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水力学简介

翁德沃彭:

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  • 液压图

水力学简介:
水力学是指通过流体传输能量(力和运动)。 “液压”一词源自希腊语(Hydro = 水,aulos = 管道)。 液压是我们在机动车辆技术、机械工程、驱动和控制技术、飞机和农业中遇到的驱动、控制和调节技术。 我们可以将液压分为流体动力驱动和静液压驱动:

  • 流体动力:高流体速度和相对较低的压力,例如自动变速器中的变矩器;
  • 静液压:低流体速度和高压,正如我们在动力转向中遇到的那样。

在实践中,除了液压之外,我们还发现气动、电子和机械驱动技术。 每种技术对于其所使用的应用都有其自身的优点和缺点。 与其他技术相比,液压技术的优点和缺点是:

优点:

  • 高功率密度; 可以用小尺寸的部件传递大的力和扭矩;
  • 速度、功率、扭矩无极可调;
  • 液压能可储存并重复利用;
  • 可以实现高精度和恒定定位。

缺点:

  • 技术相对昂贵;
  • 对污垢敏感;
  • 泄漏的可能性(内部和外部)。

在液压系统中,流体移动。 液体流可以通过泵或活塞启动。 所有液压系统均基于帕斯卡定律:
“施加在静止流体上的压力在封闭容器中向各个方向均匀传播。”
我们在下图中看到了这一原理,其中用活塞向活塞表面施加力(F1)。 该力在充满流体的(封闭)系统中产生压力,从而以力 F2 向上推动活塞。

压力取决于活塞的力和表面积。 在页面“液压系统中的压力”这是通过动画和计算清楚地表明的。

液压图:
由符号组成的液压图由制造商编制,以便能够在维护和/或维修工作期间读取组件的连接方式。 该流程图还说明了系统中的组件类型。 符号的概述可以在页面上找到 液压符号列表。

在下图中,我们看到了液压系统中最常用的组件。 组件以颜色和编号显示。

电动机驱动液压泵 (1),将液压油移至控制阀 (4)。

泄压阀 (2) 可防止系统压力过高。 系统压力可从压力计 (3) 读取。

手动控制阀有四个连接:
P(泵)、T(罐)以及气缸的连接 A 和 B。
控制滑块可以设置在三个位置:

  • 静止时(当前位置);
  • 向右;
  • 向左转。

根据控制阀的位置,向气缸供应液压油,活塞将移动。

下图概述了可移动气缸的控制阀的不同位置。

1. 控制滑块处于中间位置:
下图中的液压泵也是由电动机驱动的。 泵从油箱中吸入液压油,并在升高的压力下将油供给泄压阀、压力计和控制阀。

控制阀处于中间位置,使接口 P 和 T 相互连接,液压油经 P 进入控制阀,经 T 离开。

液压油从接头 T 经回油过滤器流至油箱。 回油过滤器的外壳中有一个压力安全装置,当流体压力增加时,该装置克服弹簧力打开。
当过滤器被污垢颗粒堵塞时,压力就会增加。

由于液压油在控制阀的这个位置循环,因此几乎没有任何压力积聚。 油在控制阀、管道和回油过滤器中仅遇到一定量的阻力。 然而,这种阻力非常低,以致于在没有压力的情况下泵送油。

2. 控制滑块在左侧位置:
控制滑块位于左侧位置。 端子 P 和 A、以及 T 和 B 在此位置相互连接。 液压油通过管道流到油缸的左侧。 活塞左侧开始积聚压力,并且现在受到控制。

由于油缸的回油口 (B) 现在连接到控制阀的 T 形连接,因此油可以在油缸的右侧通过回油过滤器流到油箱。

气缸向外移动,直到到达终点。 我们在以下情况中看到了这一点。

3、活塞处于极限位置:
在这种情况下,活塞已延伸至最大程度,因此已到达终点止动件。 过压保护可防止压力升得太高。 如果没有这种保护,压力就会不受控制地上升,从而导致缺陷。 

当达到预设压力时,压力控制阀(图中显示在液压泵的左侧)打开。 泄压阀将供应管线从液压泵连接至回流。 现在通过该泄压阀不断循环,直到压力降低。

4. 控制滑块在正确位置:
控制滑块现在已在正确位置(相反)操作。 与情况 2 相比,管道相互交叉连接:P 现在连接到 B,因此活塞右侧会产生压力。 连接 A 连接到 T(返回)。 在此位置,活塞从控制滑块移动到左侧。

当到达活塞的终点时,压力将再次增加到泄压阀打开的压力。 然后控制滑块必须返回到中间位置。

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