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拓展齒輪泵功能的液壓回路設計

浏览次数:129日期:2019-12-04

因受定排量的結構限製,通常以為齒輪泵僅能作恒流量液壓源使用 。然而,附件及螺紋聯接組合閥方案對於進步其功能、降低係統本錢及進步係統可靠性是有效的,因此,齒輪泵的性能可接近價昂 、複雜的柱塞泵。

例如,在泵上直接安裝控製閥,可省往泵與方向閥之間管路,從而控製了本錢。較少管件及連接件可減少泄漏,從而進步工作可靠性。而且泵本身安裝閥可降低回路的循環壓力,進步其工作性能。下麵是一些可進步齒輪泵基本功能的回路,其中有些是實踐證實可行的基本回路 ,而有些則屬創新研究。 卸載回路 卸載元件將在大流量泵與小功率單泵結合起來。液體從兩個泵的出口排出,直至達到預定壓力和(或)流量。這時候,大流量泵便把流量從其出口循環到進口,從而減少了該泵對係統的輸出流量,即將泵的功率減少至略高於高壓部分工作的所需值。流量降低的百分比取決於此時未卸載排量占總排量的比率。組合或螺紋聯接卸載閥減少乃至消除了管路、孔道和輔件及其它可能的泄漏。

最簡單的卸載元件由人工操縱。彈簧使卸載閥接通或封閉,當給閥一操縱信號時,閥的通斷狀況好被切換。杠杆或其它機械機構是操縱這類閥的最簡單方法。

導控(氣動或液壓)卸載閥是操縱方式的一種改進,由於此類閥可進行長途控製。其最大的進展是采用電氣或電子開關控製的電磁閥,它不僅可用長途控製,而且可用微機主動控製,通常以為這類簡單的卸載技術是利用的最好情況 。

人工操縱卸載元件常用於為快速動作而需大流量及快速動作而需大流量及為精確控製而減少流量的回路,例如快速伸縮的起重臂回路 。圖1所示回路的卸載閥無操縱信號感化(左位)時,回路一向輸出大流量。對於常開閥,在常態下回路將輸出小流量。

壓力傳感卸載閥是最普遍的方案。如圖2所示,彈簧感化使卸載閥處於其大流量位置(左位)。回路壓力達到溢流閥預調值時,溢流閥開啟,卸載閥在液壓和感化下切換至其小流量位置(右位) 。壓力傳感卸載回路多用於行程中需快速、行程結束時需高壓低速的液壓缸供液。壓力傳感卸載閥基基本上是一個達到係統壓力即卸的主動卸載元件 ,普遍用於測程儀***器和液壓虎鉗中。 流量傳感卸載回路的卸載閥也是由彈簧將其壓向大流量位置(左位)。該閥中的固定節流孔尺寸按設備的發動機最好速度所需流量確定。若發動機速度超出此最好範圍,則節流小孔壓降將增加,從而將卸載閥移位至小流量位置(右位)。是以大流量泵相鄰的元件做成可對最大流量節流的尺寸,故此回路能耗少、工作平穩且本錢低。這類回路的典型利用是 ,限定回路流量達最好範圍以進步全部係統的性能,或限定機器高速行駛期間的回路壓力。常用於垃圾運載卡車等。

壓力流量傳感卸載回路的卸載閥也是由彈簧壓向大流量位置(左位),無論達到預定壓力還是流量,都會卸載。設備在空轉或正常工作速度下均可完成高壓工作。此特性減少了不必要的流量,故降低了所需的功率 。由於此種回路具有較寬的負載和速度變化範圍,故常用於挖掘設備。

為具有功率綜合的壓力傳感卸載回路,它由兩組略加變化的(與圖3比較)壓力傳感卸載泵構成 ,兩組泵由同一原動機驅動,每台泵接受另一卸載泵的導控卸載信號。此種傳感方式稱之為交互傳感 ,它可使一組泵在高壓下工作而另一組泵在大流量下工作。兩隻溢流閥可按每個回路特殊的壓力調整,以使一台或兩台泵卸載。此方案減少了功率需求,故可采用小容量價廉原動機。

當主控閥的控製腔(下腔)無負載傳感信號時,泵的所有流量經閥1 、閥2排回油箱;當給此控製閥施加負載傳感信號時,泵向回路供液;當泵的輸出壓力超過負載傳感閥的壓力預定值時,泵僅向回路提供工作流量,而多餘流量經閥2的節流位置(上位)旁通回油箱。

帶負載傳感元件的齒輪泵與柱塞泵相比,具有本錢低、抗汙染能力強及維護要求低的優點。

優先流量控製

不論泵的轉速、工作壓力或歧路需要的流量大小,定值一次流量控製閥總可保證設備工作所需的流量。在圖7所示的這類回路中,泵的輸出流量必須大於或即是一次油路所需流量,二次流量可作它用或回油箱。定值一次流量閥(比例閥)將一次控製與液壓泵結合起來,省往管路並消除外泄漏,故降低了本錢。此種齒輪泵回路的典型利用是汽車起重機上常可見到的轉向機構,它省往了一個泵 。

負載傳感流量控製

閥的功能與定值一次流量控製的功能十分相近:即無論泵的轉速、工作壓力或歧路抽需流量大小,均提供一次流量。但圖8所示方案,僅通過一次油口向一次油路提供所需流量,直至其最大調整值。此回路可替換標準的一次流量控製回路而獲得最大輸出流量。因無載回路的壓力低於定值一次流量控製方案,故回路溫升低、無載功耗小。負載傳感比列流量控製閥與一次流量控製閥一樣,其典型利用是動力轉向機構。

旁路流量控製

對於旁路流量控製,不論泵的轉速或工作壓力高低,泵總按預定最大值向係統供液,多餘部分排回油箱或泵的進口。此方案限製進進係統的流量,使其具有最好性能。其優點是,通過回路規模來控製最大調整流量,降低本錢;將泵和閥組合成一體 ,並通過泵的旁通控製,使回路壓力降至最低,從而減少管路及其泄漏。

旁路流量控製閥可與限定工作流量(工作速度)範圍的中團式負載傳感控製閥一起設計。此種型式的齒輪泵回路,常用於限製液壓操縱以使發動機達最好速度的垃圾運載卡車或動力轉向泵回路中,也可用於固定式機械設備。 幹式吸油閥 幹式吸油閥是一種氣控液壓閥 ,它用於泵進油節流,當設備的液壓空載時,僅使極小流量(18.9t/min)通過泵;而在有負載時,全流量吸進泵。如圖10所示,這類回路可省往泵與原動機間的離合器,從而降低了本錢,還減小了空載功耗,因通過回路的極小流量保持了設備的原動機功率。另外,還降低了泵在空載時的噪聲。幹式吸油閥回路可用於由內燃機驅動的任何車輛中開關式液壓係統,例如垃圾裝填卡車及產業設備。

液壓泵方案的選擇

目前 ,齒輪泵的工作壓力已接近柱塞泵 ,組合負載傳感方案為齒輪泵提供了變量的可能性,這就意味著齒輪泵與柱塞泵之間本來清楚的界限變理愈來愈模糊了。

公道選擇液壓泵方案的決定身分之一,是全部係統的本錢,與價昂的柱塞泵相比,齒輪泵以其本錢較低、回路簡單、過濾要求低等特點,成為很多利用處合切實可行的選擇方案

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