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    液壓系統設計和元器件選型雜談——初入液壓行業者的...

    來源:http://www.alemdascurvas.com/ 人氣: 發表時間:2017-02-27 11:34:13

    作者:Hzdfyy,文章整理:迷路的放牛娃

     

    本人從事多年的液壓系統設計和元器件的銷售現在有一些空閑時間,特整理一些這些年的從業經驗供初入液壓這一行的新手參考。因內容比較多,我將分次書寫。在此也請液壓行業的高手們和我一起把你們的寶貴經驗也寫出來傳授給那些初學者。

     

    初入行者可先從設計液壓站開始。最基本的液壓站含有以下幾個關鍵元件。液壓泵,溢流閥,換向閥。液壓泵提供動力源,溢流閥提供液壓系統安全保正,又稱安全閥。換向閥用于控制液壓執行機構的工作(油缸,油馬達)。下一節從如何選液壓泵(油泵)開始講。選油泵主要二個參數,壓力和流量。先說壓力。如果你的油缸只要輸出1 到2 噸的力,你可選2.5MPa 的齒輪泵。因為這個系列的油泵價格低,性能可靠。如果你的油缸要輸出3 到5 噸的力可選7MPa 左右的變量葉片泵,這種泵自身帶有溢流裝置,在做液壓站時你可以省去溢流

    閥,這不僅是省一個溢流閥的問題,在做液壓站時還能簡化油路。

     

    如果你的油缸要輸出 10 噸左右的力,可選20MPa 的齒輪泵。如果要輸出的力在15 噸以上一般只能選柱賽泵了。油缸能輸出的力和油泵輸出的力是成正比的。也就是說在油缸直徑相同的條件下,油泵壓力越大油缸能輸出的壓力也越大。這樣一來有的初學者可能不管什么情況都選柱賽泵。但這是不行。

     

    不能一味選高壓泵的原因。一是價格問題,一個有品牌 2.5MPa,10 升的齒輪泵只要100 多元,而一個有品牌31.5MPa,10 升的柱賽泵要上千元。二是體積問題,柱賽泵的體積要比齒輪泵大十多倍。重量也要重十多倍。這好比只要用一顆子彈就能解決的問題你卻使用了一顆炮彈。有關流量的問題我在下一節講。

     

    前面我說過在油缸直徑相同的條件下,油泵壓力越大油缸能輸出的壓力也越大。相同的原理在油缸直徑相同的條件下,油泵流量越大油缸能輸出的速度也越快。有關流量這個詞,有二個物理量初學者一定要搞清楚。一個是排量,一個是流量。一般油泵上標注都是排量。而流量是指這個油泵在1 分鐘內能輸出的物理量,一般用:升(L)作單位。而排量是指這個油泵每一轉能輸出多少物理量,一般用:毫升(ml)作單位。

     

    在設計液壓系統的公式中多數是用流量: L/min (升/分鐘)這個參數。這在計算時就需要根據選用的電機轉速來確定你的流量了。這一節有些概念對有些初者來說可能有些難懂。社友們要是有什么疑問可以在此提出來也可以來信詢問。

     

    選油泵的流量和電機的轉速是有密切的關系的。因常用的電機有1000 轉/分鐘(1000r/min),1400 轉/分鐘(1400r/min),2800 轉/分鐘(2800r/min)。這樣的話你在選泵時就一定要考慮選多少轉速的電機。只有這樣你才能選定多少排量的油泵。

     

    舉例說明一個選型步驟。要設計一個液壓站,已知需要流量是27升(為了簡化問題先不考慮壓力問題)。這里說的27 升實際是指27L/min(每分鐘油泵輸出的流量)。在液壓行業電機選用四級(4P)的比較多。4P 的電機轉速為1400r/min 左右。油泵的標注的一般都是排量,這樣你就要匹配好油泵和電機。4P 電機1400r/min 我就選一個20 排量的油泵。這樣20mlX1400=28L/min,這樣就能滿足我們的選型要求,選一個20ml/r的油泵。但現在市場上比較流行的臺灣系列變量葉片泵他們的標法又和我們大陸不一樣,他們泵上標的是電機在1800r/min 時的流量。初接觸者一定要注意,如果你買一個臺灣人稱為20 升的油泵,實際上和我們大陸是不一樣的。

     

    油泵排量定下來后,選型要考慮以下一些因素,能選低壓的就不要選中壓的,能選中壓的就不要選高壓的。從價格上來說排量在10 升左右的泵,低壓泵只要100 多元錢,中壓葉片泵要300-700 元,高壓柱塞泵要上千元。(我指的都是品牌泵的參考價格)低壓系統工作的可靠性相對高壓系統來說可能還要高一些。另在選排量時不是任何排量都有的。常規的油泵主要有以下一些規格。。2.5ml/r,4ml/r,6ml/r,10ml/r,12.5ml/r,14ml/r,16ml/r,20ml/r,25ml/r,32ml/r,40ml

    /r,50ml/r,63ml/r,80ml/r,100ml/r,125ml/r,160ml/r,250ml/r,

     

    不管是低壓,中壓還是高壓泵大家的流量設置都是大同小異,主要就是我上面說的一些規格。在壓力設置上面比較常見的有2.5MPa 級,6MPa 級,20MPa 級,31.5MPa 級等。CB-B 系列齒輪油泵就是2.5MPa級的。流量有2.5ml/min-125ml/min 等多種規格。價格在100 多元到300多元不等。這個系列的油泵是我國國內最早的液壓件產品之一。經過幾十年的完善和改進,是一種非常成熟的產品,另外這個產品的定價還是上世紀90 年代的計劃經濟時的國家定價,我從90 年代從事液壓行業以來這個價格就沒有漲過。如果你們設計的液壓系統輸出的力不大這個系列的油泵應該是首選。另外如果設計高低壓泵雙泵系統時也建議成為首選油泵。

     

    YB1-系列葉片油泵就是6.3MPa 級的。流量有2.5ml/min-100ml/min等多種規格。價格在300 多元到600 多元不等。這個系列的葉片油泵也是我國國內最早的液壓件產品之一。經過幾十年的完善和改進,也是一種非常成熟的產品,這個產品的定價也還是上世紀90 年代的計劃經濟時的國家定價,從90 年開始這個價格就沒有漲過。但如果要選用這個系列油泵要注意以下一些問題,這個系列的油泵額定轉速是1000 轉的。這樣你選和它相匹配的電機時只能選用6P(6 極)電機,這會導致液壓站的成本增加。另外不太適合冬天在露天工作,因為泵是葉片結構,冬天液壓油太厚導致葉片甩不出來使液壓站工作不起來。我在剛開始時經常碰到這個困惑,在冬天賣出去的葉片泵拿去裝上后不出油,換一個還是不出油。拿回來檢測確沒有問題。

     

    shaokuang 葉片泵確實有這個問題,有時新泵因為存放時間長了,葉片被黏住了,上去也不行。

     

    現在市面上有一種臺灣系列的變量泵,壓力是 7MPa 級的,這種泵自己帶有溢流裝置,一但使用壓力調定,當液壓系統達到調定壓力后雖然電機還在繼續工作但油泵輸出已接近為零,只有少量的油會從油泵的溢流口中流出。社友shaokuang 提出疑問“變量葉片泵自帶溢流裝置流量能滿足滿流量嗎?”我經過實驗是完全可以的。我公司每年要用這種泵做出去200 多臺簡易的液壓站,我都沒有再在系統中使用溢流閥,這么多年來沒有因為溢流閥的問題出現過故障。


    有社友請教,液壓系統發熱可以從哪些方面去改善?


    首先查看一下執行機構沒在工作時,你的高壓油是否能夠在沒有高背壓的情況下回到油箱里。最好能控制在5 公斤以下。越低越好。有可能的話最好能停止電機工作。

     

    目前在中小流量、中低壓的液壓站上使用這種臺灣系列的變量葉片泵已成為國內的主流方向,雖然它的價格比同類的YB1 系列葉片泵要高一些,但是用它來做液壓站可以省去一個溢流閥并可簡化整個油路結構,這樣一來總體使用成本比用YB1 系列的還要低(用YB1 需配6P電機,在價格上比配4P 電機要高一個級別)。但這個系列的泵只有中小流量的,最大的流量只有40 升。而且這個標稱是在1800r/min 下的物理量。這類泵目前市場價格在600 至900 左右(根據流量大小不同價格也不同)。社友們不要去市場上買特別便宜的泵,這種泵可靠性很差如果做成產品售出去就麻煩了。

     

    如果要選 40 排量及以上,壓力在6MPa 左右的葉片泵,建議選YB1系列的。因從性價比上來說它是比較高的,100 排量的也就600 來元錢。這個價格還是在計劃經濟年代定的價格。選20MPa 等級的油泵現主要有齒輪泵和葉片泵二種。從價格上來說中小排量的齒輪泵便宜,大排量的價格差不多。特大排量的(大于100 毫升的)只有選葉片泵,葉片泵有的系列有每轉有數百毫升的。

     

    20MPa 等級的油泵是選齒輪泵好還是選葉片泵好,這個要看具體的要求和自己的喜好。齒輪泵工作可靠性相對來說要比葉片泵可靠。特別是中小排量的齒輪泵。葉片泵除了天冷容易出問題外還有一個情況就象上面一個社友說的,一個液壓站長時間不用里面的液壓油會變厚,使用時會打不出油來,表現出來的現象就是液壓站沒有壓力。我們現在有的液壓站出口去國外。往往從交貨到他們開始使用這中間要隔半年以上時間。有的可能拿去幾年都不用。當然從深層次方面講,葉片泵也有噪音小,油的脈動性小等優點。但我在選型時如果沒有特別的情況一般喜歡選齒輪泵。這類泵的價格大概在300-600 元之間。葉片泵一般要高于這個價格大約在500-1000 元之間。以上指的是排量在30 以下的。如果大于這個排量價格就不對了,特別是100 多升,200 多升的葉片泵進口的

    都要幾千元到幾萬元。

     

    液壓系統雙缸或者多缸同步是一個比較麻煩的事,我是用同步閥或同步馬達來解決問題的,其他也沒有什么再好的方法。如果需要油缸輸出幾十噸幾百噸的壓力。則只能選31.5MPa 的高壓柱塞泵。


    前面有社友問設計時是用低壓泵配大缸徑的油缸好,還是用高壓泵配小缸徑的油缸好?在實際使用中如果輸出壓力在幾十噸到幾百噸的情況下只有選高壓泵一條路。因油缸缸徑一大價格是按幾何級數上升的。而高低壓泵的價格只是按算術等級上升的。


    舉個例:現已知液壓系統需要輸出20 噸力,現選一個2,5MPa,一個31MPa 的泵。看一下它們都需要選多大缸徑的油缸才能滿足使用要求。經過相關公式計算(相關公式以后章節中我會講到,也可自已到網上查一下)。一個需要Φ320 缸徑,另一個只需Φ100 的缸徑。在市場上Φ320X500 的油缸參考價格是1.7 萬左右。而Φ100X500 的油缸參考價格是1700 元左右。


    這個例了可以知道為什么工程機械上用的都是高壓泵(工程機械上用的都是進口高壓泵,有的壓力可以達到40MPa。)不管你選用什么壓力等級的油泵有點要注意,不要在油泵最高的許可使用壓力下長期連續工作。一般最好只使用到最高壓力的7 到8 成。如果這時候你還達不到你要輸出的壓力。則只能用放大油缸直徑的方法解決。現在市場上在銷售的一些所謂的超高壓泵。大家不到萬不的己的話盡量不要選,因國內的材料不過關,用不了幾次就壞掉。非選不可建議選進口的。如哈威等名牌。只是價格高的很。但一分錢一分貨。雖然

    價格要高10 多倍,但是使用壽命肯定要比國產的高20 多倍。

     

    油泵和電機的連接,傳統方法都是用油泵支架和連軸器連接,這二個元件安裝需要同心,這個指標對于初學者來說不太容易撐握,需要經過一定的訓練。油泵和電機安裝要是不同心的話會快速地使油泵電機損壞,噪聲加大,電機油泵發熱。有時候液壓站很容易發熱這也是一個原因。一般安裝完油泵電機組后需要用千分表檢測一下。要求表的跳動量不超過10 絲。如果沒有這個條件也一定要手轉動一下,感覺一下有沒有明顯的卡死角度。近年市場上流行一種油泵專用電機,它和常規電機不同之處是它的電機軸是凹進去的,安裝時只要把油泵的軸插進去就行了,電機上已為油泵做好了定位止口和固定孔。使用起來非常的方便,也不再需要專業工人來組裝油泵和電機了。它的不足之處就是這種電機一般都沒有現貨,需要事先定貨。

     

    這段時間天氣大熱,有的客戶用的液壓站也發熱利害,有的甚至熱到不能使用。這其中的原因有些是由于后天使用不當造成的的,但大部份是由于是設計不當造成的。

     

    液壓站為什么會發熱?根源是電機的動能轉換成了熱能。設計時要千方百計的相辦法不要讓電能轉變為熱能,要讓電能轉變為機械能。

     

    我碰到過這么一個實例,有一個用戶有一臺皮革滾花機械,液壓站發熱很利害,到了夏天下午就熱的不能再用了。叫我去看一下。這種機械的結構就是用二個油缸壓一個滾筒,皮革從二個滾筒之間穿過進而壓出花來。因要求二個油缸的壓力要很平穩,在14MPa 的壓力下只能差正負2KG。原設計者就用了一個1.5 排量的高壓泵通過一個減壓閥,用一臺1.1KW/4P 的電機不停的工作來保證壓力的穩定性。這種結構是很容易產生大量熱量的,因電機在不停的工作,99%的多余液壓油都需要從溢流閥中回到油箱里去,從而產生了大量的熱量,使油溫不繼的升高。后來我給它改成了用保壓閥加傳遞感器的方法來解決這個問題。因我改后的液壓站一天中電機開啟時間極短,切斷了熱源的產生液壓站自然就不會再發熱了。

     

    設計液壓站時油箱的體積也不能過小,體積過小不利于散熱,如有條件是越大越好。要是沒有條件則要保證油箱的容積要大于液壓站流量的7 倍以上。如一個液壓站額定流量是10 升,則你的油箱就要有70升。如果使用高壓泵時電機功率比較大這個油箱還要做大。有的社友可能看到過有的進口液壓站它們的油箱做的很小也不會發熱。這是因為它們的液壓泵性能比較好。如有的孌量泵從曲線上看是你調定一個壓力,油泵一但打到這個壓力它的流量就會降到零,這樣油泵就不會打出油來,也就保證了油不會流到溢流閥里去從而產生熱量。國內生產的油泵從使用說明書上看和它們的一樣,但實際上曲線上的指標是完全達不到的。你要是也做成這么小的油箱后面的事情就慘了。

     

    在設計液壓站時一定要千方百計的避免把從油泵里打出來高壓油從溢流閥里流回到油箱中,這是液壓站最大的熱源產生原因。有的社友可能誤認為自己的液壓站是因為工作太頻繁而產生熱量,其實這是不對的,這時候電能大部分都轉換成了機械能,因而并不會使液壓站快速的發熱。設計液壓站時,如果這臺液壓站只有一個控制閥,要是無特殊要求的話選閥蕊就盡可能選H 或G 型的(立士樂系列標準)。這樣的話可以使高壓液壓油能不通過溢流回到油箱中。如果是比較復雜的液壓站則可以選用電磁溢流閥來避免讓高壓油從溢流閥里流回到油箱中。其它如進出油管太細,濾油器太小等等因素也都會引起液壓站發熱。


    總結一下如何在設計時避免液壓站發熱、一、是在液壓站不工作時,有可能的

    話要停止電機工作。二、要是做不到停止電機工作則一定要避免高壓油從溢流閥流回油箱。假如你碰到以下這種情況,有一個小液壓站熱到下午就不能工作了,產品又一定要交貨,告訴大家一個救急的方法就是用幾個可樂瓶灌上水,冰成冰放入到油箱中。這個方法或許能解一下你的燃眉之急。

     

    設計一個液壓系統主要要注意三個指標,一是壓力,你設計出來的系統要能夠推動(或壓得動一個物體)。二是流量,油缸運動或油馬達轉動的速度要能夠滿足你的要求。第三個指標初學者最容易忽略,就是液壓系統發熱問題。并且不知道發熱產生的原因。


    我碰到過這么一個案例。有一個用戶做壓磚機,老板是搞機械出生,對液壓懂一點,但不精通。自己設計了液壓站給壓磚機配套,設計時根本就沒有考慮液壓系統發熱問題,自己試壓了幾次也都感覺良好。于是開始批量投產并且銷了出去。過了一年左右的時間用戶紛紛的去找他要求解決發熱問題,因天氣一熱機器根本就不能工作了,開始時他到我處買風冷器加上去來安撫用戶,但在夏天本身氣溫就達到40 度,他系統使用的是定量齒輪泵,在回油口加一個風冷器。我當時就認為加這個風冷器和沒有加是差不多的,說不定加還不如沒有加的。因加了風冷器后會使回油背壓升高。果然加了以后根本就不起作用。到后來只能從新改制液壓站。

     

    有關液壓系統發熱,很多初入行者都會有這么一個認識誤區,認為是油缸工作頻率太快,摩擦產生的熱量導致液壓油發熱。我碰到過這樣一個案例。有一個企業自己開發一臺高速液壓沖床,有8 八個沖壓缸,缸徑90,行程50。設計沖壓速度為每秒1 次,每分鐘60 次。制作完工后測試時發現以下一些問題,一是液壓站發燙,二是速度達不到設計要求。后來他們花了2 萬多元買了一個國產的制冷器還是解決不了問題。


    我去看了以后根據他們的要求重新設計了液壓系統。他們原先使用的是25 排量的國產定量柱塞泵(注意這個物理量是排量,不是流量),這個流量經過計算是明顯的不足,我把它改成了38 排量的恒流變量柱塞泵。

     

    電機沒有動使用15KW-4P 電機,油箱也沒有變,用了3 大筒液壓油。改造后經測試達到設計要求,并且根本就不需要加裝任何冷卻器。為什么這里只是換了一個油泵就能達到設計要求了呢?分析一下原因,一是流量計算有誤,這個不難一般的人只要套一下有關的公式就可以計算出來。第二個問題是選用國產定量柱塞泵,它在任何時候輸出的功率都是恒定的,在他們設計的油路系統中雖然也設計有電磁溢流閥的。但因為這個系統工作頻率太高,在高頻工作的狀態下電磁溢流閥根本就來不及打開泄壓下一個動作已經跟上來了。但在二個動作切換的過程中還是有高壓油從溢流閥里通過產生高熱量。而我用的柱塞泵是在壓力達到設定好的值后流量就自動的變為0,所以也就不會有高熱產生。當然油缸高頻率的工作也會產生一定的熱量,但在設計的時候這個熱量你處理的好

    還不至于到非得加冷卻裝置不可的地步。

     

    總結一下上面這個案例,我設計系統選型時選這個泵是關鍵的。以前的設計者也懂得用電磁溢流閥的原理。但他沒有考慮到電磁溢流閥的響應問題,結果這個電磁溢流閥裝在那里形同虛設,一點也沒有起到作用。雖然這個進口泵價格不非,但也沒有超過一萬。用了它可以省去一個2 萬多元的油冷卻器,這也是劃算的。這個設備其中有一套賣到南非去,在那里他們也沒有用冷卻器,到現在已經用了有5 年多,也沒有出過什么問題。他們只是來買過一些油缸密封件。社友“w91678 說, 你這么用泵壽命也不長” 不知有何依據?順便說一下這種高速系統用的電磁閥國產的可能響應速度是跟不上了,以選進口的為好。

     

    不管液壓系統上用什么油泵都應選配合適的濾油器,一般情況下齒輪泵和葉片泵可配100μ左右精度的吸油濾油器,柱塞泵要配10μ精度左右的管道過濾器或回油過濾器。國產的柱塞泵說明書上都有說明是不充許裝吸油濾油器的,因柱塞泵吸力大,在吸油口裝上濾油器后會影響吸油功能,使油泵工作時噪音加大,油泵發熱。濾油器流量必須選系統流量的三倍以上,有條件的話是選的越大越好。柱塞泵一定要用10μ精度左右的管道過濾器或回油過濾器。我時常碰到一些客戶到我們公司買柱塞泵,買去后短的用個幾個月,長的用個一二年就壞.我仔細的了解了一下他們的使用情況,他們有一個共性就是基本上都是不用濾油器或只使用吸油濾油器的。碰到這種情況我都會叫他們加裝一個回油過濾器。


    液壓系統發熱有時候和選用的濾油器太小也有直接的關系,特別是在與柱塞泵流量的選配上。你一定要選系統流量的三倍以上。在液壓站調試時,你可以模一下濾油器是否發熱,如果這時候就發熱了,你就的趕緊換大些的濾油器,因為濾油器用一段時候濾蕊臟了還會導致背壓進一步上升至使液壓站的油溫升高。

     

    不管液壓系統上用什么油泵都應選配合適的濾油器,一般情況下齒輪泵和葉片泵可配100μ左右精度的吸油濾油器,柱塞泵要配10μ精度左右的管道過濾器或回油過濾器。國產的柱塞泵說明書上都有說明是不充許裝吸油濾油器的,因柱塞泵吸力大,在吸油口裝上濾油器后會影響吸油功能,使油泵工作時噪音加大,油泵發熱。濾油器流量必須選系統流量的三倍以上,有條件的話是選的越大越好。柱塞泵一定要用10μ精度左右的管道過濾器或回油過濾器。


    我時常碰到一些客戶到我們公司買柱塞泵,買去后短的用個幾個月,長的用個一二年就壞.我仔細的了解了一下他們的使用情況,他們有一個共性就是基本上都是不用濾油器或只使用吸油濾油器的。碰到這種情況我都會叫他們加裝一個回油過濾器。液壓系統發熱有時候和選用的濾油器太小也有直接的關系,特別是在與柱塞泵流量的選配上。你一定要選系統流量的三倍以上。在液壓站調試

    時,你可以模一下濾油器是否發熱,如果這時候就發熱了,你就的趕緊換大些的濾油器,因為濾油器用一段時候濾蕊臟了還會導致背壓進一步上升至使液壓站的油溫升高。


    油缸,油泵和輸出的壓力可以用以下的關系估算出來,油缸輸出力=油缸直徑的平方X 油泵實際使用壓力X0.785。它們的單位是:公斤(KG),厘米(CM),公斤(KG)。例如,現在有一個設備需要輸出9 噸的壓力。我們可以套用以上的公式:9000(公斤)=油缸直徑的平方X油泵實際使用壓力X0.785。從這個公式中可以看出輸出力一定,你就可以根據你的具體情況宗合選用相關的元配件。如我已有一個現成的直徑是80 毫米的油缸。9000=(8X8)X 油泵實際使用壓力X0.785。整理后得出:油泵實際使用壓力=9000/50.24=179.14KG。因此需要選壓力等級20MPa 以上的齒輪泵或柱塞泵。以上的估算公式理論依據來源于機械工業出版社出版的機械設計手冊第5 冊。因我們以前使用的物理單位和現在使用的物理單位有些不同,但我又用習慣了在些,在此只能請有需要的社友就湊合著用一下吧。


    這個公式由于每個人的書寫和閱讀習慣不同會產生不同的變形格式,但計算出來的結果都是相同的。這個估算公式經過我20 多年的使用沒有出過任何問題,是一個經過理論和實踐證實都正確的公式,社友們放心去用好了。使用這個公式大家一定要注意公式的物理單位,不要搞錯了。有人剛開始設計液壓站要是吃不準的話你可以發我郵箱來咨詢我一下。

     

    液壓閥的選型:我國使用的液壓閥經歷了三代。最早是根據前蘇聯的標準,使用壓力一般在6.3MPa 以下。具體的國內標準稱為“廣研型”,這個系列的液壓閥在我國早期的機床等液壓系統中廣泛的使用著,目前在許多機床行業還在使用。使用這個系列閥優點是工作可靠性好,價格低廉(還是上世紀90 年代的價格)。缺點是只能用在6.3MPa 以下的液壓系統中,另外市場上沒有商品級的油路集成塊供應,要做液壓站要自己做集成塊。雖然這個系列的閥工作性能可靠,但市場上已幾乎買不到質量比較好的產品,因這個系列的閥價格還停留在上世紀90 年代的價格。國內大廠已全部不做了。如有質量比較好的產品也都是給做設備廠配套用的,市場上不會流出來。

     

    這個系列的液壓閥建議初入液壓行業者不要再選用。因這是一種快淘汰了的品種,但是作一些了解還是需要的。因為國內的一些老的機床設備還需要維修。另外要是有一些液壓站如果壓力需要調到很低(1MPa)以下,則也可以考慮使用這個系列。根據我的使用經驗現在市場上流行的“力士樂”系列在1MPa 以下這一段區間還不過關。


    有一次有個用戶要求系統減壓到0.5MPa,我換了多個“力士樂”系列閥都達不到用戶的要求,最后還是換這種老閥才解決問題。當然我使用的不是“力士樂”原裝閥。

     

    我國流行的第二代液壓閥是在上世紀 80-90 年代。當時主要是隨著高壓液壓泵的出現,使用壓力在6.3MPa 以下的液壓閥顯然跟不上要求。這時國內就定出來一個“上海型”標準,這個系列的液壓閥壓力等級普遍的可以達到21MPa 到31.5MPa。但當時定這個標準時并沒有向ISO 國際標準看齊,閥的安裝尺寸和國際標準不一樣。如有一個上海型的換向閥型號是34BM-B10H-T 它就不能和34BM-H10B-T 互換。這二個型號不注意看,一眼看上去差不多,但二個閥的安裝尺寸完全不同,只有后者可以和目前流行的國際標準通用。這一類閥在老式的機器上還在使用,如搞維修一定要注意看清楚型號不要搞錯了。

     

    這個系列的閥目前已被淘汰,只是在一些老機器上還在用。國內已沒有大型的液壓件廠在生產。所以大家在設計時不要再作為選型的對象。現在設計液壓系統時建議大家要選用符合ISO 國際標準的閥。目前這些國際標準已廣泛的被工業發的達歐美國家所接受,進口的機器已全部使用了這些標準。如比較知名的液壓件品牌:力士樂(REXROTH),威格士(VICKERS),油研(YUKEN)等都使用了ISO 國際標準。現在如果液壓閥選型,一定要選用符合ISO 國際標準的液壓閥。市場上流行的歐美系列,日本臺灣系列,均采用這種標準。


    國內各個大的液壓閥生產廠也都用這個系列,如上海立新,北京華德等。雖然各個液壓廠的型號不一樣,但所有的安裝尺寸都是統一的。買閥時可根據閥上

    的液壓圖來選購。只要液壓圖是一樣的,大小是一樣的,你盡管買來替換上去就可以了。有些人可能會說我買來的液壓閥上面沒有液壓圖。那么你買的一定是小廠生產的產品。可以這么說任何一個品牌廠商生產的液壓閥上一定會有液壓圖。在這里順便告訴一些初學者在替換6 通徑電磁閥時一定要注意一下4 個安裝孔位置分布是T 型的,二孔和二孔之間是不對稱的。這是為了防止你安裝時180 度方向換錯。而不是你買錯了換向閥。

     

    另買換向閥一定要買品牌產品,因換向閥的指標是可靠性,小廠生產的換向閥也能使用,但它很容易卡住,如果是自己用拆洗一下就可以,但如果做成產品你買出去就慘了。以前國內的品牌無法和進口的相比(我們做過實驗)。現在據說已經找到了問題的關鍵(聽說是力士樂公司的一個退休工程師透露出來的)。

     

    最近一段時間經常接到客戶的電話訴說自己的液壓機昨天晚上下班時還好好的,早上來上班就開不出機器了。經我詢問所有的機器都是選用葉片泵。現在天氣冷起來了,液壓油也沒按要求換成32 號的。所以就會產生機器開不出來的情況。在這里提醒一下各單位搞液壓設備的技術人員不要一開不出機器就大動干戈,如果液壓泵是選用葉片泵的,你可以等天氣暖和起來再開機試試。如果經常碰到這種情況,建議馬上換一下適合冬天用的32 號液壓油。要是還不行就再花上幾十元錢加裝一支電加熱器。

     

    液壓系統中液壓馬達(又稱油馬達)是液壓系統中一個重要的液壓執行元件。論壇上有關這方面的論述比較少。現先把一些常用的相關公式列一下,再找時間舉例說一下如何應用。


    1、實際轉速 N=Qsη/V,式中:

    Qs---為實際流量(L/min))

    V---馬達排量(L/r)

    η---容積效率(一般取0.9)

     

    2、實際扭矩 Ts=Pvη/2π

    式中:Pv---工作壓差(MPa)

    η---機械效率(一般取0.9)

     

    3、馬達實際輸出功率 PS=NT/9550

    注 2π=2X3.1415

     

    液壓馬達是通吸收液壓油的能量轉換成我們需要的扭矩,它和液壓油缸一樣通過吸收液壓油的能量轉換成直線運動。液壓馬達和電馬達(電動機)一樣可廣泛的應用在需要提供扭矩的場合。如液壓卷揚機(液壓絞車),液壓車輪驅動,液壓回轉裝置。我經常碰到有人問我即然有電動機為什么還要用油馬達。這是因為在許多場合用油馬達要比用電動機有更多的優點。如在車上,船上用絞車沒有大功率的電機可以配套。在野外作業沒有電源可供。汽車陷在半路上需要絞車拖帶。在需要頻繁換向的場合,在需要防止過載的機械設備上,在需要減速的場合。在需要減小體積的場合。當然它的價格要比電動機高,控制上也不如控制電動機方便。

     

    液壓馬達選型首先要確定二個參數。1、扭矩。2、轉速。這和選油缸大小一樣要知到二個參數,一是受力大小,二是直線行走速度。液壓馬達的轉速范圍從每分鐘數轉到數千轉。可通過控制液壓油的流量來控制液壓馬達的轉速,使用者可以利用這個特性來省去減速器。這對于一個原來就在使用液壓站的設備,只需要再多加一路控制油路就可以了。

     

    選型時要注意任何一種液壓馬達的轉速范圍都不是可以從數轉到數千轉的。一般擺線馬達的轉速范圍是從數轉到數百轉。齒輪馬達,葉片馬達和柱塞馬達可從數百轉到3000r/min。有些大扭矩的馬達轉速最高只能達到100-200r/min。擺線馬達是目前在液壓系統中使用量最多的一種液壓馬達,由于它能適用于大多數的場合。所以相對來說銷量最大,這就使生產成本比較低,因而價格便宜。只要技術參數許可的話應該做為首選。

     

    近來不斷有人來咨詢想用液壓馬達來驅動車輛問題。我發現來咨詢的人都有一個共性,就是認為只要買幾個液壓馬達裝在車輪上,然后再做一個液壓控制系統就可以控制車輛行走了。但實際情況要復雜很多,而且改裝的費用也要比想向的要高許多。有些人不聽我的勸說買來油馬達就想辦法安裝到車輪上。結果是用不了幾天車輛就壞了。期中一個原因就是油馬達是不能承受徑向力的。幾噸重力的直接壓在液壓馬達上能不壞嗎。

     

    那么碰到非要改裝的車輛的話又需要一些什么必要條件呢?想用液壓來驅動車輪僅用液壓馬達是不夠的。現在常規的作法是1、液壓馬達。2、帶有剎車裝置的車輪減速器。3、開啟剎車用的梭閥。4、為防止車輛下坡時因重力而產生失速還需加平衡閥。5、液壓控制系統。除第 5 項外,其它4 項都是每個車輪需要的標配。如果一輛車配置2 個液壓驅動車輪價格就要一萬元左右。這是許多想玩改裝的人不能承受的。許多人向我提出過各種問題。認為根本不需要這么一些配置照樣也可以驅動車輛行走。但問題是我們不是做模型,我們是做產品,做出來的產品是要有使用價值的。

     

    先來說一下為什么必須要用車輪減速器。

     

    為什么必須要用車輪減速器。這要從液壓馬達的特性說起。首先一般的液壓馬達是不能承受軸向力的,一輛車少則幾百公斤壓在上面,而且行走在路況極差的環境下。我碰到過一位用戶不聽我的勸說,堅持一定要裝在農用車輛上,結果是用不了多長時間油馬達就解體了。再則因受車輛的尺寸限制,油馬達不可能無限的選大,體積小的油馬達又可能輸出扭力不夠,如果加用減速器可以很好的解決這個問題。減速比一般選用3~6 比1 比較合適,選的過大會增加油泵的輸出流量,選的太小會降低液壓馬達輸出扭力的穩定性。

     

    在這里要和大家說明一下的是車輪減速器和普通的減速器在安裝形式上是和完全不同的。它是專門為車輪安裝而設計的一種專用配件。


     

    本文為中國機械社區原創。

    此文關鍵字: 液壓系統設計和元器件選型
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