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种阀类元件组合在一起构成组合阀。
(1)单向阀
单向阀是用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同,单向阀可分为普通单向阀和液控单向阀两类。
普通单向阀又称止回阀,其作用是使液体只能向一个方向流动,反向截止。液控单向阀又称单向闭锁阀,其作用是使液流有控制的单向流动。液控单向阀分为普通型和卸荷型两类。
液控单向阀的主要以下两种作用。 1)保压作用
当活塞向下运动完成工件的压制任务后,液压缸上腔仍需保持一定的高压,此时,液控单向阀靠其良好的单向密封性短时保持缸上腔的压力。
2)支撑作用
当活塞以及所驱动的部件向上抬起并停留时,由于重力作用,液压缸下腔承受了因重力形成的油压,使活塞有下降的趋势。此时,在油路串一液控单向阀,以防止液压缸下腔回流,使液压缸保持在停留位置,支撑重物不致于落下。
(2)溢流阀
溢流阀是节流阀与溢流阀并联而成的组合阀,它能补偿因负载变化而引起的流量变化。使用溢流阀的系统效率较高。因为采用溢流阀的系统,泵的供油压力随负载的增大而增加,能量损失小,系统发热少。
(3)节流阀
流量控制阀是通过改变节流口面积的大小,改变通过阀流量的阀。在液压系统中,流量阀的作用是对执行元件的运动速度进行控制。常见的流量控制阀有节流阀、调速阀、溢流阀等。
溢流阀是结构最为简单的流量阀,常与其它形式的阀相结合,形成单向节流阀或行程节流阀。
4、辅助装置——管道、油箱、过滤器及控制仪表 (1)液压管道
液压管道是连接液压泵和液压动力机的通道,它们对液压机械的使用性能有很大的影响,在工艺安装过程上,除了进行细致的检查外,对管道布局必须平行垂直正齐。对液压系统中的任何一段管道或管件要求都能自由拆装,也必须按照其工艺过程和技术要
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求进行。
关于压力控制回路和速度控制回路,是由液压元件所组成,可起到完成运动速度调节压力等特定作用。任何一种液压机械,不论其结构怎样复杂,它都是由基本回路构成的液压系统,只要熟悉和掌握这些基本回路,才能正确的使用和分析事故及故障发生的原因。
关于液压油的选择,一般液压传动系统都是选用普通液压油。常用的是20#机油,当气温低于-15oC时,应采用25#变压油或有条件的可选用14#稠化液压油。
(2)滤油器
在液压系统中,由于系统内的形成或系统外的侵入,液压油中难免会存在这样或那样的污染物,这些污染物的颗粒不仅会加速液压元件的磨损,而且会堵塞阀件的小孔,卡住阀芯,划伤密封件,使液压阀失灵,系统产生故障。因此,必须对液压油中的杂质和污染物的颗粒进行清理。目前,控制液压油清洁程度的最有效方法就是采用过滤器。过滤器的主要功用就是对液压油进行过滤,控制油的洁净程度。
(3)油箱
油箱的主要功用是储存油液,同时箱体还具有散热、沉淀污物、析出油液中渗入的空气以及作为安装平台等作用。
油箱属于非标准件,在实际情况下常根据需要自行设计。油箱设计时主要考虑油箱的容积、结构、散热等问题。
4.2 液压系统的选择
4.2.1 汽车举升机液压系统设计要求
汽车举升机液压系统,除要求能在一定的范围内从汽车两侧将汽车同步举升和下降外,还要求其能使汽车在任意高度停止并保持不动。以便不同身高的工人,在维修不同位置时可以任意调整高度,最方便的进行维修。因此,液压系统必须具有定位保持功能。另外,因汽车的重量较大,一但液压系统出现故障,举升机举升臂在汽车重力的作用下会迅速下滑,可能会对车下维修工人的生命安全造成威胁,举升机上面的汽车也有被摔坏的危险。所以,为了防止这样的情况发生,举升机必须具有机械锁装置。机械锁由分别安装在举升油缸外侧和活塞杆顶部与举升臂相联的销轴上的两根锯齿形齿条组成。安装在油缸外侧的齿条固定不动,而安装在销轴上的齿条则随活塞杆上下移动,并且能绕销轴做一定角度的摆动,已实现两根齿条的分离和啮合。当举升臂处于定位状态或液压
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系统出现障碍、油压低于一定数值时,动齿条就会在自身重力和弹簧力的作用下与静齿条啮合,机械锁锁死,使举升臂不会下滑,这样就确保维修工人和汽车不会出现危险。
4.2.2液压系统的设计
在设计过程中,要保证汽车被水平举起而不发生侧偏,两侧举升机上升过程中必须始终保持同一高度,活塞的运行速度必须时刻保持相等。举升机液压回路必须同步。 举升机的液压回路如图4.2所示,主要有两部分组成:机械锁回路、升降回路。
[16]
图4.2 汽车举升机液压控制回路
1.左机械锁液压缸 2.右机械锁液压缸3. 两位三通电磁阀4.液压泵 5.溢流阀 6.三位四通电磁阀 7.普通调速阀 8.比例调速阀 9. .左升降缸 10.右升降缸
1、机械锁回路
机械锁回路由油缸1、油缸2和两位三通电磁阀3组成。当电磁阀YA1得电时,两位三通电磁阀3左位工作,压力油进入液压缸1、2下腔,驱动活塞向上移动,将机械锁打开,此时举升臂可自由上升或下降。
当YA1失电时,两位三通阀处于右位工作时,油缸下腔与邮箱直接相通,腔内油压为零时,油缸活塞在缸内弹簧和机械锁动齿条自重的作用下收回,机械锁闭合,举升臂被锁住,不能移动。此时工人可以进行各种维修工作。
2 、升降回路
升降回路由三位四通阀6、普通调速阀7、比例调速阀8、左升降液压缸9、右升降液压缸10组成。当三位四通阀6的YA2得电时,YA3失电时,油液上升,通过调速阀到
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达缸9、10。当YA2失电时,YA3得电时,两油缸下降。
汽车举升机液压控制回路是用电液比例调速阀控制的同步回路,回路中使用了一个普通调速阀7和一个比例调速阀8.它们装在由多个单向阀组成的桥式回路中,并分别控制着液压缸9、10的运动,当两个活塞出现位置误差时,检测装置就会发出信号,调节比例调速阀的开度,使液压缸10的活塞跟上液压缸9的运动而实现同步。这种回路的同步精度较高位置精度可达0.5mm,费用低,系统对环境适应性强。下面是剪刀式举升机液压控制回路进行总结后的工作行程表4.1。
表4.1 工作行程表
电磁铁 YA1 YA2 YA3 举升机上升 + + - 举升机下降 + - +
剪刀式液压系统设计的好坏,将直接影响举升的性能和效率。剪刀式举升机液压系统主要是举升液压系统。本次剪刀式举升机的设计主要偏重于机械结构的设计与ANSYS分析,而其液压系统所采用的液压泵、液压缸、液压阀等液压系统元件均为高度标准化、系列化与通用化且由专业化液压件厂集中生产供应。因此在本设计中只需要进行液压元件计算选型。其主要内容包括油缸的直径与行程、油泵工作压力、流量、功率以及各种相关控制阀的选型等。
4.3 液压缸的计算与选型
油缸是液压系统执行元件,也是举升机构的直接动力来源。通常油缸分为活塞式和浮拄式两类。活塞式均为单向作用,其缸体长度大而伸缩长度小、使用油压低(一般不超过14MPa)。浮拄式为多级伸缩式油缸,一般有2~5个伸缩节,其结构紧凑,并具有短而粗、伸缩长度大、使用油压高(可达35MPa),易于安装布置等优点。浮拄式油缸又分为单向作用式与双向作用式。双向作用式用油压辅助车厢降落,因此工作平稳,降落速度快。直推式倾卸机构多采用单作用多级油缸;而杆系组合式倾卸机构多采用单作用单级油缸。
4.3.1 液压缸的安装位置
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由第三章对举升机力学结构模型的分析与建立,我们已经大致确定出液压缸的安装位置。d为液压缸下安装点与举升臂中心销孔距离(平行于举升臂) , f为上安装点与举升臂端销孔的距离, d= 250mm, f = 500mm。举升臂与水平面的夹角为α,液压缸与水平方向之间的夹角为θ 由tanα=
?α?5.49? 1300500?653?170ootan??tan5.49?16.22
170?653?500125举升机在最低点时,举升重量均匀分布在平台上。但当举升机开始工作向上举升时,左侧滑轮向内侧移动,上升过程举中举升重量不变,但相对举升机向上作用力方向,举升重物的质心前移,举升机向前倾,为防止发生前翻状况,液压缸活塞杆端作用在滑动轮一侧的上方举升臂上。
4.3.2 举升机液压缸推力及行程的确定
由前面的计算可知,液压缸所需的最大的推力为 P=324.08KN。
液压缸行程的确定 :我们所设计的举升机从最低位置300mm升高到2000mm,实际 上升行程为1700mm。因举升机活塞杆与水平方向夹角θ与α有如下关系:
f?tan??d?Sc?L2L2?d?ta?n?f?126.600.279?453.76?455mm,当举升机在最低点时液压缸的长度
500?sin??125?(62.5?170?sin?)sin?。当举升机达到
Hg950oo???46.675 经计算得??72.78液压缸总长度为 1500mm时, tanα=2=
Lb896Sc?z500?s?in?9?50sin??(47?51?70?sin)962.41?1007.?7610m1m0则液压缸活塞杆,0.955伸长量为560mm,取600mm。(Hg=1900mm f=500mm d=170mm L=1306mm Lb=896mm)
4.3.3 液压缸的选型
根据上述计算的液压缸安装距Sc和液压缸所需的最大推力P=324.08KN,查阅资料
[9]
举升机构液压缸选用双作用单级活塞杆缸HSG-L-180/90×1450-E2831-600-455。这种工
程用液压缸主要用于各种工程机械、起重机械及矿山机械等的液压传动。
4.4 液压泵的计算与选型
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