Entwerfen Sie hydraulische Systeme
Das hydraulische Übertragungssystem ist ein integraler Bestandteil der hydraulischen Maschinerie. Die Konstruktion des hydraulischen Übertragungssystems muss gleichzeitig mit der Gesamtkonstruktion der Host-Maschine erfolgen. Wenn wir mit der Konstruktion beginnen, müssen wir von der tatsächlichen Situation ausgehen, verschiedene Übertragungsformen organisch kombinieren, die Vorteile der hydraulischen Übertragung voll ausschöpfen und uns bemühen, ein hydraulisches Übertragungssystem mit einfacher Struktur, zuverlässigem Betrieb, niedrigen Kosten und hoher Effizienz zu entwerfen. einfache Bedienung und bequeme Wartung.
Designschritte
Bei den Entwurfsschritten des Hydrauliksystems gibt es keine strenge Reihenfolge, und die einzelnen Schritte sind oft miteinander durchsetzt. Im Allgemeinen gehen Sie nach der Klärung der Designanforderungen grob wie folgt vor.
1) Bestimmen Sie die Form des hydraulischen Aktuators;
2) Durchführung einer Analyse der Betriebsbedingungen und Bestimmung der Hauptparameter des Systems;
3) Entwickeln Sie einen Grundplan und erstellen Sie ein schematisches Diagramm des Hydrauliksystems
4) Hydraulikkomponenten auswählen
5) Leistungsberechnung des Hydrauliksystems
6) Erstellen Sie Arbeitszeichnungen und bereiten Sie technische Dokumente vor
Designanforderungen klären
Bei den Entwurfsschritten des Hydrauliksystems gibt es keine strenge Reihenfolge, und die einzelnen Schritte sind oft miteinander durchsetzt. Im Allgemeinen gehen Sie nach der Klärung der Designanforderungen grob wie folgt vor.
1) Bestimmen Sie die Form des hydraulischen Aktuators;
2) Führen Sie eine Analyse der Betriebsbedingungen durch und bestimmen Sie die Hauptparameter des Systems;
3) Entwickeln Sie einen Grundplan und erstellen Sie ein schematisches Diagramm des Hydrauliksystems
4) Hydraulikkomponenten auswählen
5) Leistungsberechnung des Hydrauliksystems
6) Erstellen Sie Arbeitszeichnungen und bereiten Sie technische Dokumente vor
7) Anforderungen an Staubschutz, Explosionsschutz, Kälteschutz, Lärm, Sicherheit und Zuverlässigkeit
8) Anforderungen an Effizienz, Kosten usw.
Entwickeln Sie einen Grundplan
3.1 Entwickeln Sie einen Geschwindigkeitsanpassungsplan
Nachdem der hydraulische Aktuator bestimmt wurde, ist die Steuerung seiner Bewegungsrichtung und -geschwindigkeit das Kernproblem bei der Formulierung des hydraulischen Schaltkreises.
Die Richtungssteuerung erfolgt über Wegeventile oder Logiksteuereinheiten. Bei allgemeinen Hydrauliksystemen mit kleinen und mittleren Durchflussraten werden die erforderlichen Maßnahmen meist durch eine organische Kombination von Wegeventilen erreicht. Bei Hydrauliksystemen mit hohem Druck und großem Durchfluss wird hierfür häufig die sinnvolle Kombination aus Einbauventil und Vorsteuerventil eingesetzt.
Die Geschwindigkeitsregelung erfolgt durch Änderung des Eingangs- oder Ausgangsstroms des hydraulischen Aktuators oder durch Ausnutzung der Volumenänderung des abgedichteten Raums. Zu den entsprechenden Einstellmethoden gehören Drosselung und Geschwindigkeitsregelung, volumetrische Geschwindigkeitsregelung und die Kombination aus beiden – volumetrische Drosselung und Geschwindigkeitsregelung.
Bei der Drosselklappengeschwindigkeitsregelung wird im Allgemeinen eine Mengenpumpe zur Ölversorgung verwendet, und ein Durchflussregelventil wird verwendet, um die Durchflussrate des Eingangs- oder Ausgangshydraulikaktuators zu ändern und die Geschwindigkeit anzupassen. Dieses Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung ist einfach aufgebaut. Da dieses System ein Flash-Ventil verwenden muss, weist es einen geringen Wirkungsgrad und eine hohe Wärmeerzeugung auf. Es wird hauptsächlich in Situationen mit geringer Leistung verwendet.
Die volumetrische Geschwindigkeitsregelung erreicht den Zweck der Geschwindigkeitsregelung durch Änderung des Hubraums einer Hydraulikpumpe oder eines Hydraulikmotors. Der Vorteil besteht darin, dass es keinen Überlaufverlust und keinen Drosselverlust gibt und der Wirkungsgrad hoch ist. Um die Wärme abzuleiten und Leckagen auszugleichen, ist jedoch eine Hilfspumpe erforderlich. Diese Geschwindigkeitsregelungsmethode eignet sich für Hydrauliksysteme mit hoher Leistung und hoher Bewegungsgeschwindigkeit.
Bei der volumetrischen Drosselgeschwindigkeitsregelung werden im Allgemeinen eine variable Pumpe zur Ölversorgung und ein Durchflussregelventil verwendet, um die Durchflussrate des Eingangs- oder Ausgangshydraulikaktuators anzupassen und die Ölzufuhrmenge an den Ölbedarf anzupassen. Ein solcher Geschwindigkeitsregelkreis ist zwar auch effizienter und weist eine bessere Geschwindigkeitsstabilität auf, ist jedoch komplexer aufgebaut.
Die Drosselgeschwindigkeitsregelung hat drei Formen: Öleinlassdrosselung, Ölrücklaufdrosselung und Bypassdrosselung. Die Einlassdrosselung hat einen geringen Starteinfluss, die Rücklaufdrosselung wird häufig in Situationen mit negativen Lasten verwendet und die Bypass-Drosselung wird hauptsächlich in Hochgeschwindigkeits-Drehzahlregelkreisen verwendet. Sobald der Geschwindigkeitsregulierungsplan festgelegt ist, wird auch die Umlaufform der Schleife festgelegt.
Die Regelung der Drosselklappengeschwindigkeit erfolgt im Allgemeinen in Form eines offenen Zyklus. In einem offenen System saugt die Hydraulikpumpe Öl aus dem Tank an, und das unter Druck stehende Öl strömt durch das System, um Energie freizusetzen, und wird dann zurück in den Tank abgegeben. Der offene Kreislauf hat eine einfache Struktur und eine gute Wärmeableitung, aber der Kraftstofftank ist groß und Luft kann leicht eingemischt werden.
Die volumetrische Geschwindigkeitsregelung erfolgt meist in Form eines geschlossenen Kreislaufs. In einem geschlossenen System ist der Sauganschluss der Hydraulikpumpe direkt mit dem Ölauslassanschluss des Aktuators verbunden und bildet so einen geschlossenen Zirkulationskreislauf. Seine Struktur ist kompakt, seine Wärmeableitungsbedingungen sind jedoch schlecht.
3.2 Entwickeln Sie einen Druckkontrollplan
Wenn der hydraulische Aktuator arbeitet, muss das System einen bestimmten Arbeitsdruck aufrechterhalten oder innerhalb eines bestimmten Druckbereichs arbeiten, und einige erfordern eine mehrstufige oder stufenlose kontinuierliche Druckanpassung. Im Allgemeinen wird in einem Drossel- und Geschwindigkeitsregelsystem das Öl normalerweise von einer Mengenpumpe zugeführt. Über das Überdruckventil stellen Sie den erforderlichen Druck ein und halten ihn konstant. Im volumetrischen Geschwindigkeitsregelsystem wird eine variable Pumpe zur Ölversorgung und ein Sicherheitsventil zum Sicherheitsschutz verwendet.
In einigen Hydrauliksystemen ist manchmal Hochdrucköl mit geringer Durchflussrate erforderlich. In diesem Fall kann anstelle einer separaten Hochdruckpumpe ein Booster-Kreislauf zur Hochdruckgewinnung eingesetzt werden. Wenn der hydraulische Aktuator während eines bestimmten Zeitraums während des Arbeitszyklus keine Ölversorgung benötigt und es unpraktisch ist, die Pumpe anzuhalten, muss die Auswahl eines Entlastungskreises in Betracht gezogen werden.
Wenn der Arbeitsdruck in einem bestimmten Teil des Systems niedriger sein muss als der Druck der Hauptölquelle, sollte ein Druckminderkreis in Betracht gezogen werden, um den erforderlichen Arbeitsdruck zu erreichen.
3.3 Entwickeln Sie einen sequentiellen Aktionsprozess
Die sequentiellen Aktionen jedes Aktors der Host-Maschine variieren je nach Gerätetyp. Manche funktionieren nach festen Verfahren, andere sind zufällig oder künstlich. Die Steuermechanismen von Baumaschinen sind größtenteils manuell und werden im Allgemeinen durch manuelle Mehrwege-Umschaltventile gesteuert. Die sequentiellen Aktionen der einzelnen Aktuatoren von Verarbeitungsmaschinen werden größtenteils durch den Hub gesteuert. Wenn sich das Arbeitsteil in eine bestimmte Position bewegt, wird über den elektrischen Hubschalter ein elektrisches Signal an den Elektromagneten gesendet, um das Magnetventil zu drücken oder das Hubventil direkt zu drücken, um die nachfolgenden Aktionen zu steuern. Der Fahrschalter ist bequemer zu installieren, während das Fahrventil an den entsprechenden Ölkreislauf angeschlossen werden muss und daher nur für Fälle geeignet ist, in denen der Rohrleitungsanschluss bequemer ist.
Es gibt auch Zeitsteuerung, Drucksteuerung usw. Beispielsweise startet eine Hydraulikpumpe ohne Last. Nach einer gewissen Zeit, wenn die Pumpe normal arbeitet, sendet das Verzögerungsrelais ein elektrisches Signal, um das Entlastungsventil zu schließen und den normalen Arbeitsdruck herzustellen. Die Druckregelung wird hauptsächlich in Werkzeugmaschinen mit hydraulischen Spannern, Extruderpressen usw. verwendet. Wenn ein Aktuator eine vorgegebene Aktion ausführt, erreicht der Druck im Kreislauf einen bestimmten Wert und ein elektrisches Signal wird über das Druckrelais oder das Folgeventil gesendet geöffnet, damit Drucköl durchströmen und die nächste Aktion starten kann.
3.4 Wählen Sie die hydraulische Energiequelle
Das Arbeitsmedium des Hydrauliksystems wird vollständig von der Hydraulikquelle bereitgestellt, und das Herzstück der Hydraulikquelle ist die Hydraulikpumpe. Das Drossel- und Geschwindigkeitsregelsystem verwendet im Allgemeinen eine Mengenpumpe zur Ölversorgung. Wenn keine anderen Hilfsölquellen vorhanden sind, muss das Ölvorratsvolumen der Hydraulikpumpe größer sein als der Ölbedarf des Systems. Das überschüssige Öl fließt durch das Überlaufventil zurück zum Öltank. Das Überlaufventil hat gleichzeitig die Aufgabe, den Druck der Ölquelle zu kontrollieren und zu stabilisieren. Die meisten Systeme zur volumetrischen Geschwindigkeitsregelung verwenden eine variable Pumpe zur Ölversorgung und ein Sicherheitsventil zur Begrenzung des Maximaldrucks des Systems.
Um Energie zu sparen und die Effizienz zu verbessern, sollte das Ölversorgungsvolumen der Hydraulikpumpe versuchen, dem vom System benötigten Durchfluss zu entsprechen. In Situationen, in denen die vom System benötigte Ölmenge in jeder Phase des Arbeitszyklus stark schwankt, wird im Allgemeinen eine Mehrpumpen-Ölversorgung oder eine variable Pumpenölversorgung verwendet. Für Situationen, in denen die erforderliche Durchflussmenge über einen längeren Zeitraum gering ist, kann ein Akkumulator als Hilfsölquelle hinzugefügt werden.
Das Ölreinigungsgerät ist in der Hydraulikquelle unverzichtbar. Im Allgemeinen wird am Einlass der Pumpe ein Grobfilter installiert und das in das System gelangende Öl wird entsprechend den Anforderungen der geschützten Komponenten erneut durch den entsprechenden Feinfilter gefiltert. Um zu verhindern, dass Verunreinigungen im System in den Öltank zurückfließen, kann in der Ölrücklaufleitung ein Magnetfilter oder ein anderer Filtertyp installiert werden. Abhängig von der Umgebung, in der sich die hydraulische Ausrüstung befindet, und den Anforderungen an den Temperaturanstieg sollten auch Heizung, Kühlung und andere Maßnahmen in Betracht gezogen werden.
3.5. Zeichnen Sie ein Hydrauliksystemdiagramm
Das Hydrauliksystemdiagramm der gesamten Maschine besteht aus dem geplanten Steuerkreis und der Hydraulikquelle. Bei der Kombination der einzelnen Schaltkreise sollten redundante Komponenten entfernt werden und die Systemstruktur sollte einfach sein. Achten Sie auf das ineinandergreifende Zusammenspiel verschiedener Komponenten, um Fehlfunktionen zu vermeiden. Energieverlustverbindungen sollten minimiert werden. Um die Arbeitseffizienz des Systems zu verbessern und die Wartung und Überwachung des Hydrauliksystems zu erleichtern, sollten in den Hauptabschnitten des Systems notwendige Erkennungskomponenten (wie Manometer, Thermometer usw.) installiert werden.
Wichtige Teile großer Geräte sollten mit Geräteteilen ausgestattet sein, damit sie bei einem Unfall schnell ausgetauscht werden können, um den kontinuierlichen Betrieb der Hauptgeräte sicherzustellen. Für jede Hydraulikkomponente sollten so weit wie möglich inländische Standardteile verwendet werden, und das Diagramm sollte entsprechend der normalen Position der Funktionssymbole von Hydraulikkomponenten gemäß den nationalen Normen gezeichnet werden. Für selbst entworfene, nicht standardmäßige Komponenten können strukturelle schematische Diagramme zum Zeichnen verwendet werden.
