液壓馬達(dá)中液壓系統(tǒng)的分類及液壓功能回路的作用
首頁(yè) ? 液壓行業(yè)知識(shí) ? 液壓馬達(dá)中液壓系統(tǒng)的分類及液壓功能回路的作用
       這是最簡(jiǎn)單的分類方法，如農(nóng)業(yè)用液壓系統(tǒng)、船舶用液壓系統(tǒng)等，本書(shū)就是按這一原則分類的。這種分類方法的優(yōu)點(diǎn)是從名詞就可看出其應(yīng)用場(chǎng)合，缺點(diǎn)是看不出該液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)及要完成的動(dòng)作。
       按液壓介質(zhì)的循環(huán)方式可分為開(kāi)式液壓系統(tǒng)和閉式液壓系統(tǒng)：
    (1)開(kāi)式液壓系統(tǒng)
    如圖1. 3-1所示，液壓泵自油箱吸油，供給液壓缸或液壓馬達(dá)作功。而液壓缸或液壓馬達(dá)的回油則流回油箱。
    開(kāi)式液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，油箱是系統(tǒng)中介質(zhì)的吞吐和存貯場(chǎng)所。油液在油箱中能散熱冷卻和沉淀雜質(zhì)，開(kāi)式系統(tǒng)中的液壓缸或液壓馬達(dá)在制動(dòng)或換向過(guò)程中，外負(fù)載的慣性運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的能量是不能回收的，只能消耗在制動(dòng)過(guò)程的發(fā)熱上。

圖1. 3-1  開(kāi)式液壓系統(tǒng)
    (2)閉式液壓系統(tǒng)
    圖1. 3-2所示為一典型的閉式液壓系統(tǒng)。液壓泵a的進(jìn)出油口與液壓馬達(dá)b的進(jìn)出油口分別用管道連接。馬達(dá)的回油不回油箱而直接進(jìn)入液壓泵的吸油口，形成閉合回路。操縱液壓泵a的變量機(jī)構(gòu)可改變液流的方向，從而使馬達(dá)換向。為使閉式液壓系統(tǒng)正常工作，除了液壓泵與馬達(dá)組成的主回路以外，還須有一些元件組成輔助回路。閥1～5組成雙向安全閥，防止管A、B內(nèi)的油壓超過(guò)單向閥3的調(diào)定值。為補(bǔ)充系統(tǒng)的泄漏，還須設(shè)置一個(gè)輔助的小泵c，其工作壓力由溢流閥6調(diào)定，應(yīng)略高于液壓馬達(dá)的背壓，而液壓泵c的流量應(yīng)略高予系統(tǒng)的泄漏量。液壓泵C輸出的油經(jīng)過(guò)濾器、單向閥1或2補(bǔ)充到系統(tǒng)的低壓邊，多余的流量經(jīng)溢流
閥6流回油箱。
 
  

  圖1. 3-2  閉式液壓系統(tǒng)
    閉式液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但油箱容積小，結(jié)構(gòu)緊湊。馬達(dá)有背壓直接供入泵的吸油口，降低了對(duì)液壓泵的自吸性能的要求。而開(kāi)式液壓系統(tǒng)的馬達(dá)背壓不能供給液壓泵的吸油口而只能變成熱能在背壓閥中白白消耗掉。
    閉式液壓系統(tǒng)制動(dòng)過(guò)程可通過(guò)操縱泵a的變量機(jī)構(gòu)使排量逐步變?yōu)榱愣鴮?shí)現(xiàn)的。在此過(guò)程中，外負(fù)載的慣性力變成主動(dòng)力，拖動(dòng)液壓馬達(dá)b成為液壓泵工況，將油流輸給液壓泵a，使液壓泵a呈液壓馬達(dá)工況而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)而發(fā)電，輸給電網(wǎng)中其他負(fù)載。故外負(fù)載的慣性能可以通過(guò)液壓馬達(dá)b變成液壓能輸給液壓泵a變成電能而回收。同樣負(fù)載在重力作用下下降的工況，執(zhí)行機(jī)構(gòu)在重力作用下呈液壓泵工況而把重力下降的能量變?yōu)橐簤耗芡苿?dòng)液壓泵a作馬達(dá)運(yùn)行，從而帶動(dòng)電機(jī)成為發(fā)電機(jī)運(yùn)行而回收液壓能。但液壓泵由內(nèi)燃機(jī)拖動(dòng)
時(shí)，則不能實(shí)現(xiàn)功率回收。
    由上可見(jiàn)，開(kāi)式液壓系統(tǒng)適用于功率較小的機(jī)構(gòu)，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)式機(jī)構(gòu)（如鏟車、高空作業(yè)車、液壓汽車、起重機(jī)、挖掘機(jī)等）以及固定式機(jī)構(gòu)上。而閉式液壓系統(tǒng)則適用于液壓泵由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的下述機(jī)械：外負(fù)載慣性大且換向頻繁的機(jī)構(gòu)（如起重機(jī)的旋轉(zhuǎn)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)及龍門(mén)刨床、拉床、平面磨等往復(fù)工作臺(tái)）；重力下降機(jī)構(gòu)（如不平衡類型的起升、動(dòng)臂擺動(dòng)機(jī)構(gòu)等）；外負(fù)載慣性力大的重力下降機(jī)構(gòu)（如平衡型起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)等）。閉式液壓系統(tǒng)也適用于要求結(jié)構(gòu)特別緊湊的移動(dòng)式機(jī)械上（如液壓汽車、拖拉機(jī)及礦車等的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上）在大型輪船的舵機(jī)的泵控馬達(dá)系統(tǒng)上也常用閉式液壓系統(tǒng)。
在發(fā)熱量較大的閉式系統(tǒng)中，為改善系統(tǒng)的散熱情況，需增加補(bǔ)油量，故增設(shè)低壓選擇閥（圖1. 3-2中的閥7），使系統(tǒng)經(jīng)常有部分低壓油經(jīng)閥7排回油箱。但此時(shí)輔助泵c的流量應(yīng)是主泵a的流量的20%～30%。
1.3.3按一個(gè)液壓泵所驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的
    數(shù)量和形式分類
1.3.3.1獨(dú)立式系統(tǒng)
    當(dāng)一個(gè)液壓泵只向一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)供油，就稱為獨(dú)立式系統(tǒng)。
1.3.3.2組合式系統(tǒng)
    一個(gè)液壓泵向幾個(gè)液壓執(zhí)行器供油，稱為組合式系統(tǒng)。組合式系統(tǒng)又可分為以下四種：
  (1)并聯(lián)系統(tǒng)
  如圖1.3-3所示。液壓泵排出的油同時(shí)向兩個(gè)或兩個(gè)以上的執(zhí)行器供油，而其回油則分別回油箱。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是各執(zhí)行器的速度隨負(fù)載變化而改變。負(fù)載大，則速度減小。因此并聯(lián)系統(tǒng)只適合于外負(fù)載變化較小或?qū)?zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度要求不嚴(yán)的場(chǎng)合。

    圖1.3-3并聯(lián)系統(tǒng)
  (2)串聯(lián)系統(tǒng)

  如圖1. 3-4所示，一個(gè)液壓泵向2個(gè)或2個(gè)以上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)供油。液壓泵向第一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)供油，以后機(jī)構(gòu)的進(jìn)出油口依次順序相聯(lián)，而最后一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的回油則流回油箱。

 圖1. 3-4  串聯(lián)系統(tǒng)

    串聯(lián)系統(tǒng)中，后一液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入流量等于前一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出流量，故串聯(lián)系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度基本上不隨外負(fù)載而變化。泵的流量在并聯(lián)系統(tǒng)中被分別供應(yīng)到幾個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，故在相同情況下，并聯(lián)系統(tǒng)要求的流量比串聯(lián)系統(tǒng)要多。但并聯(lián)系統(tǒng)要求的液壓泵的油壓則比串聯(lián)系統(tǒng)小。
    目前中小型液壓起重機(jī)、高空作業(yè)車及小型挖掘機(jī)等大多采用串聯(lián)系統(tǒng)，使各機(jī)構(gòu)可以同時(shí)動(dòng)作而且互不干擾。提高了作業(yè)速度，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。但串聯(lián)系統(tǒng)的液壓泵壓力負(fù)擔(dān)較重，故重載時(shí)不宜采用。在大多數(shù)機(jī)床、注塑機(jī)等液壓系統(tǒng)中常采用并聯(lián)系統(tǒng)，這可使液壓泵的壓力負(fù)擔(dān)較小，對(duì)有些要求同時(shí)動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)則可在各分支系統(tǒng)上設(shè)置節(jié)流裝置以防止互相干擾。
    (3)獨(dú)聯(lián)系統(tǒng)
    在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中，為了簡(jiǎn)化管路，使結(jié)構(gòu)緊湊，常用多路換向閥來(lái)達(dá)到系統(tǒng)油路的不同連接方式。圖1.3-5a為并聯(lián)系統(tǒng)，b為串聯(lián)系統(tǒng)，c為獨(dú)聯(lián)系統(tǒng)。
    如圖1.3-5c所示，每一換向閥的進(jìn)油腔與其前一換向閥的中立位置進(jìn)油路相連，而各閥的回油管則同時(shí)與總回油管相連。這樣各閥控制的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)就互不相通，一個(gè)液壓泵在同一時(shí)間只能向一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)供油，故稱為獨(dú)聯(lián)系統(tǒng)，系統(tǒng)中液壓泵的壓力和流量按各執(zhí)行機(jī)構(gòu)單獨(dú)工作時(shí)最大壓力及最大流量來(lái)決定。
    (4)復(fù)聯(lián)系統(tǒng)
    復(fù)聯(lián)系統(tǒng)是以上三種系統(tǒng)的組合，如并聯(lián)一獨(dú)聯(lián)、串聯(lián)一獨(dú)聯(lián)、串聯(lián)一并聯(lián)等系統(tǒng)。圖1. 3-6為并聯(lián)一獨(dú)聯(lián)系統(tǒng)。多路閥A控制一部分并聯(lián)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。多路閥B則控制另一部分并聯(lián)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。但兩個(gè)多路閥所控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間是相互獨(dú)立的。所以在B閥操縱的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，即使誤操作A閥，也不會(huì)使A閥控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作。
圖1. 3-7為串聯(lián)一獨(dú)聯(lián)系統(tǒng)。多路閥A控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)互相串聯(lián)，多路閥B控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)也互相串聯(lián)，這兩個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)之間則由閥1使它們相獨(dú)聯(lián)。這樣在B閥操縱的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，不致因誤操作A閥而引起A閥控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作導(dǎo)致事故。
1.3.4按系統(tǒng)所用泵的數(shù)量分類
    按液壓系統(tǒng)所用泵的數(shù)量可分為單泵系統(tǒng)和多泵系統(tǒng)。
1.3.4.1單泵系統(tǒng)
    單泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常用于下列情況：
    (1)功率較小，工作不太頻繁的一些開(kāi)式系統(tǒng)，如16t以下中小型液壓汽車起重機(jī)、高空作業(yè)車、鏟斗容量0. 4rri3以下的小型半液壓挖掘機(jī)、小型鏟車等。
    (2)功率較小，外負(fù)載慣性較小的一些開(kāi)式系統(tǒng)。如小型機(jī)械手、磨床等要求精確換向、定位的系統(tǒng)。為此要求運(yùn)動(dòng)有減速過(guò)程。半自動(dòng)車床中要求有些機(jī)構(gòu)有快進(jìn)和工進(jìn)兩種速度。這些機(jī)構(gòu)都宜用節(jié)流的方法來(lái)調(diào)速和減速緩沖，由于功率較小，故溫升或沖擊不會(huì)太大。

a)

B）

 

    c)

圖1：3-5  多路換向閥系統(tǒng)
 

圖1. 3-6并聯(lián)一獨(dú)聯(lián)系統(tǒng)
伸縮    變幅        支腿

    圖1. 3-7  串聯(lián)一獨(dú)聯(lián)系統(tǒng)
1. 3.4.2多泵系統(tǒng)
    多泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但有其特點(diǎn)，常用于下列情況：
    (1)用于單回路系統(tǒng)
    由圖1. 3-2可知，閉式系統(tǒng)有一個(gè)主泵并有一個(gè)輔助泵以補(bǔ)充泄漏及冷卻系統(tǒng)。
    在組合機(jī)床、半自動(dòng)車床等單回路系統(tǒng)中，有時(shí)也采用雙泵。輕載快進(jìn)時(shí)，兩泵合流供油，如圖1. 3-8所示。重載慢進(jìn)時(shí)卸荷閥1打開(kāi)低壓大流量泵A卸荷，高壓小流量泵B單獨(dú)向系統(tǒng)供油，以節(jié)省功率降低溫升。有些油壓機(jī)、注塑機(jī)等也要求快慢速比大，并有一段保壓時(shí)間，則也用雙泵系統(tǒng)，在快速時(shí)雙泵供油，慢速及保壓時(shí)單個(gè)小泵供油，以減少功率消耗和溫升。

    圖1. 3-8雙泵供油回路系統(tǒng)
    (2)用于多回路系統(tǒng)
    圖1.3-9為采用雙泵的挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。圖中泵A向動(dòng)臂液壓缸、斗桿液壓缸、回轉(zhuǎn)馬達(dá)及左行馬達(dá)供油，組成一獨(dú)聯(lián)回路；泵B向鏟斗液壓缸、動(dòng)臂液壓缸、斗桿液壓缸及右行馬達(dá)供油，組成另一獨(dú)聯(lián)回路，故為雙回路系統(tǒng)。這兩回路本身及兩回路之間都不互相干擾，從而使分屬于這兩回路中的任意兩機(jī)構(gòu)在輕載及重載時(shí)都能實(shí)現(xiàn)無(wú)干擾的同時(shí)動(dòng)作，提高挖掘機(jī)的生產(chǎn)率和發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。

圖1. 3-9雙泵雙回路系統(tǒng)
1.3.5液壓功能回路
    上述1.3.1、1.3.2、1.3.3、1.3.4各節(jié)的分類方法是根據(jù)整個(gè)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)來(lái)分類的。而一個(gè)液壓系統(tǒng)要完成主機(jī)的動(dòng)作，必須同時(shí)具備幾種功能。例如圖1. 1-1所示的系統(tǒng)，為了使液壓馬達(dá)正反向都能轉(zhuǎn)動(dòng)，就必須有換向閥，為了保證系統(tǒng)的安全，不超壓，就必須有安全閥。又如圖1.1-2所示系統(tǒng)，為了保證系統(tǒng)安全，須設(shè)置閥1～5所組成的橋式回路，使系統(tǒng)壓力不超過(guò)閥3的設(shè)定值，為保證補(bǔ)油泵多余流量能溢流，須設(shè)置溢流閥6。所以我們還可從完成不同的功能這一角度對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)一步分解。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)可以分解為幾個(gè)功能回路。這種功能回路分別完成不同的功能，從而使整個(gè)系統(tǒng)完成主機(jī)要求的動(dòng)作。按所完成的功能不同來(lái)分類的回路稱為功能回路，也稱為基本回路。
    按功能來(lái)區(qū)分回路的最大優(yōu)點(diǎn)是便于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析。一個(gè)液壓系統(tǒng)的功能不外乎壓力調(diào)節(jié)、速度調(diào)節(jié)及方向調(diào)節(jié)。在設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)時(shí)把幾種基本回路組合起來(lái)就可以完成所要求的動(dòng)作。關(guān)于功能回路的詳細(xì)分析，在第3章中敘述。

本文標(biāo)題：液壓馬達(dá)中液壓系統(tǒng)的分類及液壓功能回路的作用

分類：液壓行業(yè)知識(shí)
標(biāo)簽：