圖中為一臺簡化了的磨床工作臺液壓傳動系統;我們可以通過它進一步了解一般液壓傳動系統應具備的基本性能和組成情況。
該液壓傳動系統的功能是推動磨床工作臺實現往復直線運動,其工作過程如下:
一,工作臺向右直線運動:電動機(圖中未畫出)帶動液壓泵3工作,從油箱1中吸入壓力油,經過過濾器2進入油管,由節流閥4進入換向閥6;當手柄7向右推時,閥芯向右移,使油液進入液壓缸8的左腔,推動活塞9向右移動,同時帶動工作臺10向右直線運動;系統中油液流動情況如下:
進油路:油箱1→過濾器2→液壓泵3→節流閥4→手動換向閥6(P→A)→液壓缸8左腔。
回油路:液壓缸8右腔→手動換向閥6(B→T)→油箱1。
二,工作臺向左直線運動:由于工作臺運動方向需要變化,當手柄7向左拉時,換向閥6的閥芯相對于閥體位置改變,油液通道發生變化,于是液壓泵3從油箱1中吸入的液壓油,經進油路進入液壓缸8的右腔,推動活塞9向左移動,帶動工作臺10向左直線運動。系統中油液流動情況如下:
進油路:油箱1→過濾器2→液壓泵3→節流閥4→手動換向閥6(P→B)→液壓缸8右腔。
回油路:液壓缸8左腔→手動換向閥6(A→T)→油箱1。
三,工作臺處于停止狀態:當換向閥6閥芯相對于閥體處于中位時,如圖(a)所示位置,這時由液壓泵3輸出的壓力油經溢流閥5,沿回油管直接流回油箱1。
磨床工作時,除了要求工作臺能夠往復運動,還要根據不同的加工要求,使工作臺的往復運動速度能夠調節;通過改變節流閥4的開口大小,來控制通過節流閥的流量,從而控制進入液壓缸的流量,使其控制工作臺運動速度的快慢,即液壓缸的運動速度取決于節流閥的輸入流量。
工作臺移動時,要克服各種負載(如切削力、摩擦力等)。因為工件材料不同、切削用量不同,其負載大小也不同,因此,液壓缸必須有足夠大的推力來克服工作負載;液壓缸的推力是由油液壓力產生的,其負載越大,所需推力就越大,工作壓力也就越高,即工作壓力的高低直接取決于負載的大??;同時根據負載的不同,系統提供的油液壓力可以調整,通過調整溢流閥5的彈簧壓緊力來控制油液的壓力,壓緊力越大,油液壓力越大;反之則越??;油液的壓力值可以通過壓力計來觀察,當系統壓力達到溢流閥的調整壓力時,溢流閥溢流,系統的壓力維持在溢流閥的調定值上,油液壓力不再升高。
綜上所述,液壓傳動系統是以液壓油為工作介質來實現各種機械傳動和控制的;其壓力和流量是液壓系統的兩個重要參數,液壓系統的工作壓力取決于負載,液壓缸的運動速度取決于流量。
從上述例子可以看出,液壓傳動系統有以下5個部分組成:
一,動力元件;動力元件即液壓泵,它將電動機輸入的機械能轉換成為流體介質的壓力能;其作用是為液壓系統提供壓力油,是系統的動力源。
二,執行元件;執行元件是指液壓缸或液壓馬達,它是將液壓能轉換為機械能的裝置。其作用是在壓力油的推動下輸出力和速度(或力矩和轉矩),以驅動工作部件。
三,控制元件;控制元件包括各種閥類,如上述例子中的溢流閥、節流閥、換向閥等;其作用是用以控制液壓系統中油液的壓力、流量、流動方向,以保證執行元件完成預期的工作。
四,輔助元件;輔助元件包括油箱、油管、過濾器以及各種指示器和控制儀表;其作用是提供必要的條件,使系統得以正常工作和便于監測控制。
五,工作介質;工作介質即傳動液體,通常稱之為液壓油;液壓系統通過其實現運動和動力傳遞。
液壓系統圖的表示方法有兩種:一種是結構原理圖,這種圖直觀性強,容易理解,但繪制起來比較麻煩,很少采用;另外一種是按GB/T 786.1-2009中所規定的圖形符號來繪制的原理圖,如圖(b)所示,這種圖形簡單、清晰且容易繪制,使用廣泛。
我國制定的液壓氣動圖形符號標準為GB/T 786.1-2009,該標準對液壓元件的圖形符號作了以下規定和說明:
一,標準規定的液壓元件圖形符號,主要用于繪制以液壓油為工作介質的液壓系統原理圖。
二,液壓元件的圖形符號用元件的靜態或零位來表示;當組成系統的動作另有說明時,可作例外。
三,在液壓傳動系統中,液壓元件若無法采用圖形符號表達時,允許采用結構簡圖表示。
四,液壓元件符號只表示元件的職能和連接系統的通路,不表示元件的具體結構和參數,也不表示系統管路的具體位置和元件的安裝位置。
五,元件的圖形符號在傳動系統中的布置,除有方向性的元件符號(油箱和儀表等)外,可根據具體情況水平或垂直繪制。
六,液壓元件的名稱、型號和參數(如壓力、流量、功率和管徑等)一般應在系統圖的元件表中標明,必要時可標注在元件符號旁邊。
七,標準中未規定的圖形符號,可根據標準的原則和所列圖例的規律性進行派生;當無法直接引用和派生時,或有必要特別說明系統中某一重要元件的結構及動作原理時,均允許局部采用結構簡圖表示。
八,元件符號的大小以清晰、美觀為原則,根據圖樣幅面的大小酌情處理,但應保證圖形符號本身的比例。