, 减小噪声有利于维护系统正常运行及保持良好的工作环境。下面探讨常见而影响比较严重的噪声。

机械噪声

产生机械噪声的原因主要有:转动部分不平衡、轴承磨损和泵轴的弯曲等机械振动而产生的噪声;其次是电机轴与泵轴不同轴, 使联轴器产生歪斜, 因别劲而导致零件间的剧烈磨损 (尤其是刚性联轴器连接处) 、强烈的振动和大的噪声;再就是液压缸无缓冲装置或缓冲装置失效而导致的活塞撞击缸底的声音, 严重时甚至引起破坏性事故等。

解决机械噪声的办法有:在容易产生振动的安装面上铺设较软的物件如橡胶垫来缓冲减振;用弹性联轴器连接来补偿不同轴的问题;用蓄能器和橡胶软管减少由压力脉动引起的振动, 蓄能器能吸收10 Hz以下的噪声, 而对高频噪声, 用液压软管来吸噪很有效;对高精度、大型、高压的液压缸, 设置缓冲装置, 使活塞在接近缸底时, 增加回油阻力, 降低运动速度, 避免活塞撞击缸底。

液压噪声

泵“困油”而引起的噪声。液压泵工作时两齿轮轮齿在啮合过程中所形成的封闭容积间充满工作介质, 当封闭容积减小时会使被困介质受挤压并从缝隙中挤出而产生高压, 轴承等机件受到附加不平衡载荷作用;而封闭容积增大时因无油液补充又会造成局部的真空, 使溶解在油液中的气体分离出来形成气穴, 气穴引起强烈的振动、气蚀和尖锐的刺耳噪声。这种因封闭容积大小发生变化导致压力冲击和气蚀的现象就是困油现象。液压泵“困油”严重影响泵的使用寿命。

为解决困油问题, 对外啮合齿轮泵在设计时齿轮模数尽量取小值, 齿数尽量的多, 将封闭容积设计成尽可能的小;并在泵的前后盖板或浮动轴套 (浮动侧板) 上开形状和尺寸合理的卸荷槽。对双作用叶片泵将配油盘的压油窗口前端开一个合适的三角形截面减振槽, 以降低输出压力的变动和噪声。对轴向柱塞泵, 柱塞个数取奇数个, 最好设为7或9个等。

系统中混进了空气而产生的噪声。液压介质中含有一定量的空气, 这些空气一部分是溶解在介质中, 还有一部分以气泡的形式混在介质中。当压力低于工作温度下介质的气体分离压时, 溶解在介质中的气体大量而迅速分离出来, 使介质中出现大量气泡。这些气泡会导致液体流动不连续, 系统压力不稳, 液压执行元件出现爬行现象。高压区气泡溃灭时速度高达250m/s, 瞬间产生极大的冲击和高温, 管路和设备会出现剧烈振动, 同时对液压设备形成气蚀, 大大缩短零部件的使用寿命。严重时会有啸叫声, 使人不能承受而影响健康和工作, 设备也不能正常运行。

防范措施:加油时用导油槽将油沿着油箱壁缓缓加入, 避免或减少空气卷入;保证油箱液面高度, 吸油管插入液面一定深度, 避免吸入空气;增大油箱容积, 以利介质中气泡的上升分离析出, 减少油中空气含量;系统最高点设置排气阀将系统中空气排出;系统各元件连接应保证密封, 防止空气进入系统;回油管应直接插入油液面以下, 以免将空气带入油中等。

液压阀的噪声

液压阀的噪声主要是由液压阀在换向、节流、溢流时, 阀体内介质的流动速度、流动方向以及背压发生变化而造成的。一方面是工作介质通过阀口时, 在节流口处产生较高的流速, 压力发生变化而产生的气穴现象以及200Hz以上高速的喷流噪声;另一方面是单向阀和压力阀的阀芯都是装在弹簧上, 在介质压力作用下形成一个封闭的振动系统, 假如阀加工精度有问题, 而且振动系统与管路等负载相匹配的有关参数又超过临界值时, 阀芯就会由于介质压力脉动或其它振动而产生持续的自激振动和“嗡嗡”的异常高频噪声;其次当液压阀在打开或关闭时, 因压差较大而造成局部的压力突然增加, 形成液压冲击而引起振动和噪声。

减少或消除这种噪声的方法有:阀设计成多级节流或设计出合理的阀体内部结构形状来增大阀出口背压, 避免出现真空而是空气从介质中分离出来, 这样一方面可防止高速喷射流噪声, 另一方面又可防止系统中析出空气而产生气蚀现象。其次是选用表面硬度高的材料和提高制造精度来消除高频振动噪声。

结束语