液压系统原理

1/1液压系统原理一、概述

由电机、进口叶片泵、单向阀、溢流阀、耐震压力表，精滤器、冷却器、空气滤清器等元件组成。油箱额定容积125L，电机功率2.2KW(或3KW)，其流量Q=14升/分，P=7MPa，调压范围4～6MPa。

二、液压系统工作原理

参见《液压系统原理图》，油液由油泵从油箱内吸入，经单向阀后分为二路，一路经电磁阀(用于自动手动转换)向电液伺服阀供油，另一路流向手动电磁阀，当伺服阀被脏物所堵时即可用手动方法对油缸进行操控，油缸速度由双单向节流阀调定。油泵的出油同时经压力表和溢流阀，系统的压力由溢流阀调定，压力表上可反映所调定的工作压力。溢流阀、伺服阀的回油经冷却器、精滤器后回油箱。

精滤器由滤油器和电接点压差表组成，过滤精度为20μ。电接点压差表是防止纸质滤芯被堵后背压升高而造成其破裂的保护装置。当滤油器进出油口压差达到0.35MPa时其表针指示会进入红色报警区域，并会接通触点。用户可通过触点自接报警装置，触点容量为24V1A。

油液温度由温度计显示。当油温达到50℃时应接通冷却水，使其进入冷却器进行循环冷却。系统正常运行时，油温应控制在50℃以下。

常闭式盘式制动器液压站液压回路分析

盘式制动器具有结构紧凑、可调性好、动作灵敏、重量轻、惯性小、安全程度高、通用性好等优点，而且盘式制动器成对使用，制动时主轴不承受轴向附加力。在正常制动时，可以将制动器分成两组，先投入一组工作，间隔一定时间后，投入第二组，即实现了二级制动，二级制动使制动时产生的制动减速度不致过大。只有在安全制动时才考虑二组同时投入制动，产生最大的制动力矩。如果有一组产生故障时，也仍然还有一组制动器在工作，不致使制动器的作用完全失效。

由于盘式制动器的上述优点，它被广泛地应用于矿井提升设备的制动系统中。例如，多绳摩擦式提升机和单绳缠绕式提升机采用的都是这种常闭式的盘式制动器。

图1为用于2JK型提升机的盘式制动器液压站液压回路。泵5排出的压力油经滤油器8手动换向阀9、二级安全制动阀11(正常工作时带电),通过A、B管进入制动缸15,使盘闸16松开，提升机在运行过程中，为保持盘闸处于松开状态，液压系统处于开泵保压状态。此时泵排出的液压油全部通过溢流阀7流回油箱。工作制动时是通过调节电液调压装置6的电流降低系统的压力，使盘闸产生制动力矩，参与提升机的速度控制。发生紧急事故时，二级制动安全阀断电，制动缸回油，实现二级安全制动。

图1JK型提升机液压站液压系统图

1.油箱

2.电接触压力温度计（WY2-288）

3.网式滤油器

4.电动机（JD4-21-6N=2.2kW）

5.叶片泵（YB-ASB-FL）

6.电液调压装置

7.溢流阀（YF-820B）

8.纸质滤油器（ZL-25×202）

9.手动换向阀

10.压力表

11.二级制动安全阀

12.压力继电器

13.五通阀14.四通阀15.制动缸16.盘闸

该液压系统存在以下几方面的问题：

（1）提升机运行时，系统需开泵保压，此时电机功率转变成泵的溢流损失，造成能源的浪费。

（2）溢流损失变成热量，造成系统温度的升高，加快了液压油的氧化变质，缩短了换油周期。

（3）泵排出的压力油直接通向制动缸，其压力脉动直接影响提升机工作制动的平衡性，因此对泵的压力脉动要求严格。

3用于盘式制动器的新型液压系统

图2是用于盘式制动器的新型液压回路。该回路中用电液比例减压阀8代替原系统中的电液调压装置6和溢流阀7,用来调节工作制动阶段制动缸内油液的压力。为使电液比例减压阀调压迅速，其减压阀结构为三通式的，蓄能器7用来为制动缸保压，卸荷溢流阀6控制油泵的加载与卸荷。

图2新型液压站液压系统图

1.油箱2.电接触压力温度计（WTZ-228）3.网式滤油器4.电动机（Y802-4N=0.75kW）5.齿轮泵6.卸荷溢流阀62YA备用系统（与左图同）7.蓄能器8.电液比例减压阀9.电液调压装置10.手动换向阀11.压力表12.二级制动安全阀13.五通阀14.四通阀15.制动缸16.盘闸

该系统的工作过程为：在提升机的休止时间，泵5向蓄能器7充油，当蓄能器压力上升到最高工作压力时，压力油把卸荷溢流阀6的安全阀打开，油泵卸荷，休止时间结束，电液调压装置8的电流调到最大，电液比例减压阀8处于非工作状态，阀11带电，蓄能器的油通过阀8、阀9和阀11进入制动缸14,盘闸15松开，提升机启动。提升机运行阶段，制动缸由蓄能器保压，使盘闸处于松开状态。在工作制动阶段，电液调压装置8中的电流减小，制动缸内油压下降，缸内压力油通过减压阀流回油箱，盘闸产生制动力矩，参与提升机的控制。

4效果比较

新的液压站液压系统中，电液比例减压阀直接对制动缸调压，泵的压力脉动不影响提升机工作制动阶段的平衡性，所以此阶段中提升机运行更加平稳，而且液压泵可选用更便宜的齿轮泵。新系统中用蓄能器保压，油泵卸荷，几乎无溢流损失，这就大大降低了泵站的电能消耗。实践证明，比原系统可节电达90%。由于新系统几乎无溢流损失，系统发热少温升低，油液氧化慢，可使油箱的尺寸缩小，液压油的换油周期延长，液压油的消耗量降低。

图片：

电磁力的方向取决于电磁铁道结构

上图就是常规定电磁铁，电磁铁道工作气隙在动铁道上部，通电后电磁力向上（正比例溢流阀）；

下图为反比例电磁铁，电磁铁工作气隙在动铁道下部，通电后电磁力向下（反比例溢流阀）。

当然，实现反比例用反比例电磁铁仅仅是途径之一。

说的简单一点就是普通的电磁铁的吸力是两端强，比例阀的电磁铁改过的，做的其中一端吸力很强，另外一端弱，推杆中间是个圆柱的！所以一通电就被吸到强的那一端了，所以推杆运动方向和电没关系，电会影响电磁力的大小！

描述：双向电磁铁

图片：

描述：双向旋转电磁铁图片：

我对楼上朋友的想法，没有完全搞清楚，希望能进一步表达清楚。主要是感到楼上朋友的想法很特别，没有什么框框，说不准有什么新道道。

至于楼主的问题，我在1楼给出插图后，写得太简单一点，现补充一下，看看与楼上朋友的想法能否对的上。

1）楼主的问题是“为什么比例阀的电磁铁线圈通电总是使衔铁向一个方向运动,而不会向相反方向运动呢?”

现在想来，实际上这里有两种可能性。

2）第一，就像我在1楼用两张插图表示的那样，电磁铁可以向离开线圈腹部方向运动（一般感到的情况，开关电磁铁也是这样，所谓正比例），也可以向进入线圈腹部方向运动（一般看不到，所谓反比例）。这里，关键是工作气隙位置的布置，因为通电后磁力线总是去图缩小磁路上的总磁阻，也就是将气隙降低到最小。不管动铁是向那个方向动，都是磁路减小气隙造成的。

3）第二，受到楼上朋友的启发，实际上楼主的问题，是不是还有第二层的意思，就是同一个电磁铁，能不能要它往左就往左，要它往右就往右。也就是楼上朋友讲的，“做的其中一端吸力很强，另外一端弱，推杆中间是个圆柱的！所以一通电就被吸到强的那一端了”实际上确有类似的电磁铁，只不过是两头“强”，即两头都有一个“气隙”（在循环的磁路总有意留出来空气间隙）。这种电磁铁叫做“双向比例电磁铁”，在动铁两头各配置一个气隙，两组控制线圈分别管理一个气隙，甲线圈通电，电磁铁动铁左移；乙想线圈通电，电磁铁动铁就右移。4）顺便讲到，既然有直线运动电磁铁，就一定会有旋转电磁铁。

描述：BOSCH单级伺服比例阀

图片：

lxy9332先生，请注意，原BOSCH的比例阀与伺服比例阀中，凡是只带1个电磁铁的，应该是带位移传感器的那种。它们一般是常规的三位，外加一位安全位。这可见原BOSCH公司1997年出版的“电液比例技术与电液闭环比例技术的理论与应用”第29页（比例方向阀）和第83、84页（闭环比例阀，即伺服比例阀）。可以理解为通上电流后，阀处于中位，其左位与右位的沟通受命于控制电流，电磁力与弹簧力的平衡确定阀口的轴向开度，此开度由阀内位置闭环保证。失电时处于第4位－安全位。

图片：

图片：

1）普通电磁铁与比例电磁铁在个别地方有差别之外，现今两者很相像。可以参见两张附图，第一张图的左边是比例电磁铁道典型结构，右边是普通电磁铁与比例电磁铁吸力特性（位移－力特性，注意：对照左右图，就能明白气隙与位移的关系，即动铁只能在气隙范围内移动）。左图表明，普通电磁铁的特性是随着气隙的减小，电磁铁的吸力逐步增大。而比例电磁铁在工作区内吸力与气隙大小无关（只与输入电信号成正比）。右图中靠右边的区域3（罗马字），是一个用于退让的非工作区（例如带2个比例电磁铁的比例方向阀，当一端的电磁铁给电信号阀芯向另一端移动时，另一端的电磁铁动铁必须往后退出相等的距离，否则就打架了）。第二张图左边说明，比例电磁铁有一个涂成黑色的隔磁环，使得电磁铁气隙中的磁力线，除了像传统电磁铁那样勇往直前（产生右边图所表示的FM1电磁力，特性与传统相同）外，还有一部分磁力线弯向隔磁环左边，形成右边图上表示的FM2电磁力（吸力特性正好与传统相反，即气隙越小吸力越小），两者的叠加形成了比例电磁铁的水平吸力特性。

2）普通电磁铁有干式与湿式（电磁铁内腔充满油液）之分，现在多用湿式。比例电磁铁一般多数为湿式。湿式电磁铁道气隙中也充满油液，但总不是导磁体而磁阻比较大，所以，还是叫气隙。

3）在湿式比例电磁铁中，根据所能承受的油压倒高低，区分为基本只能承受几bar回油背压的低压，和能承受350bar的高压，使用时千万注意区分。

4）普通电磁铁电源区分交流与直流，还曾经有过阀体上（名牌板下面）带有建交流整流为直流的形式，现在多常用直流，安全性好。交流电磁铁通电时如果不能完全吸合（气隙等于零），就很容易烧坏。

5）比例电磁铁多用直流，不过电压上区分常规的24V与车辆用的12V。

描述：电液比例控制系统技术构成

图片：

描述：比例控制放大器的典型构成

图片：

这里传上2张插图，可控大家了解闭环控制的一点基本情况。其中图1－5表示了电液控制系统的技术构成。我们可以看到很多反馈通路，有不同范围的局部反馈，也有控制对象到输入信号的大闭环反馈。

1）左上角有一个从电－机械转换器（电磁铁）到“指令及放大部件”的电反馈，就是BOSCH带电反馈比例电磁铁的伺服比例阀阀芯位置（电磁铁动铁）的反馈。这个闭环范围很小，为内部小闭环。

2）图中从右往左倒数过来的第二个方框为“液压执行器件”，例如液压缸。液压缸杆位置电反馈就是从这个方框后引出，经过下方的“检测及反馈器件”（例如液压缸杆的位移传感器），反馈到“指令及放大部件”。如果参见图4－1，执行元件（液压缸）的反馈的细部位置，就更明显。

3）伺服比例阀的位置，就在左右上下都是中间的“液压转换及放器件大”；4）大家关心的PLC在图上没有画出来，实际上就在“指令及放大部件”之前，进行控制信号的编程控制。如果参见图4－1，则PLC就在“外输入”与“输入接口”这个区段（PLC正在迅速发展，不同品牌的PLC功能有所差别，据比较熟悉的年轻人讲，有的专用PLC甚至可以代替电子放大器）。

5）综上，从控制信号开始的前向（从左往右）流程可以整理为（参见图1－1

与图4－1）：

PLC-放大器（输入接口－信号处理－（液压缸反馈信号）－。。。。功率放大）－电磁铁－伺服比例阀液压部分－液压缸（输出位置反馈）－控制对象

单向比例电磁铁的工作原理:

图可见楼上7楼的图,当给比例电磁铁控制线圈一定电流时,在线圈电流控制磁势作用下,形成两条磁路,一条磁路￠1由前端盖盆形极靴底部,沿轴向工作气隙,进入衔铁,穿过导套后段,沿导磁外壳回到前端盖极靴.而另一磁路￠2沿盆形极靴锥形周边(导套前段),沿径向穿过工作气隙进入衔铁,再与￠1汇合.由于电磁作用,磁通￠1产生了通常的端面力FM1,磁通￠2则产生了一定数量的附加轴向力FM2,两个力合成,就得到了整个比例电磁铁的输出力FM.在工作区域内,电磁输出力FM保持恒定,与位移无关.从5-1图中可见,在工作气隙接近零的区段,输出力急剧上升(吸合区Ⅰ),在这一行程区段内不能正常工作,因此在结构上用加限位片的方法将其排除.

背压阀工作原理

背压阀

一、概述

计量泵等容积泵在低系统压力下工作时，都会出现过量输送。为防止类似问题，必须在计量泵的进出口至少0.7Bar的背压。通过在计量泵出口管道中安装背压阀就能达到目的。

二、主要功能

1.为背压阀两端管路提供压力差

2.在要求不是很严格的系统中可作为安全阀使用。

3.和脉动阻尼器配合使用减小水锤对系统的危害，减小流速波动的峰值，

保护管路、弯头、接头不受压力波动的冲击。

4.为计量泵创造良好的工作环境并改善泵的工作性能。

三、工作原理

背压阀是通过弹簧的弹力来工作的。当系统压力比设定压力小时，膜片在弹簧弹力的作用下堵塞管路；当系统压力比设定压力大时，膜片压缩弹簧，管路接通，液体通过背压阀。

四、背压阀的使用

在出口管路中，背压阀应和脉动阻尼器同时使用，用脉动阻尼器吸收泵和背压阀之间的流量峰值。没有脉动阻尼器时，背压阀将随着每次泵冲程的进行

而快速打开和关闭。有脉动阻尼器时，背压阀将在半开和半关的位置上振荡，因而脉动阻尼器可以减少背压阀的磨损速度。

对于大流量的泵，且出口管路长而细，背压阀的安装位置应靠近加注点，以减小虹吸的趋势。

当输送含有悬浮状固体的介质，在背压阀入口端应安装带管堵的三通（或四通），使管路在不拆卸的情况下能够进行清洗。

背压阀只是一种管路元件，只有与其它管路元件（如脉动阻尼器、安全阀、止回阀