徐曉靜

液壓系統(tǒng)的合理設(shè)計是液壓技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，熟練掌握并靈活運用液壓系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)及方法是機械工程領(lǐng)域工程技術(shù)從業(yè)人員應(yīng)該具備的基本技能。液壓系統(tǒng)輔助回路的設(shè)計相比較液壓系統(tǒng)的原理設(shè)計和元件設(shè)計，通常是設(shè)計人員容易忽略的方面，往往影響整個液壓系統(tǒng)的設(shè)計效果。筆者作為一名技師學(xué)院教師，將從供油方式的選擇、液壓泵配管、油溫控制回路、液壓油凈化回路、壓力表配置等五個方面淺析液壓系統(tǒng)輔助回路的設(shè)計要點，以供參考。

1 供油方式的選擇

1.1 液壓泵的類型選用

液壓泵是液壓源的核心，系統(tǒng)中采用什么類型的液壓泵和油路循環(huán)方式皆與系統(tǒng)調(diào)速方案有關(guān)，當(dāng)采用節(jié)流調(diào)速時，只能采用定量泵；當(dāng)采用容積——節(jié)流聯(lián)合調(diào)速時，必須采用變量泵；當(dāng)采用容積調(diào)速時，可采用定量泵或變量泵。對于前兩種調(diào)速方案，油路循環(huán)方式采用開式系統(tǒng)，后者采用閉式系統(tǒng)。

1.2 液壓泵數(shù)量的選定

液壓泵的數(shù)量根據(jù)執(zhí)行元件的工況而定。對于快慢速交替工作的系統(tǒng)，因最大和最小流量相差較大，且最小流量持續(xù)時間較長，可采用差動缸和單泵供油、高低壓雙泵供油、單泵加蓄能器供油等方案，不但能降低系統(tǒng)發(fā)熱，還能節(jié)能。對于多級速度變換的系統(tǒng)，可采用數(shù)字泵動力源。對于執(zhí)行機構(gòu)工作頻繁、復(fù)合動作較多、流量需求變化大的液壓系統(tǒng)，可采用雙泵雙回路全功率變量或分功率變量組合供油方案。對于多執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)，為防止執(zhí)行元件相互間的干擾，宜采用多泵多回路供油方案。

2 液壓泵的管道配置

2.1 吸油管的配置

因為溢流閥排出的是具有一定溫度的熱油，所以不能將液壓泵的吸油管與溢流閥的排油管相連。為避免液壓泵吸油阻力過大導(dǎo)致吸油不足而造成損壞，應(yīng)該盡量不在液壓泵的吸油管上設(shè)截止閥和軟管，否則，應(yīng)將截止閥和軟管的通徑適當(dāng)加大，以確保液壓泵要求的吸入壓力。為降低吸油阻力和噪聲，液壓泵吸油口不宜采用鉸接管接頭。

2.2 泄油管的配置

因為液壓系統(tǒng)的總回油管內(nèi)壓力一般都比液壓泵的泄油壓力高，并有時還伴有壓力沖擊，以及液壓泵的外泄漏油管排出的是熱油，所以應(yīng)該避免將液壓泵的泄油管與系統(tǒng)的總回油管或液壓泵外泄漏油管相連。

2.3 泵的自吸問題

液壓泵在開式液壓回路中使用時需要具有一定的自吸能力。設(shè)計時應(yīng)注意，不在自吸性差的液壓泵吸油管上裝設(shè)過濾器。為防止發(fā)生氣蝕，應(yīng)使液壓泵的中心高出油面的距離不大于500mm，且吸入壓力控制在-125mmHg以內(nèi)，吸入管道最多有一個彎管接頭。液壓泵的進油口中心低于油箱最低油面超過300 mm時，可以小偏角啟動自吸。當(dāng)同時滿足泵的流量大于160L/min，且吸入管道路的通徑符合要求，截止閥的通徑是吸入管道通徑兩倍以上等條件時，建議采用倒灌自吸。液壓泵的吸油管至油箱壁、吸油管入口至油箱底面距離不得小于3倍管徑。對于2500mm 以內(nèi)的吸入管道，管道彎頭不宜多于2個。

3 液壓油凈化回路的設(shè)計

液壓油凈化回路的設(shè)計焦點在于濾油器位置的設(shè)置。

3.1 液壓泵吸油口處

一般，液壓泵吸油口安裝不同標(biāo)準(zhǔn)等級的粗濾油器，在安裝時要保證濾油器的上緣低于油液面75mm以上，高于油箱底5mm以上，在油箱結(jié)構(gòu)上要考慮安裝和拆卸方便。

3.2 液壓泵的壓油管路上

液壓泵的壓油管路設(shè)置精濾油器，壓差值一般不超過0.35Pa，濾油器旁設(shè)堵塞指示器或旁路閥加以保護。若采用高壓油器，則應(yīng)將高壓濾油器放置在溢流閥之前，以確保流量恒定，并對溢流閥起到保護作用。

3.3 系統(tǒng)的回油管路上

為保證流回油箱的油液清潔，回油管建議安裝精濾油器，但要盡量將它安裝在流量、壓力波動較小、工作狀態(tài)相對穩(wěn)定的位置上，并注意按所通過的最大實際流量選取相應(yīng)通油能力的回油濾油器。另外，可以簡化管路，在系統(tǒng)的回油管路末端，即油箱頂上安裝濾油器，方便濾芯的洗、換、修。

3.4 其它位置

可以將濾油器安裝在溢流閥的回流路上，即支回流管處。對于大型液壓系統(tǒng)，尤其是要求系統(tǒng)24h連續(xù)工作、環(huán)境惡劣的場合，可以設(shè)計一個液壓泵和濾油器單獨組成的一個獨立于系統(tǒng)之外的過濾回路，用來連續(xù)為系統(tǒng)清除雜質(zhì)。

4 液壓油溫控回路的設(shè)計

為了不致使油箱中的油溫太高或太低，油溫可分別采用冷卻器或加熱器來控制。

4.1 冷卻器的設(shè)置

若系統(tǒng)油溫的升高主要是由大量高壓沒從溢流閥溢出所引起時，為提高冷卻效率，宜將冷卻器設(shè)置在溢流閥的回油路。為切斷冷卻器，可在冷卻器前設(shè)置截止閥。為防止回路壓力偶然升高導(dǎo)致冷卻器芯子被擊穿，可以將冷卻器并聯(lián)一個壓力閥。若系統(tǒng)中存在著若干個發(fā)熱量較大的元件時，應(yīng)在總回油管路上設(shè)置冷卻器，此處若同時有過濾器時，應(yīng)把過濾器放在回油管路的上游，即讓熱油先過濾后冷卻，從而降低過濾器阻力損失。冷卻器若設(shè)在油箱內(nèi)，要確保始終被油液淹沒。

4.2 加熱器的設(shè)置

加熱器一般設(shè)置在油箱底部，與箱底保持一定距離，并始終被油液淹沒，以確保加熱器自身溫度均衡。

4.3 油溫的自動控制

當(dāng)系統(tǒng)油溫變化范圍要求嚴格控制油溫變化范圍時，可設(shè)計油溫自動控制回路，通過兩個分別控制上、下限油溫的電接點溫度計對二位二通的水用電磁閥進行開關(guān)控制，從而控制冷卻水路的通斷，對油溫進行自動控制。

5 壓力表的配置

系統(tǒng)組合后，應(yīng)合理安排測壓點，通過與壓力表和壓力表開關(guān)連接，觀察各測壓點壓力，來檢查和調(diào)試液壓系統(tǒng)。一般在液壓泵出口、各壓力控制元件、與主油路壓力不同的支路及控制油路、蓄能器的進油口等處均應(yīng)設(shè)置測壓點。為減少壓力表數(shù)量，可多個測壓點（≦6）共用一塊壓力表，通過壓力表開關(guān)實現(xiàn)各測壓點的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)一般采用彈簧管壓力表，對于遠程傳送信號或自動控制的系統(tǒng)，一般采用電接點式壓力表。壓力表里程約為系統(tǒng)最高工作壓力的1.5倍左右。當(dāng)系統(tǒng)壓力調(diào)整到位后，可關(guān)閉壓力表開關(guān)，使壓力表回零，實現(xiàn)對壓力表的保護。為防止系統(tǒng)壓力突變或壓力脈動而使壓力表損壞，壓力表接入壓力管道時，應(yīng)通過阻尼小孔及壓力表開關(guān)。壓力表的安裝部位要便于直接觀察到壓力變化。

（作者單位：南通工貿(mào)技師學(xué)院）