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升降式工作臺的液壓系統(tǒng)設(shè)計 陳亮 ，盧偉宏 機電工程學院 機自0303 摘 要： 對升降式工作臺的液壓系統(tǒng)的設(shè)計進行了探討，通過采用主缸與輔助缸串聯(lián)的方 法而使該液壓系統(tǒng)運行平穩(wěn)、能耗小、可靠性高。 關(guān)鍵詞： 升降式工作臺　液壓系統(tǒng)　主缸　輔助缸 0 引 言 　　在工廠生產(chǎn)中，經(jīng)常會用到升降式工作臺。例如，在鑄造、焊接、噴涂、搬運、裝配等工作場合就有各種升降式工作臺被用作輸送和定位的工具。較大型的升降式工作臺的驅(qū)動裝置一般選用液壓缸，這是因為液壓缸工作可靠、費用較低。此外，利用液壓系統(tǒng)的儲能作用，還可以使工作臺的能耗較低。 　　在升降式工作臺攜帶著工件上升時，需要液壓缸向其提供驅(qū)動力，即液壓缸向工作臺輸出能量；而在工作臺攜帶著工件下降時，其勢能將釋放出來。這種勢能如果不能有效地利用，則會造成能量浪費。這種能量浪費對于小型工作臺來說尚不顯嚴重，但對于較大工作臺來說，就非常可惜了。因此，對于較大工作臺，需在其液壓系統(tǒng)中加入儲能裝置，在工作臺下降時將其勢能儲存起來，以便在工作臺上升時重新釋放出去，使能量的利用更加合理，并同時達到保護系統(tǒng)安全的目的。 　　在一些液壓系統(tǒng)中，采用蓄能器來儲存液壓能。這種方法結(jié)構(gòu)簡單，易于實施。然而，由于蓄能器的容積有限，因此對于較大工作臺來說，就難以滿足要求了。在本文中，采用了兩個液壓缸互補的方法，即通過兩個液壓缸間的液壓油互補，實現(xiàn)兩者間的能量互補，從而達到節(jié)能效果，同時又使液壓系統(tǒng)工作平穩(wěn)、可靠性高。 1 液壓系統(tǒng)設(shè)計 1.1　液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 　　升降式工作臺液壓系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。 　　1.工作臺　2.配重　3.主缸　4.輔助缸　5、6.液控單向閥　7.三位四通換向閥　 8.調(diào)速閥　9、16、17.單向閥　10.液壓泵　11、13.溢流閥　12.二位三通換向閥　 14.二位二通換向閥　15.節(jié)流閥　18.油箱 　　圖1　升降式工作臺液壓系統(tǒng)圖(方案1) 1.2　液壓系統(tǒng)工作原理 　　如圖1所示，工件(未畫出)放置在工作臺1上，而工作臺1則可在主缸3的活塞桿的作用下上升或下降。輔助缸4的活塞桿上加有配重2，兩缸的無桿腔由一個管路相聯(lián)，該連接管路上裝有兩個相對設(shè)置的液控單向閥5、6，兩液控單向閥5、6的控制油路分別來自兩缸的有桿腔。這樣，兩缸反向串聯(lián)起來。 　　三位四通換向閥7用來控制兩缸的運動方向。如要使工作臺1上升，則換向閥7置右位，泵1 0排出的液壓油經(jīng)過單向閥9、調(diào)速閥8和換向閥7向輔助缸4的有桿腔中供油，此時液控單向閥6被打開，使輔助缸4的無桿腔中的液壓油經(jīng)過液控單向閥6、5流進主缸3的無桿腔中，而主缸3的有桿腔中的液壓油則經(jīng)過換向閥7、二位二通換向閥14和節(jié)流閥15流回油箱18中，從而使輔助缸4的活塞桿帶動著配重2下降，而主缸3的活塞桿帶動著工作臺1上升。這一過程相當于將配重2的勢能傳給了工作臺1。 　　如要使工作臺1下降，則換向閥7置左位，液壓泵10排出的液壓油經(jīng)過單向閥9、調(diào)速閥8和換向閥7向主缸3的有桿腔中供油，此時液控單向閥5被打開，使主缸3的無桿腔中的液壓油經(jīng)過液控單向閥5、6流進輔助缸4的無桿腔中，而輔助缸4的有桿腔中的液壓油則經(jīng)過換向閥7 、二位二通換向閥14和節(jié)流閥15流回油箱18中，從而使主缸3的活塞桿帶動著工作臺1下降，而輔助缸4的活塞桿帶動著配重2上升。這一過程相當于將工作臺1的勢能傳給配重2。 　　由此可見，兩缸3、4的無桿腔中的液壓油是一種互補關(guān)系，通過這種液壓油間的互補交換，實現(xiàn)了工作臺1與配重2之間的能量互補交換，這樣，液壓泵10的供給壓力可明顯低于無輔助缸的液壓系統(tǒng)的供給壓力，因而顯著地降低了能耗。 　　二位二通換向閥14用來起保護作用，其工作原理如下所述：如果工作平臺上升時所攜帶工件重量很小或未攜帶工件，或是平臺下降時所攜帶工件重量很大，如果沒有換向閥14，則有可能使主缸3和輔助缸4的活塞運動速度劇增而無法控制，甚至導致液壓缸的損壞。加上換向閥14，就可以在出現(xiàn)上述情況時截斷主缸或輔助缸的有桿腔與油箱之間的油路，從而起到保護作用。 1.3　有關(guān)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的討論 　　為了使液壓系統(tǒng)所發(fā)揮的作用較大，可以選用相同規(guī)格的主缸和輔助缸；配重2的重量應(yīng)可調(diào)，其基本重量可以取為工作臺1的重量與工作臺最大負載的一半之和；此外還可以將液控單向5、6的控制油路取自輔助缸4的無桿腔，如圖2所示，這樣，即使主缸3和輔助缸4的有桿腔中壓力較低，也可確保打開液控單向閥5、6。 圖2　升降式工作臺液壓系統(tǒng)圖(方案2) 2　小　結(jié) 　　本文中討論了一種升降式工作臺的液壓系統(tǒng)的設(shè)計問題，并給出了這種液壓系統(tǒng)的兩個可行方案。該液壓系統(tǒng)中通過兩個液壓缸間的液壓油互補，實現(xiàn)兩者間的能量互補，從而達到了節(jié)能效果，同時又使液壓系統(tǒng)工作平穩(wěn)、可靠性較高。圖1所示的液壓系統(tǒng)已被應(yīng)用于某工廠的一套包裝設(shè)備中，取得了較滿意的效果。當然，本設(shè)計一定存在著不足之處，在今后的生產(chǎn)過程中，可能會暴露出某些缺陷，有待進一步完善。 參考文獻 [1] 樊錦波等,車抗移動式液壓舉升機的設(shè)計計算.機床與液壓,2002. [2]　王裕清，韓成石. 液壓傳動與控制技術(shù). 北京:煤炭工業(yè)出版社,1997. [3] 廖嘉璞，液壓傳動. 北京:北京航空航天大學出版社,1997. [4] 雷天覺主編,新編液壓工程手冊.北京.北京理工大學出版社,1998. System designs dyadic working table of promotion and demotion hydraulic pressure Chenliang,luweihong Abstract：To dyadic working table of promotion and demotion hydraulic pressure systematic design has carried out investigation and discussion , by adopt system to betoken a jar and to assist in-line method of jar but making be hydraulic pressure's turn operation has been stable , energy consumption has been small , reliability has been high. Keywords：Dyadic working table of promotion and demotion Hydraulic pressure system Betoken Assist a jar