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增压回路由于千斤顶的推力很大所以采用高压系统,需要设计增压回路来达到高压力要求,由于在顶升过程中需要给千斤顶提供连续的高压油,于是采用双作用增压回路。
为了提高工作的可靠性,对于般的双作用增压回路中的电磁换向阀更换为自动挡板型的换向装置。
见图。
流量控制通过对流量的控制可以调节千斤顶的上升和下降速度。
流量控制通常应用最广泛的是节流阀。
但是,节流阀没有压力补偿措施,所以,流量稳定性能差。
该液压控制系统的负载变化大,速度控制精度高,所以不宜采用节流阀。
因此,选用调速阀可进行流量调节。
保压回路在千斤顶工作过程中,需要在定位置保持压力需要设计保压回路。
保压的过程中,只需要补充内部漏油,因此,所需流量极小,可采用单向阀和液压蓄能器,使之达到期望的压力。
当压力达到保压压力时,油泵驱动电机停机,以便节省能量,避免油液发热。
当压力低于值时,继电器动作,泵电机再次启动,泵可继续提供压力油。
见图。
图双向锁紧回路图卸压回路图增压回路卸压回路为实现硬件的简单化设计,采用了型机能的换向阀的卸载回路。
当三位四通换向阀置于中间位置时,就可以封闭通向执行元件的管路,使泵的输出流量全部返回油箱,从而实现在执行元件的任意停止位置上卸载。
由于该系统是属于高压大流量的回路,所以,会产生很大的冲击力,这需要在换向阀中采用缓冲措施在阀芯台肩上开槽口,在液控单向阀控制回路中装设节流阀以减慢切换速度。
图。
锁紧回路千斤顶油缸可采用单向锁紧回路也可以采用双向锁紧回路。
但活塞密封圈旦失效,两者的油缸压力就有显著的差别。
单向锁紧回路在活塞密封圈失效时,尽管无杆腔的出油口被液控单向阀阻断,但在负载力作用下无杆腔压力油将通过活塞与缸壁之间的间隙向低压的有杆腔泄漏,有杆腔的油经管道自换向阀芯与阀体之间的间隙向油箱泄漏,于是活塞相对缸筒的位置发生了改变。
双向锁紧回路在活塞密封圈失效时,由于两腔的油口都被液控单向阀阻断,实际上,在活塞与缸筒之间的间隙处没有油流动,无杆腔没有泄漏。
因此,活塞在缸筒上的位置不变。
所以该系统采用双向锁紧的回路,用两个液控单向阀实现对千斤顶液压缸的双向锁紧。
图示位置时,液压泵卸荷,两个液控单向阀均关闭,活塞可在任意位置被锁紧不动。
为使锁紧可靠,锁紧时,两个液控单向阀的控制油口均通油箱。
见图。
液压系统的计算图保压回路液压缸的设计计算液压缸的设计是整个液压系统设计的重量内容之。
由于液压缸是液压传动的执行元件,它和主机工作机构有直接的联系。
对于不同的机械设备及其工作机构,液压缸具有不同的用途和工作要求,因此在设计液压缸之前,必须对整个液压系统进行工况分析,选定系统的工作压力,然后根据使用要求选择结构类型,按负载情况运动要求最大行程等确定其主要工作尺寸进行强度验算,最后在进行结构设计。
液压缸设计中的注意问题尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载,或在受压状态下具有良好的纵向稳定性。
考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题。
缸内如无缓冲装置和排气装置,系统需有相应的措施。
根据主机的要求和结构设计要求,正确确定液压缸的安装固定方式。
但液压缸只能端定位。
液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计,尽可能做到结构简单紧凑,加工装配和维修方便。
液压缸推力的确定,见式式式中工作负载摩擦阻力可粗略地估计为惯性负载对运动质量小,速度慢而起动时间长的其值很小可以不计回油阻力,对柱塞油缸或没有背压的活塞油缸,可认为。
液压缸的工作负载为托轮的支承力,取最大值。
确定油缸的工作压力压力的选择要根据载荷的大小和设备类型而定,还要考虑执行元件的装配空间经济条件及元件供应情况等的限制。
在载荷定的情况下,工作压力低,势必要加大执行元件的结构尺寸,对些设备来说,尺寸要受到限制,从材料消耗的角度看也不经济,反之,压力选得太高,对泵缸阀等元件的材质密封制造精度也要求很高,必然要提高设备成本。
般来说,对于固定的尺寸不太受限的设备,压力可以选得低些,行走机械重载设备压力要选得高些。
液压系统按照工作压力的高低分成几个不同的等级低压系统,中压系统,中高压系统,高压系统,超高压系统以上。
油缸的工作压力还不是系统的工作压力,系统的压力般是指泵的出口压力,是系统的最高可能达到的压力。
从泵出口到油缸的入口之间,通常还有许多元件以及连接管路存在,油液流经这些元件和管路时,不可避免地要产生压力损失,最后使油缸入口的压力低于泵的出口压力。
由于千斤顶的推力很大,为了使结构紧凑,般多采用高压系统。
拟选用的工作压力。
考虑到系统的阻力损失,扣除,因而油缸工作压力只。
液压缸主要几何尺寸的计算液压缸的主要几何尺寸包括液压缸内径和活塞杆直径等。
液压缸内径,见式。
式查液压设计手册按表圆整取活塞杆直径根据速度比的要求来计算活塞杆直径,见式。
式式中速度比,查液压设计手册按表取。
查液压设计手册按表圆整取液压缸缸筒长度液压缸的缸筒长度由最大工作行程长度决定,缸筒的长度般最好不超过其内径的倍。
④活塞的宽度活塞的宽度,般取,液压缸结构参数的计算液压缸的结构参数,主要包括缸筒壁厚缸底厚度等液压缸厚度对于中高压系统,液压缸缸筒厚度般按厚壁筒计算,缸体材料为,则缸筒厚度应按第四强度理论计算,见式。
式式中试验压力,缸体材料的许用应力,。
取缸底厚度,见式。
平形缸底,当缸底无油孔时式则液压缸的外径,见式。
式则④活塞杆强度验算,见式。
式查机械设计手册钢活塞杆强度合格液压缸稳定性校核对受压的活塞杆来说,般其直径应不小于长度的。
当时,须进行稳定性校核,应使活塞杆使承受的负载力小于使其保持稳定的临界负载力。
由于千斤顶,使用无须进行稳定性校核。
液压泵及电机的选择液压泵的最大工压力图动。
分述如下相励磁法在每瞬间只有个线圈导通。
消耗电力小,精确度良好,但转矩小,振动较大,每送励磁信号可走度。
若欲以相励磁法控制步进电动机正转,其励磁顺序如图所示。
若励磁信号反向传送,则步进电动机反转。
相励磁法在每瞬间会有二个线圈同时导通。
因其转矩大,振动小,故为目前用最多的励磁方式,每送励磁信号可走度。
若以相励磁法控制步进电动机正转,其励磁顺序如图所示。
若励磁信号反向传送,则步进电动机反转。
相励磁法为相与相轮流交替导通。
因分辨率提高,且运转平滑,每送励磁信号可走度,故亦广泛被采用。
若以相励磁法控制步进电动机正转,其励磁顺序如图所示。
若励磁信号反向传送,则步进电动机反转。
励磁顺序步进电动机的负载转矩与速度成反比,速度愈快负载转矩愈小,当速度快至其极限时,步进电动机即不再运转。
所以在每走步后,程序必须延时段时间。
下面介绍的是国产型步进电机,它使用直流电源,步距角为度。
电机线圈由四相组成,即四相,驱动方式为二相激磁方式,电机示意图和各线圈通电顺序如图和表所示图步进电机原理图表线圈通电顺序相顺序从到称为步,电机轴将转过度,则称为通电周,转轴将转过度,若循环进行这种通电周的操作,电机便连续的转动起来,而进行相反的通电顺序如将使电机同速反转。
通电周的周期越短,即驱动频率越高,则电机转速越快,但步进电机的转速也不可能太快,因为它每走步需要定的时间,若信号频率过高,可能导致电机失步,甚至只在原步颤动。
步进电机的步距角与工作拍数对于个步进电机,如果它的转子的齿数为,它的齿距角为,而步进电机运行拍可使转子转动个齿距位置。
实际上步进电机每拍就执行次步进,所以步进电机的步距角可以表示如下公式或公式其中是步进电机工作拍数,是转子的齿数。
例如对于三相反应式步进电机而言,工作方式有三拍和六拍之分。
三拍就是在转动个齿距时换相三次六拍则是换相六次。
而在三拍方式中还有单三拍和双三拍之分。
从公式可知为了使步进电机工作的步距角减小,也即使控制精度增高,步进电机在相数定的情况下应增加工作拍数。
步进电机的频率特性对于反应式步进电机,在其绕组中通电的相序不同时,步进电机的旋转方向和步进精度有所不同。
步进电机对绕组的通电频率有定的要求。
如果通电频率过高,超过步进电机的最大步进速度,就会产生失步。
般步进电机的通电频率,即起动频率为⋯步秒到步秒。
步进电机的频率特性曲线,是步进电机的工作频率及其对应转动力矩所作出的曲线,典型的步进电机频率特性曲线如图所示。
步进电机的频率特性曲线和很多因素有关,这些因素包括步进电机的转子直径转子铁心有效长控制线路的电压齿数齿形齿槽比步进电机内部的磁路绕组的绕线方式定转子间的气隙转动个齿距所需的拍数等。
在使用中会影响到步进电机频率特性而又能由用户确定的因素有控制拍数控制线路的电压线路时间常数等。
下面分析这几种因素对步进电机频率特性的影响。
工作方式对频率特性的影响在步进电机应用中,它的工作方式是以个齿距所用的拍数来表示的。
拍数本质上也就是转动作和性能取决于所采用的各类液压元件的安排连接或组合方式,根据千斤顶的运作过程分析,设计液控系统的基本液压回路组成框图如图所示。
增压回路由于千斤顶的推力很大所以采用高压系统,需要设计增压回路来达到高压力要求,由于在顶升过程中需要给千斤顶提供连续的高压油,于是采用双作用增压回路。
为了提高工作的可靠性,对于般的双作用增压回路中的电磁换向阀更换为自动挡板型的换向装置。
见图。
流量控制通过对流量的控制可以调节千斤顶的上升和下降速度。
流量控制通常应用最广泛的是节流阀。
但是,节流阀没有压力补偿措施,所以,流量稳定性能差。
该液压控制系统的负载变化大,速度控制精度高,所以不宜采用节流阀。
因此,选用调速阀可进行流量调节。
保压回路在千斤顶工作过程中,需要在定位置保持压力需要设计保压回路。
保压的过程中,只需要补充内部漏油,因此,所需流量极小,可采用单向阀和液压蓄能器,使之达到期望的压力。
当压力达到保压压力时,油泵驱动电机停机,以便节省能量,避免油液发热。
当压力低于值时,继电器动作,泵电机再次启动,泵可继续提供压力油。
见图。
图双向锁紧回路图卸压回路图增压回路卸压回路为实现硬件的简单化设计,采用了型机能的换向阀的卸载回路。
当三位四通换向阀置于中间位置时,就可以封闭通向执行元件的管路,使泵的输出流量全部返回油箱,从而实现在执行元件的任意停止位置上卸载。
由于该系统是属于高压大流量的回路,所以,会产生很大的冲击力,这需要在换向阀中采用缓冲措施在阀芯台肩上开槽口,在液控单向阀控制回路中装设节流阀以减慢切换速度。
图。
锁紧回路千斤顶油缸可采用单向锁紧回路也可以采用双向锁紧回路。
但活塞密封圈旦失效,两者的油缸压力就有显著的差别。
单向锁紧回路在活塞密封圈失效时,尽管无杆腔的出油口被液控单向阀阻断,但在负载力作用下无杆腔压力油将通过活塞与缸壁之间的间隙向低压的有杆腔泄漏,有杆腔的油经管道自换向阀芯与阀体之间的间隙向油箱泄漏,于是活塞相对缸筒的位置发生了改变。
双向锁紧回路在活塞密封圈失效时,由于两腔的油口都被液控单向阀阻断,实际上,在活塞与缸筒之间的间隙处没有油流动,无杆腔没有泄漏。
因此,活塞在缸筒上的位置不变。
所以该系统采用双向锁紧的回路,用两个液控单向阀实现对千斤顶液压缸的双向锁紧。
图示位置时,液压泵卸荷,两个液控单向阀均关闭,活塞可在任意位置被锁紧不动。
为使锁紧可靠,锁紧时,两个液控单向阀的控制油口均通油箱。
见图。
液压系统的计算图保压回路液压缸的设计计算液压缸的设计是整个液压系统设计的重量内容之。
由于液压缸是液压传动的执行元件,它和主机工作机构有直接的联系。
对于不同的机械设备及其工作机构,液压缸具有不同的用途和工作要求,因此在设计液压缸之前,必须对整个液压系统进行工况分析,选定系统的工作压力,然后根据使用要求选择结构类型,按负载情况运动要求最大行程等确定其主要工作尺寸进行强度验算,最后在进行结构设计。
液压缸设计中的注意问题尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载,或在受压状态下具有良好的纵向稳
