萝岗升降车租赁,   萝岗升降车出租,  升降车租赁    如何设计一种无泄漏自补偿式液压系统??      液压加套式平动离合器通过推动增压活塞杆对密闭腔的液压进行机械式增压后对其进行机械限位而保持液压压力，液压夹套薄壁圆筒外壁在此夹持压力的作用下向内均匀变形并夹死伸入夹套圆筒内孔的传动机构，并通过产生的静摩擦力实现结合；对增压活塞杆解除限位后，增压活塞杆弹出释放密闭腔空间，夹持压力卸压，液压夹套薄壁在弹性恢复力下恢复形变，从而与传动机构产生间隙，实现分离。为了满足30吨的负载输出，装配时该离合器在常温下（24℃），通过调整机械增压位置调节离合器的夹持压力为22MPa。离合器经过两个多月的考核，性能稳定。在考核的过程中对离合器内部液压油油温及离合器的夹持压力进行采集，发现离合器的夹持压力温度敏感性很大。主要为两种材料之间的热膨胀系数不同以及液压油的体积弹性模量造成该现象。

       液压油的热膨胀系数大约为：7.82×104/℃，在温度变化下液压油变化的体积要远大于钢变化的体积。温度升高时液压油变化过多的体积在钢结构形成的密闭容腔内进行压缩，液压油由于具有一定的体积弹性模量因此在压缩过程中液压油压力升高；温度降低时则反之。从测试数据看，离合器的液压油温度变化52℃，夹持压力变化了大约34.6MPa。液压油低温8℃时，夹持压力下降到12.4MPa；液压油高温60℃时，夹持压力上升到47MPa。而离合器的夹持压力为12.4MPa时只能够满足9吨力的负载。由于离合器负载试验过程是从最小工况开始直到最大工况的，随着机构作功发热油温也随着升高，因而离合器的夹持压力始终满足负载需求。然而考虑到实际工况并不会像试验时那样逐渐增大，因此为了满足最大负载的需求，需要解决离合器液压油低温时夹持压力降低的问题。如果只是单一的增加离合器夹持压力的初始压力值的话，随着温度的升高会造成离合器内部超高压，对离合器带来不利的影响甚至损坏离合器。为了彻底解决离合器夹持压力的油温敏感性，设计出了一种无泄漏自补偿液压系统，在压力低于最低设定值时自动补充压力，而压力高于最高设定值时自动卸压，使得夹持压力维持在一个较小的范围内波动。

     1系统设计, 无泄漏自补偿液压系统结构设计，主要由电机泵、2位4通电磁换向阀、无泄漏安全阀、无泄漏液控单向阀、溢流阀、开关型压力传感器、继电器等组成。 工作原理：离合器充压时，电机1得电工作，电机1驱动定量泵2输出的液压油通过电磁换向阀5及液控单向阀6输入离合器，当离合器的夹持压力升高达到低压设定值后，通过反馈元件输出的反馈信号控制电机1失电停止工作，此时夹持压力在无泄漏液控单向阀及无泄漏安全阀下作用下实现无泄漏保压功能。离合器卸压时，电磁换向阀5得电换向，同时电机1得电工作，电机1驱动微型定量泵2输出的液压油（该液压油的控制压力由溢流阀4设定为3MPa）通过电磁换向阀5输入无泄漏液控单向阀6的控制口，此时液控单向阀6反向沟通，离合器内部的高压油通过液控单向阀6及电磁换向阀5回到油箱3，离合器卸压。离合器夹持压力自调节时，通过无泄漏安全阀7设定离合器的夹持压力的高压压力，当离合器的夹持压力高于此设定值时，无泄漏安全阀7开启维持高压压力；离合器的夹持压力低于低压设定值时，通过反馈元件的反馈信号自动控制电机1得电工作，离合器的夹持压力升高到设定值。

     在控制开关开的状态下，电机1得电离合器开始充压，当压力到达开关型压力传感器8的设定压力，开关型压力传感器8输出高电平控制常闭式延时继电器11延时开（保证离合器的夹持压力高于设定值），电机1失电停止工作完成离合器结合过程；在控制开关关的状态下，两位四通换向阀5得电换向，常开式继电器10得电关，电机1得电工作，液控单向阀6反向沟通，离合器卸压，常闭式延时继电器9延时开（延时时间需确保离合器完全卸压），电机1失电停止工作完成离合器分离过程。

     2系统建模AMESim建模，分别用AMESim内建模块来模拟液压油的压缩性通常用体积弹性模量来表征，体积弹性模量也称容积模量，在数值上是液体压缩系数β的倒数，单位为压力单位，由下式计算K=1β=ΔpΔVV式中Δp——初始体积和压缩体积形成的压力差；ΔV——压力变化引起的体积变化量；V——液压油初始体积。液压油体积弹性模量受油液中混入的空气量、油温、油压和液压油的种类等影响，需通过实验获得。通过现场测试数据液压夹套离合器固定容积V=1993.69cm3，压缩容积：ΔV=50.8cm3，会产生Δp=21MPa压力，得出当前的液压油体积弹性模量为K=824MPa。固定容积设置为1993.69cm3；溢流阀2设置液控单向阀控制口压力为3MPa；无泄漏安全阀7预设离合器夹持压力高压值为25MPa；定量泵2排量设置为0.096mL/r，转速设置为3000r/min；为保证离合器分离时完全泄压常闭式延时继电器9延迟开启时间设置为0.1s；开关型压力传感器8设置为在压力大于等于21MPa（离合器夹持压力低压值）时输出高电平；控制开关13设置为前15s为断开电源状态，离合器实现充压结合过程，15s时开始接通24V直流电源，离合器实现卸压分离过程。

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     3系统模拟与分析,  离合器在结合过程中即离合器内部充压过程，此时离合器夹持压力持续上升直到开关型压力传感器8设定值21MPa，开关型压力传感器输出高电平，此时由于常闭式延式继电器11延时开的作用离合器夹持压力还在持续升高，离合器夹持压力的最终状态决定于常闭式延时继电器11延时时间，可通过对延时时间的设置来设置离合器充压压力。延时开关延时时间分别设置为：1-0.1s；2-0.2s；3-0.25；4-0.3；5-0.5s；6-0.7s。可知随着延时时间的增大，离合器内部的夹持压力也在逐渐增大，延时0.7s时到达了24.8MPa，已经接近了无泄漏安全阀7设置的夹持压力高压值，如果延时开关延时继续增大会导致无泄漏安全阀7开始工作。通过合理选择延迟时间来确定离合器充压结束后的夹持压力，能够优化离合器夹持压力自调节频率，延迟时间选择为0.2s离合器充压结束后的压力为22.4MPa。在离合器结合的情况下，在油温的变化下离合器内部压力变化对离合器的影响，分别选者离合器夹持压力为1-22MPa、2-21.5MPa、3-21MPa、4-20.5MPa、5-20MPa及6-19.5MPa进行仿真。离合器内部压力在22MPa依次往下降的过程中，只要不低于21MPa，系统不会进行充压过程，一旦低于21MPa，离合器开始充压，而且保证充压压力为22.4MPa。通过仿真可知离合器在结合过程中，离合器内部压力始终维持在21～25MPa范围内。

      4试验研究逻辑部分调试，在调试过程中执行卸压操作时，发生离合器夹持压力反复充压，电机反复重启。经分析发现，溢流阀在最初设计时是作为限制管路的安全压力设置的，溢流阀的设置值高于离合器夹持力的最大压力值，当执行卸压操作时，液控单向阀的液控压力超出了电机的最大输出能力，控制电源的电压被拉低处于时断时续的状态，因此出现离合器反复充压，电机反复重启故障。经过改进通过溢流阀设置液控单向阀的液控压力为3MPa，离合器卸压过程恢复正常。 在没有接离合器对输出直接堵死的情况下，充压结束时充压压力达到24.6MPa；在接入离合器的情况下，充压结束时充压压力为22.5MPa。由于没有接入离合器比接入离合器的固有容积小很多，根据液压油的体积弹性模量公式，可知没接入离合器的压力要比接入离合器的压力升高速度快。通过执行机构加载产生热，再通过热传递升高油温过程，及执行机构停止工作后油温自然冷却过程，对无泄漏自补偿液压系统进行了稳压功能的考核。当系统压力高于无泄漏安全阀设置的最高夹持压力25MPa时，无泄漏安全阀开启，由于安全阀的压力值是由压缩弹簧设定，安全阀的关闭有一定的滞后性，因此离合器夹持压力降到24MPa后保持了稳定，油温再次升高后再次出现卸压过程。当油温降低离合器夹持压力降到21MPa时，无泄漏自补偿液压系统自动给离合器充压到22.5MPa。

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