一、動力產(chǎn)生:液壓泵將機械能轉化為壓力能
驅(qū)動源:電動機(或發(fā)動機)帶動液壓泵旋轉,作為系統(tǒng)的動力源頭。
吸油過程:液壓泵通過吸油管從油箱吸入液壓油,此時泵的入口形成負壓,油箱內(nèi)的油液在大氣壓作用下流入泵內(nèi)。
加壓過程:液壓泵通過內(nèi)部結構(如齒輪嚙合、葉片滑動或柱塞往復運動)對油液施加機械力,將油液加壓后輸出。此時液壓油的壓力能由泵的轉速和排量決定(轉速越高、排量越大,壓力越高)。
二、油路控制:液壓閥調(diào)節(jié)壓力、流量與方向
壓力控制:
溢流閥:當系統(tǒng)壓力超過設定值時自動開啟,將多余油液回流至油箱,防止系統(tǒng)過載(類似 “安全閥”)。
減壓閥(可選):用于降低局部油路壓力,滿足不同執(zhí)行元件的壓力需求(如支腿伸縮與吊臂變幅可能需要不同壓力)。
流量控制:
節(jié)流閥 / 調(diào)速閥:通過改變閥口開度調(diào)節(jié)油液流量,從而控制執(zhí)行元件的運動速度(流量越大,動作越快)。
方向控制:
換向閥:通過切換閥芯位置改變油液流向。例如:
閥芯處于左位時,油液進入液壓缸無桿腔,推動活塞伸出;
閥芯處于右位時,油液進入有桿腔,活塞縮回;
閥芯處于中位時,油路切斷,執(zhí)行元件停止動作。
三、動作執(zhí)行:液壓缸 / 液壓馬達將壓力能轉化為機械能
液壓缸(直線運動):
工作原理:高壓油進入液壓缸的無桿腔(或有桿腔),推動活塞克服負載阻力做直線運動。
應用場景:支腿伸縮、吊臂變幅(通過液壓缸推動臂架俯仰)、液壓夾軌器夾緊等。
力的計算:活塞推力 = 油液壓力 × 活塞有效面積(如壓力 10MPa、活塞面積 0.01m2,則推力為 100kN)。
液壓馬達(旋轉運動):
工作原理:高壓油進入馬達內(nèi)部腔體,推動轉子旋轉,輸出扭矩和轉速。
應用場景:回轉機構(驅(qū)動吊臂 360° 旋轉)、某些起重機的行走機構(液壓馬達帶動車輪)。
扭矩計算:馬達扭矩與油液壓力和排量相關(壓力越高、排量越大,扭矩越大)。
四、油液循環(huán):從執(zhí)行元件返回油箱的完整回路
回油路徑:執(zhí)行元件動作后,低壓油經(jīng)換向閥、回油過濾器流回油箱。
輔助元件作用:
過濾器:過濾回油中的雜質(zhì)(如金屬碎屑、油液氧化產(chǎn)物),防止污染系統(tǒng)。
冷卻器(高溫環(huán)境下):通過風冷或水冷降低油液溫度,避免因油溫過高導致油液黏度下降、元件磨損加劇。
油箱:儲存油液、沉淀雜質(zhì),并通過油液與空氣接觸輔助散熱。
五、典型工作場景:以支腿伸縮為例的原理演示
伸出動作:
操作換向閥至 “伸出” 位,高壓油經(jīng)換向閥進入支腿液壓缸的無桿腔,推動活塞向外伸出,有桿腔的油液經(jīng)換向閥流回油箱。
節(jié)流閥調(diào)節(jié)油液流量,控制支腿伸出速度;溢流閥限制系統(tǒng)壓力,防止支腿負載過大時損壞元件。
停止動作:
換向閥切換至 “中位”,油路切斷,液壓缸內(nèi)的油液被封閉,支腿保持固定位置(依賴換向閥中位密封或額外的液壓鎖)。
縮回動作:
換向閥切換至 “縮回” 位,高壓油進入有桿腔,推動活塞縮回,無桿腔油液回油箱。
六、核心控制邏輯:電液聯(lián)動與自動化調(diào)節(jié)
手動控制:通過操作手柄或按鈕驅(qū)動電磁換向閥(電信號控制閥芯動作),實現(xiàn)油路切換。
電液比例控制(高端系統(tǒng)):
采用比例換向閥,通過輸入電信號的強弱(如 0~10V 電壓)連續(xù)調(diào)節(jié)油液流量和壓力,實現(xiàn)執(zhí)行元件的無級調(diào)速(如吊臂變幅速度隨手柄推動幅度線性變化)。
傳感器與反饋:
壓力傳感器實時監(jiān)測系統(tǒng)壓力,超過閾值時自動觸發(fā)報警或切斷動力;
位移傳感器(如磁致伸縮傳感器)監(jiān)測液壓缸行程,實現(xiàn)支腿伸縮的精準定位。