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        工業潤滑油中的液壓油傳動特點

        2020-12-07

        工業潤滑油中的液壓傳動利用各種元件來組成所需要的控制回路,再由若干回路有機組合成為完成一定 控制功能的傳動系統來完成能量的傳遞、轉換和控制。液壓油是液壓系統中傳遞和轉換能量 的工作介質,同時還具有潤滑、冷卻、防銹、減震等作用。液壓油是工業潤滑油的一大類, 占工業潤滑油的40% ~50%?梢允鞘托偷,也可以是水型或其他有機物組成的,其中 礦物型液壓油占93% ,各種抗燃液壓油占7%。


        液壓傳動控制是工業中經常用到的一種控制方式,它采用液壓原理完成傳遞能量的過 程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性,液壓控制在工業上受到廣泛的重視。液壓傳 動是以有壓流體為能源介質,來實現各種機械和自動控制的學科。
        液壓伺服系統是通過使用電液伺服閥,將小功率的電信號轉換為大功率的液壓動力,從 而實現了一些重型機械設備的伺服控制。
        1.1液壓傳動裝置構成
        液壓傳動利用各種元件來組成所需要的控制回路,再由若干回路有機組合成為完成一定 控制功能的傳動系統來完成能量的傳遞、轉換和控制。液壓傳動裝置中所需要的元件主要有 動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件等。任何一個液壓傳動 系統都是由幾個基本回路組成的,每一基本回路都具有一定的控制功能。所謂液壓回路就是 通過各種液壓器件構成的相應的控制回路。根據不同的控制目標,可以設計不同的回路,如 壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。

        1. 1. 1 液壓動力元件
        液壓動力元件是為液壓系統提供動力的部件,主要包括各種液壓泵。液壓油泵把發動機 輸出的機械能轉換為流動液體的壓力能。液壓栗依靠容積變化原理來工作,所以一般也稱為 容積液壓栗。齒輪泵是最常見的一種液壓泵,它通過兩個嚙合的齒輪的轉動使得液體進行運 動,其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵。還有一些其他形式的液壓栗,如螺桿栗等,但應用 不如前者普遍。
        (1)齒輪泵
        齒輪栗具有體積較小、結構較簡單、對油的清潔度要求不嚴的特點,價格較便宜;缺點是 泵軸受不平衡力,磨損嚴重,泄漏較大。齒輪栗按照其嚙合形式的不同,有外嚙合和內嚙合兩 種。外嚙合齒輪栗應用較廣,而內嚙合齒輪栗則多為輔助泵。外嚙合齒輪泵由一對完全相同的 圓柱齒輪及泵體、前后栗蓋、傳動軸、密封件等組成,其工作原理及主要結構見圖2 ― _2。
        (2)葉片泵
        葉片栗分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。這種栗流量均勻、運轉平穩、噪音小、工作 壓力和容積效率比齒輪泵高、結構比齒輪泵復雜。轉子旋轉時,葉片在離心力和壓力油的作 用下,尖部緊貼在定子內表面上。這樣兩個葉片與轉子和定子內表面所構成的工作容積,先 由小到大吸油后再由大到小排油,葉片旋轉一周時,完成兩次吸油和兩次排油。葉片泵的工 作原理及主要結構見圖2 - 1 - 3。
        圖2-1-2齒輪泵的工作原理圖2-1-3葉片泵的工作原理及主要結構示意圖及主要結構示意圖1-配油盤;2-軸;3-轉子;
        4一定子;5-葉片;6-殼體
        (3)柱塞泵
        柱塞泵由缸體與柱塞構成,柱塞在缸體內作往復運動。柱塞栗是通過柱塞在柱塞孔內往 復運動時密封工作容積的變化,來實現吸油和排油的。由于柱塞與缸體內孔均為圓柱表面, 滑動表面配合精度高,所以這類泵的特點是容積效率高、泄漏小,可在高壓下工作,大多用 于大功率液壓系統;但結構復雜,材料和加工精度要求高,價格貴,對油的清潔度要求高。 圖2- 1 -4為斜盤式軸向柱塞泵的工作原理及主要結構示意圖。
        1.1.2 液壓執行元件
        液壓執行元件是用來將液壓泵提供的液壓能轉變成機械能的裝置,主要包括液壓缸和液 壓馬達。液壓馬達是與液壓杲做相反的工作的裝置,也就是把液壓的能量轉換稱為機械能, 從而對外做功。1.1.3液壓控制元件液壓控制元件用來控制液體流動的方向、壓力的高低以及對流量的大小進行預期的控 制,以滿足特定的工作要求。正是因為液壓控制元器件的靈活性,使得液壓控制系統能夠完 成不同的活動。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按 照操作方式可以分成人力操縱閥、機械操縱法、電動操縱閥等。
        1.1.4輔助元件
        輔助元件包括油箱、油管、管接頭和濾油器以及密封件等元件。
        1.2液壓伺服系統
        液壓伺服系統是根據液壓傳動原理建立起來的一種自動控制系統,由液壓動力機構和反 饋機構組成。該系統的輸出量,如位移、速度或力等,能自動、快速而準確地跟隨輸入量的 變化而變化,與此同時,輸出功率被大幅度地放大。因為具有響應速度快、負載剛度大、控 制功率大等獨特的優點,在工業控制中得到了廣泛的應用。目前,液壓伺服系統主要分為機 械液壓伺服系統和電氣液壓伺服系統兩類。
        機械液壓伺服系統應用較早,主要用于飛機的舵面控制和機床仿型裝置上。圖2-1-5 是一個典型的機械液壓伺服系統。輸人信號X操作伺服閥,把油液引人液壓缸推動活塞,活 塞的運動y反饋回來與輸人x相減,直到使閥回到零位為止。輸出y與輸人*之間的傳遞特 性可以近似為一常數。整個系統相當于一個比例控制器。為提高系統穩定性,常采用阻尼器 來增加系統的阻尼特性,此外也可采用動壓反饋校正裝置。
        電氣液壓伺服系統簡稱電液伺服系統。電液伺服系統在自動化領域占有重要位置,很多 大功率快速響應的位置控制和力控制都應用電液伺服系統,如船舶的舵機系統,雷達、大炮 的隨動系統,軋鋼機械的液壓壓下系統等。是一個典型的電液位置伺服控制系 統。圖中反饋電位器與指令電位器接成橋式電路。反饋電位器滑臂與控制對象相連,其作用 是把控制對象位置的變化轉換成電壓的變化。反饋電位器與指令電位器滑臂間的電位差(反 映控制對象位置與指令位置的偏差)經放大器放大后,加于電液伺服閥轉換為液壓信號(圖 中/!、S),以推動液壓缸活塞,驅動控制對象向消除偏差方向運動。當偏差為零時,停止驅 動,因而使控制對象的位置總是按指令電位器給定的規律變化。 械傳動、電氣傳動比較,它的主要優點有:①易于獲得很大的力或力矩。②易于在較大范圍內 實現無級變速而且在變速時不需要停車。③傳動平穩,便于實現頻繁換向。④機件在油液中工 作,潤滑好,壽命長。⑤體積小、重量輕、結構緊湊,可無級調速、傳動平穩,慣量小、反 應靈敏,安裝方便、操作靈活,易標準化、系列化、通用化,可實現自動潤滑,元件壽命長。
        液壓傳動雖然具備了上述優點,但也還存在不足之處。由于流體流動的阻力損失和泄漏 較大,所以效率較低。如果處理不當,泄漏不僅污染場地,而且還可能引起火災和爆炸事 故。工作性能易受溫度變化的影響,因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。由于液體介 質的泄漏及可壓縮性影響,不能得到嚴格的定比傳動。液壓傳動中所產生的油液擠壓、磨 損,更加重了不可避免的泄露(工作中泄露會引起能量損失,稱容積損失)。傳遞旋轉運動 時效率低,加工精度高、維修水平高、密閉不易檢修,對油品要求嚴,對密封要求嚴。
        1.4液壓油作用
        液壓油用于液壓傳動系統中作中間介質,起傳遞和轉換能量的作用,同時還起著液壓系 統內各部間件的潤滑、防腐蝕、冷卻、沖洗等作用。


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