液壓傳動係（xì）統的組成與工作原理及技術運用
液壓傳動（dòng）中由液壓元件（液壓油（yóu）泵（bèng））、液壓控製元件（各種液壓閥）、液壓（yā）執行元件（液（yè）壓缸和液壓馬達（dá）等）、液壓輔件（管道和（hé）蓄（xù）能器等）和液壓油組成的液壓係（xì）統。
液壓泵把機械能轉換成液體的壓力能，液壓控製閥（fá）和液壓輔件控製（zhì）液壓介質的壓力、流量和流動方向，將液（yè）壓泵輸出的壓力能傳給執行元件，執行元（yuán）件將液體壓力能轉（zhuǎn）換為機械能，以完成（chéng）要（yào）求的動作（zuò）。
一、液壓傳動係統的組成（chéng）與基本工作（zuò）原理
1.液壓（yā）傳動係統（tǒng）的（de）組成（chéng）
1)動力元件，即液壓泵，其職能是將原動機的機械能轉換為液體的壓力（lì）動能（表現為壓力、流量），其（qí）作用是為液壓（yā）係統提供（gòng）壓力油，是係統的（de）動力源。
2)執行元件，指液壓缸（gāng）或液壓馬達，其職能（néng）是將液壓能轉換為機械能而對外做功，液壓缸可驅（qū）動工作（zuò）機構實現往複直線運動（或擺動），液（yè）壓馬達可完成回轉運動（dòng）。
3)控製元件，指各種閥利用這些元（yuán）件可以控製和調節液壓係統中液體的壓力（lì）、流量和方向等，以保證執行元（yuán）件能按照人們預期的要求進行工作。
4)輔助元件，包括油（yóu）箱、濾油器、管路及接頭、冷卻器、壓力表等（děng）。它們的（de）作用是提供（gòng）必要的條件使係統正常工作並便於監測控製。
5)工作介質，即傳動液體，通常稱液壓油。液壓係統（tǒng）就是（shì）通過工作介質實現運動和動力傳（chuán）遞的，另外液壓油還可以對液壓元件中相互運動的零件（jiàn）起潤滑作用（yòng）。
2.液壓傳動係（xì）統的工作原理（lǐ）
電動機帶動液（yè）壓泵從油箱吸油，液壓（yā）泵把電動機的機械能轉換為液體的壓力能。液壓介質通過（guò）管道經節流閥和換向和閥進入液（yè）壓缸左腔，推動活塞帶動工作台（tái）右移，液壓（yā）缸右腔排出的液壓介質經換向閥流回油箱。
換向閥換向之後液壓介質進入液壓缸右腔，使活塞左移，推動工作台反向移動。改變（biàn）節流閥的開口可調節液壓缸（gāng）的運動速度。液壓係統的（de）壓（yā）力（lì）可通過溢流閥調節。在繪製液（yè）壓係（xì）統圖時，為了簡化起見都采用規定的符號代表液壓元件，這種符號稱為職能符號（hào）。
任何一（yī）個液壓傳動係統都是（shì）由幾個基本回路組（zǔ）成的，每一（yī）基本回路都具有一定的控製功能。幾個基本（běn）回路組合在一起，可按一定（dìng）要求對執行元件的運動方向、工作（zuò）壓力和運動速度進行控製。根據控製功能不同，基本回路分為壓（yā）力控製回路（lù）、速度控製回（huí）路和（hé）方向控製回（huí）路（lù）。
二、液壓傳動係統的基本回路
由有關液壓元件組成，用來完成特定功能的典型油路。任何一個液壓傳動係統（tǒng）都是由（yóu）幾個基本回路組成（chéng）的，每一基本回路都具有一定（dìng）的控製功能。幾個基本回路組合在一起，可按一定要求對執行元件的運（yùn）動方向、工作壓（yā）力和運（yùn）動速度進行控製。根據控製功（gōng）能不同，基本回路分為壓力控製回路、速度控製（zhì）回路和方向控製回路。
1.壓力控製回路
用壓力控（kòng）製閥(見液壓控製閥)來控製整個（gè）係（xì）統或局部範圍壓（yā）力的回路。根據功能不同，壓力控（kòng）製回路又可分為調壓、變壓、卸壓和穩壓 4種回路。
①調壓回路：這種回路用溢流閥來（lái）調定液壓源的最高恒定壓力，圖1中的溢流（liú）閥就起這一作用。當壓力大於（yú）溢流閥（fá）的（de）設定壓（yā）力時，溢流閥（fá）開口就（jiù）加大，以降低（dī）液壓泵的輸出壓力，維持係統壓（yā）力基本恒定。
②變壓（yā）回路：用以改變係（xì）統局部範圍的壓力（lì），如在回路上接一（yī）個減壓閥則可使減（jiǎn）壓閥以後（hòu）的壓力降低（dī）；接（jiē）一個升壓器，則可使升壓（yā）器以後的壓力高於液壓源壓力。
③卸壓回路：在係統不要壓力或（huò）隻要低壓（yā）時，通過（guò）卸壓回路使係統壓力降為零壓或低壓（yā）。
④穩壓回路：用（yòng）以減小或吸收係統中（zhōng）局部範圍內產生的（de）壓力波動，保持係統壓（yā）力穩（wěn）定，例如在回路中采用蓄能器。
2.速度（dù）控製回路
通過控（kòng）製介質的流量來控製執行元件運（yùn）動速度（dù）的回路。按功能不同分為調速回路和同步回路。
①調速回路:用來控（kòng）製單個執行（háng）元件的運動速（sù）度,可以用節流閥或調速閥來控製流量（liàng），如圖1中的節流閥就起這（zhè）一作（zuò）用。節（jiē）流閥控（kòng）製液壓泵進入液壓缸（gāng）的（de）流量（多餘流（liú）量通過溢流（liú）閥流回油箱），從而（ér）控製液壓缸的運動速度，這（zhè）種形式稱為節流調速。也可用改變液（yè）壓泵（bèng）輸出流量來調速，稱為容積調（diào）速。
②同步回路（lù）：控製兩（liǎng）個或兩個以上執行元（yuán）件（jiàn）同步運行的回（huí）路，例如采用把兩個執行元件剛性連接的方（fāng）法，以（yǐ）保證同步；用節流閥或調（diào）速閥分別調節兩個（gè）執行（háng）元件的流（liú）量使之相等,以保證同步；把液壓缸的（de）管（guǎn）路串聯,以保證（zhèng）進入兩（liǎng）液壓缸的流量相同，從而使兩液壓缸（gāng）同步。
3.方向控製回路
在液壓係統中, 起控製執行（háng）元件的起（qǐ）動、停止及換向（xiàng）作用的回路, 稱方向控製回路。方向控製（zhì）回路有換向回路和鎖緊回路。
三、液壓傳動（dòng）係統中節能技術的應用技術與意義探討
根據液壓傳動的係統的工作原理可知，一般情況下係統工作過程中的能量轉換過程主要有電能、機械能和液壓能，在運行過程（chéng）中（zhōng）能（néng）量的損耗主要表現（xiàn）在能量的轉（zhuǎn）換過程中，因此，要想實現液壓傳（chuán）動係統（tǒng）的節能和高效運作，關鍵要減少係（xì）統運作是的各種壓力（lì）、阻力和流量損失來（lái）提高回路的運（yùn）作效率。液壓係統的傳動效率主要由係統的能量轉換效率和原動機效率（lǜ）兩部（bù）分組成，兩者的作用效果會受到液壓泵、執行（háng）元件以（yǐ）及回路壓力等（děng）諸多因素的多重影響，通過對液壓傳動係統的全方位（wèi）分析可（kě）以看出，液壓傳（chuán）動係統運行效率的提高主要是減少原動機和液壓泵（bèng）等機械設備運行過程中的能量損失，以及（jí）減少運作過程中的過（guò）剩壓力和過剩流量。
基於以上對液壓傳動係統節能原理的分析，在實際運（yùn）行過程中（zhōng）節（jiē）能技術在係統中的應用主要可以從以下幾個方麵來（lái）實現：
1.選擇（zé）合理（lǐ）動力源，提高係統的（de）回路效率。通過前麵的分析已經得出液（yè）壓係統損耗較高的主要（yào）原因是係統及設備（bèi）運行過程中產生大量的壓力、阻力和（hé）流量損失，一般來說，不同的動力（lì）源在不同的工作（zuò）情況（kuàng）下的能耗損失不盡相同，因此，要想使液壓傳動（dòng）係（xì）統更加（jiā）節能，選擇匹配程度高的動力源是（shì）一種行之有效的解（jiě）決手段（duàn），從（cóng）目前液壓傳動係統使用的動力源種類來看（kàn），使用最為廣泛的是定量泵恒壓源，其操作簡便但匹配程度（dù）較低，液壓動力需要借助定量泵才能發（fā）揮作用，也存（cún）在（zài）匹配（pèi）程度較低等問題，但其並不（bú）適應在長期高壓環境下運轉，因此泵的使用壽命相對（duì）較長，有一定的發展前景；流量動力源需借助流量（liàng）泵，但（dàn）流量泵價格昂貴，調（diào）試過程（chéng）十分複雜（zá），應（yīng）用不太廣泛；功率動力源是匹（pǐ）配程度最高的，能耗較低，它需（xū）要質量較高且昂貴的功率適應（yīng）變量泵，通過負載多變的功率係（xì）統來發（fā）揮其功（gōng）能，因此，推廣過程存在一（yī）定的難度。
2.提高能量轉換率，合理選（xuǎn）擇操控元件及（jí）管理係統。能量轉換效率與係（xì）統運行的諸多因素有關，液（yè）壓泵的工作效率從根本上決定了係統的能量轉換率，因此，節能技術在提高能（néng）量轉換率的方向上可以通過提高係（xì）統運行過程中的部件（jiàn）質量或者開發新型部件等方式來實現，例（lì）如（rú），定量泵加液壓缸組成的迅速回（huí）路能夠使（shǐ）相應的閥門及時高效的發揮（huī）作用（yòng），這（zhè）種回路能夠自動（dòng）調節液體流量並改變壓力大小（xiǎo），極大地改善了係（xì）統的運作性能，除此之外，還可以以集（jí）成的方式進行連接以減少係統壓力方麵的損失；選取壓力小、可持（chí）續操控的電液（yè）比例操控閥，憑（píng）借計算機輸出（chū）的數據信（xìn）息來操控液壓係統的壓力等多種方式來提高係統（tǒng）的能量轉換率。
3.研發及利用節能回路，提高係統工作效率。節能回路的工作目的主要是用（yòng）最少的熱能輸出來完成定（dìng）量的工作，具體的（de）一（yī）些操（cāo）作方法（fǎ）比如選取合適的控製元件和（hé）動力元（yuán）件等，液壓源也就是以（yǐ）上提到的動力源，在選擇時需要注意根據液壓係統的實際操作條件來合理匹配，且在應用過程（chéng）中可以和管路係統的優化相結合來降（jiàng）低回路壓（yā）力，提高係統的工作效率，除此之外，可通過合理選用控製元件及係統管路來提高（gāo）回路效率，但由於各類控（kòng）製元件在不同液壓傳動係統的最大（dà）壓力和流量均有所不（bú）同，在控製元件的選擇（zé）方麵應當考慮係統自身的操作條件，比如減少和縮短彎頭（tóu），優化係統管路等來實現係統工作效率的大幅提升。
四、液壓傳動係（xì）統教學設備的（de）推薦與介紹
本裝置（zhì）（內泵站）是根據《液壓傳（chuán）動》《液壓原理》《機械基礎》等教材內容要求和國內液壓元件特點（diǎn），由控製回路，壓力控製回（huí）路，速度控製回路，順序控製回路等（děng）基本功能回路組成。本演示係統通過對以（yǐ）上四大基本功能的十八種基本控製回路的實驗演示，使（shǐ）學生能熟識常用液壓元件的結構，性能及用途，掌握十幾種基本回路的（de）工作過程及原理（lǐ），提高（gāo）學生故障處理及解決問題的能力，在實驗演示中得到啟（qǐ）發，引發興趣，利用它可以對本產品所提供的各種元件容限內（nèi）的其它油路進行實驗（如圖設（shè）計，畢業設計）。
一）主要技術參數：
1.電源：AC220V 50Hz
2.直流（liú）電源：輸入AC220V ； 輸出DC24V/2A
3.可編程控製器（PLC）：三菱FX1S－20MR主機 12輸入 8輸出（繼電器輸出方式）
4.液壓實（shí）訓油泵電機功率：250W 配有專用的穩壓直（zhí）流電機（jī）調速器調速範圍：0－1700r/min
5.實訓（xùn）工作時離液（yè）壓實訓台1.5m遠處：噪聲≤58dB。
6.實訓油路液流壓力要求需0.5－1Mpa（油泵最（zuì）高壓（yā）力（lì）：Pmax=2.5Mpa）
7.電磁換向閥：AC24V 吸力3Mpa
8.實訓裝置外型尺寸：1500mm×650mm×1750mm
二）主要特（tè）點：
1.本裝置主要由實訓（xùn）桌、實訓台、液壓（yā）元件和電（diàn）器控製器件（jiàn）、可編程控製器（PLC）等組件組成。
2.實訓桌、實訓台為鐵質雙層亞光密紋噴塑結（jié）構，實訓桌櫃內存放液壓元件（jiàn）等。
3.配備全常用液壓元件：每個液壓元件均配（pèi）有安裝底板，可方便、隨意地將液壓元件安放在鋁合金型材麵板上（shàng）（麵板帶“T”溝槽形式的鋁合金型材結構）。油路搭接采用（yòng）快換接頭，拆接（jiē）方便，不漏（lòu）油。
4.實訓元（yuán）件均為透（tòu）明有機材（cái）料製成，便（biàn）於了解掌握幾十種常用液壓（yā）元件的結構，性能及用途。掌握幾（jǐ）十種（zhǒng）基本（běn）回路的工作原理，實（shí）訓組裝回路快捷、方便。
5.通過機械控（kòng），傳統繼電器控製，先進（jìn）的PLC自動控製與PLC編程及監控技術於一體，靈活實現其功能。
6.實訓控製單元也可以采用獨立的繼（jì）電器控（kòng）製單元進（jìn）行電氣控製，通過比較，突出PLC可編程序控製的（de）優越性和先進性，加深（shēn）對PLC編程（chéng）器的了解與掌握。
三）透明液壓PLC控（kòng）製基本實訓回路（lù）：
1.用手動換向閥的換向回路。
2.用中位機能換向閥的用鎖回路。
3.用液控平向閥的閉鎖回（huí）路。
4.壓力（lì）調定回路。
5.二級壓力（lì）控製回路。
6.用減壓閥的減壓回路。
7.用增壓（yā）缸的增壓回路。
8.用H型換向（xiàng）閥的卸載回路。
9.進油節（jiē）流調速回路。
10.回油節流調（diào）速回路。
11.調速齒輪泵的換向（xiàng）調速回路。
12.調（diào）速（sù）齒輪泵和調速閥組（zǔ）成的複（fù）合調速（sù）回路。
13.流量閥短接的（de）速度換（huàn）接回路。
14.用調速（sù）閥串連聯的二次進給同路（lù）。
15.用調速閥並聯的二次進給同路。
16.用順（shùn）序閥的順序動作回路。
17.用壓力繼電回的順序動作回路。
18.用行程開關控製的順序動作回路。
19.用行程換向閥的順序動作（zuò）回路。
20.串聯液壓缸的同步回（huí）路。
21.用先導型溢流閥控製的換向回（huí）路。
22.PLC編程（chéng）軟件（jiàn）學習（xí）和（hé）使用
23.PLC與（yǔ）計算機的通訊，在線調試（shì）、監控
24.PLC控製的液壓基本回路實訓（優化（huà）控製）
五、結束語
液壓傳動係統是完成《液壓與氣動（dòng）傳動》課程實驗場所，通過液壓傳動（dòng）實訓設備的實驗幫（bāng）助學員加（jiā）深理（lǐ）解和鞏固課程中所學的基本概念和理論，掌握基本常用液壓、氣（qì）動元件（jiàn）的特性，熟（shú）悉傳動基本回路和基本傳動係統的組成和工作（zuò）原理，液壓傳動實（shí）驗台培養學員（yuán）觀察能力和分（fèn）析能力（lì），以及掌握所學知識解決實際問題的（de）能力。實現計算（suàn）機聯網教學，可視化展示誤差分析評定結果，使實驗更具科學、嚴（yán）謹、合理性。
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