燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 由于泵的出口压力P。由负载决定,所以负载压力越高,泵的出口压力越高,其回路的效率也就越高,液压回路的节能效果越好。另外,负载敏感控制泵工作时的压力只需比负载压力略高,而不必像恒压泵那样必须工作在一个较高的设定压力,这有利于延长泵的寿命。
负载敏感变量泵与压力补偿阀配合使用,可以实现单泵驱动多个执行机构的独立调速,各执行元件不受外部负载变动和其他执行元件的干扰。由于负载敏感调速系统不仅能实现按需供油,同时也能按需供压,是能量损失很小的调速方案,所以负载敏感型变量泵系统非常适用于负载压力较高、调速范围较大的单泵、单负载系统或负载差异较大的单泵多负载系统。
负荷敏感控制(LS)具有下列优点:
(1)液压元件的寿命增长,尤其是油泵的负荷比无LS的系统小。 (2)流量调节更快、更准确,与外负载无关。
(3)节能,系统根据工作需要提供压力和流量,无流量损失。 (4)产生的热量少,只需要较小的冷却器或可不用冷却器。 (5)可使用比其他系统更少的油泵。 (6)噪声低。
由于负载敏感变量泵的流量能够根据工况和负载的变化自动调节,具有效率高、脉动小、噪声低等优点,非常适合工程机械负载变化剧烈、工况变换频繁的特点,所以在工程机械上应用非常广泛,图4-2为采用负载敏感变量泵的平板车悬挂液压系统原理图。
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燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 4-2 负载敏感变量泵的平板车悬挂液压系统原理图
4.1.2 双管路防爆阀应用
1. 传统管路防爆阀原理
为了解决问题,工程中的通用做法是安装传统的管路防爆阀,用它来防止由于管路破裂而引起的执行机构下降失控,其工作原理及结构如图4-3所示。防爆阀的B 口连接执行机构悬挂缸,F 口连接易爆危险管路。液压油从F 到B 可以正常通过,从B 到F 由于节流的作用会产生一个压差。在管路工作正常的情况下,从B 到F 产生的压差不会超过弹簧力,阀芯维持一定的开口度,液压油可以正常流通。如果危险管路出现问题,从B 到F 的流量会大大的增加,当压差超过弹簧力时,阀芯会立刻关闭,负载能够停留在管路破裂瞬间的位置上,直到F 端恢复正常压力后,防爆阀方能开启。
4-3传统防爆阀图形符号和结构原理
如果平板车在架梁工况发生液压悬挂系统软管破裂,将直接影响平板车的
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燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 纵向稳定性,且平板车将混凝土箱梁从预制梁场运输到架梁工地的最远距离可达20 km,如果平板车在运输混凝土箱梁的过程中悬挂液压软管出现爆管,防爆阀将封闭悬挂缸,此时平板车的悬挂将失去功能,平板车不能继续行驶,必须进行维修后才能继续行驶。如果平板车悬挂软管爆管的地点远离预制梁场,对平板车进行维修将非常困难。由于以上原因,传统的管路防爆阀不易用于这一场合,需要进行重新设计。 2.双管路防爆阀原理
基于系统的可靠性原理,采用并联冗余设计可以大幅度提高系统的工作可靠性,因此为防止平板车车在运输过程中由于悬挂液压软管爆管而不能正常工作情况的发生,对悬挂液压软管采取冗余设计,用两条液压软管将单个悬挂缸与悬挂主管路连接起来,悬挂液压软管的两端均安装防爆阀,工作原理如图4-4所示。同一条悬挂液压软管上的防爆阀反向安装,一个用来封闭悬挂主系统一侧,一个用来封闭悬挂缸。
4-4双管路防爆阀原理
为了使悬挂软管和防爆阀安装方便并工作可靠,在双管路防爆阀原理的基
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燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 础上研究并开发了双管路防爆阀结构,如图4-4所示。基于系统可靠性设计中的冗余原理,在一个主阀体中安装两个防爆阀芯,在侧阀体上连接外部管路。
4-5双管路防爆阀结构
1. 侧阀体;2.O 形圈;3.主阀体;4.组合垫;4.螺堵;6.防爆阀芯
4.1.3 压力补偿阀的应用
本设计采用负载传感阀进出口压力补偿相结合方案,原理图如图4-6所示
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图4-6 压力补偿原理图
1.溢流阀 2.减压阀 3.比例电磁铁 4.梭阀 5.进口压力补偿阀 6.主阀 7.出口压力补偿阀
当平板车偏载时,进口压力补偿阀5能够保证比例阀的进口压差恒定,能使悬挂升降控制与负载大小无关,而只和控制阀的阀芯开口大小成正比。平板车悬挂缸为柱塞缸,整车下降时依靠自重实现柱塞缸的回缩,而常用的负荷传感阀只在进口装有压力补偿阀,使悬挂缸的油液流回油箱时没有流量调节,尤其是在平板车偏载造成载荷不均的情况下使平板车整车下降平稳性以及同步性很差,因此在比例多路阀的出口安装压力补偿阀7,也能够对悬挂缸回流油液进行流量调节,悬挂控制电液比例多路阀组如图4-6 所示。
该阀组共有4 块基本阀块组成,所有的基本阀压力补偿阀阀确保各个阀的输出流量不受负载的影响梭阀的作用是取最高的负载压力为负载反馈压力LS;
采用进出口压力补偿设计后,比例多路阀进出口压力能够保持恒定,使比例多路阀的输出流量不受负载影响,提高了悬挂系统的平稳性,有利于控制控
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