液壓站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的方式分析與方案選擇

摘 要:在液壓伺服系統(tǒng)中，液壓站是整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源，是為傳動(dòng)提供動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)。液壓站工作原理為電機(jī)帶動(dòng)油泵工作提供壓力源，通過集成塊、液壓閥等對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置(油缸或馬達(dá))進(jìn)行方向、壓力、流量的調(diào)節(jié)和控制，實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定動(dòng)作。本文介紹了液壓站的總體布置、元件連接、動(dòng)力源裝置的方案選擇。

關(guān)鍵詞:液壓站 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方式 方案選擇

中圖分類號(hào):TH137\t\t文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A\t\t\t文章編號(hào):1672-3791(2011)10(a)-0058-01

液壓站是液壓傳動(dòng)裝置的動(dòng)力源，按驅(qū)動(dòng)裝置要求的流向、壓力和流量供油，適用于驅(qū)動(dòng)裝置與液壓站分離的各種機(jī)械上，將液壓站與驅(qū)動(dòng)裝置(油缸或油馬達(dá))用油管相連，液壓系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的動(dòng)作。

1 液壓裝置的總體布置方式

可分為集中式與分散式兩種。

1.1 集中式布置

集中式布置是將液壓系統(tǒng)的油源、控制及調(diào)節(jié)裝置置于主機(jī)之外、構(gòu)成獨(dú)立的液壓站。這種布置方式主要用于固定式液壓設(shè)備，如機(jī)床及自動(dòng)線液壓系統(tǒng)，冶金設(shè)備液壓系統(tǒng)等。其優(yōu)點(diǎn)是裝配、維修方便，從根本上消除了動(dòng)力源的振動(dòng)和油溫對(duì)主機(jī)的影響。缺點(diǎn)是單獨(dú)設(shè)置液壓站，占地面積大。有強(qiáng)烈熱源和煙塵污染嚴(yán)重的冶金設(shè)備，常將液壓站置于地下。

1.2 分散式布置

分散式布置是將液壓系統(tǒng)的液壓泵、控制調(diào)節(jié)裝置等分別布置在設(shè)備的適當(dāng)位置上。這種布置方式主要用于移動(dòng)式液壓設(shè)備(如工程機(jī)械上)，一些機(jī)床液壓系統(tǒng)也有采用分散式布置的。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。缺點(diǎn)是安裝維護(hù)較復(fù)雜。對(duì)機(jī)床來說，動(dòng)力源的振動(dòng)及油溫對(duì)主機(jī)的精度有影響。

選擇方案如下。

鑒于本系統(tǒng)需要裝配、維修方便，消除動(dòng)力源的振動(dòng)和油溫對(duì)主機(jī)的影響和把液壓系統(tǒng)的油源、控制及調(diào)節(jié)置于主機(jī)之外，所以本系統(tǒng)選擇集中布置為液壓裝置的總體布置方式。

2 液壓元件的連接

在一套完整的液壓系統(tǒng)中有許多液壓元件，這些元件可以用不同的方式連接。不同連接方式對(duì)系統(tǒng)的性能、使用及維護(hù)均有很大影響。

液壓元件的連接方式可分為管式連接、板式連接和集成連接三種。

2.1 管式連接

管式連接是液壓系統(tǒng)最早采用的一種連接方式，它是用管于將各元件連接起來，組成所要求的系統(tǒng)。這種有管連接方式只能用于較簡單的系統(tǒng)。因?yàn)?，即使不太?fù)雜的系統(tǒng)也要有很多管子和管接頭，上下交叉，縱橫交錯(cuò)，布置很不方便，安裝維修困難，占地空間大，壓力損失大，容易漏油、混入空氣以及產(chǎn)生振動(dòng)等不良現(xiàn)象。管式連接多用于移動(dòng)式機(jī)械中。

2.2 板式連接

液壓元件用螺釘連接在閥板上，閥板內(nèi)加工出油道，實(shí)現(xiàn)各元件之間所要求的聯(lián)接。照閥板內(nèi)油道加工方式的不同，可分為兩種結(jié)構(gòu)形式。

(1)粘合式閥板閥板由底板和面板組成。在面板上鉆出通道孔，并銑出通油溝槽，用粘合劑將底板和面板粘合在一起，并用螺釘緊固，成為一個(gè)完整的封閉體。面板上的通道孔分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)液壓元件上相應(yīng)的油口，而各元件之間油液的流動(dòng)則經(jīng)過面板上銑出的溝槽。這種結(jié)構(gòu)的閥板制造較方便，但當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生壓力沖擊時(shí)，粘合劑會(huì)失效，造成油路串腔，使系統(tǒng)不能正常工作。

(2)整體式閥板整體式閥板上的油路，是在整塊板上鉆出或用精密鑄造鑄出的。這種結(jié)構(gòu)的閥板比粘臺(tái)式閥板可靠性好，應(yīng)用較多。但工藝性差，特別是深孔的加工較難。

2.3 集成式連接

集成式連接是由標(biāo)準(zhǔn)液壓元件或?qū)Ｓ?、通用的輔助元件，按設(shè)計(jì)要求用螺栓連接組合成一個(gè)系統(tǒng)。應(yīng)用較多的有集成塊、疊加閥、錐閥和插裝閥等。集成化連接結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，可以很容易地增減元件，油路直接做在閥體或連接塊上，屬無管連接，壓力損失小。

在一些工程機(jī)械及拖拉機(jī)等行走機(jī)械的液壓系統(tǒng)中，為了減輕重量，常將大部分控制元件與液壓泵集成在一起?？刂圃嗖捎脤ｉT設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。也有將全部控制元件與泵和馬達(dá)集成在一起的。

選擇方案如下。

由于本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、且本系統(tǒng)屬于移動(dòng)式機(jī)械類，又從經(jīng)濟(jì)的角度來綜合考慮。所以選擇管式連接為液壓元件的連接方式。

3 液壓動(dòng)力源裝置

液壓泵站是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源。它向系統(tǒng)提供壓力、流量和清潔度的工作介質(zhì)。是液壓系統(tǒng)的重要組成部分。液壓泵站適于主機(jī)與液壓裝置可分離的各種液壓機(jī)械上。

泵組布置在油箱之上的上置式液壓泵站、當(dāng)電機(jī)采用立式安裝，液壓泵置于油箱內(nèi)時(shí)，稱為立式液壓泵站;當(dāng)電機(jī)采用臥式安裝，液壓泵置于油箱之上時(shí)，稱為臥式液壓泵站。上置式液壓泵站占地小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝噪聲低。這種結(jié)構(gòu)在中、小功率液壓泵站中被廣泛采用。

將泵組布置在底座或地基上的非上置式液壓泵站，如果泵組位于在與油箱一體的公用底座上，則稱為整體型液壓泵站;泵組單獨(dú)安裝在地基上的則稱為分離型液壓泵站。整體型液壓泵站又可分為旁置式液壓泵站和下置式液壓泵站。非上置式液壓泵站由于液壓獲得于油箱液面以下，能有效地改善液壓泵的吸入性能。這種泵站裝置高度低，便于維修，但占地面積大。因此，適用于泵的吸入允許高度受限制，傳動(dòng)功率較大，而使用空間不受限制以及開機(jī)串低，使用時(shí)又要求很快投入運(yùn)行的場(chǎng)合。

將泵組和油箱整體置于封閉型柜體內(nèi)的結(jié)構(gòu)稱為柜式液壓泵站。這種泵站可以在柜體上很方便地布置儀表板和電控箱。柜式液壓泵站外形整齊美觀，因泵組被柜體封閉而使得噪聲較低，能有效地減少外界污染。缺點(diǎn)是由于需顧及操作和維護(hù)的空間及系統(tǒng)的散熱，致使外形尺寸較大，通常僅在中、小功率場(chǎng)合下采用。液壓泵站通常由以下五個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單元組合而成，它們是:泵組、油箱組件、控溫組件、蓄能器組件及過濾器組件。實(shí)際上可以根據(jù)不同要求進(jìn)行合理的取舍，設(shè)計(jì)出與工況相適應(yīng)的液壓泵站。

按輸出流量特性可將液壓泵站分為定量型和變量型。后者按壓力—流量的調(diào)節(jié)持性可分為恒功率式、恒壓式、恒流量式、電壓式及壓力切斷式等。以適應(yīng)不同工況和場(chǎng)合的要求。

按液壓泵站的規(guī)模大小，可劃分為三種。規(guī)模較小的單機(jī)型液壓泵站，通常將控制閥組并置于油箱面板上，組成較完整的液壓系統(tǒng)總成，這種液壓泵站應(yīng)用較多。中等規(guī)模的機(jī)組型液壓泵站則將控制閥組(一組或多組)集中安裝于一個(gè)或幾個(gè)專用閥臺(tái)上，閥臺(tái)一般設(shè)置在靠近被控制設(shè)備的地方。中央型液壓泵站是大規(guī)模的液壓泵站，設(shè)置這種泵站可以對(duì)組成的各液壓系統(tǒng)進(jìn)行集中管理。為了便于配管、減小噪聲，保持穩(wěn)定的環(huán)境溫度和清潔度，人們常將中央型液壓泵站設(shè)置在地下室，如軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)的泵站。

選擇方案。

由于該系統(tǒng)屬于小功率液壓系統(tǒng)，為了減少電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶來的振動(dòng)、噪聲，本系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)立式安裝在油箱之上，液壓泵置于油箱內(nèi)、噪聲低且便于收集漏油使該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，把控制閥也置于油箱之上，所以該系統(tǒng)的液壓泵站的布置方式選擇上置式立式布置方式。

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