從上班的電梯到在街上滾動的自卸卡車,到處都有液壓系統,這個功能強大的系統可以驅動一些最重的機器,液壓系統可以舉起巨大的負載并可以高速運行,它們在建筑工地和許多其他應用中很受歡迎。液壓系統類型很多,所有液壓系統都在相同的能量原理下運行。液壓泵給液體加壓,液體的運動被用來驅動從起重機到汽車的所有東西。本文興迪源機械帶來液壓系統的工作原理、基本組件及在重型設備中的應用。
一、液壓系統的工作原理:
您可能已經熟悉液壓系統的一些基本方式,根據您的經驗,您可能知道固體通常是不會被擠壓的,如果撿起筆或木頭之類的固體物體并嘗試擠壓它,則材料不會發生任何變化,他們不會壓縮或擠壓,液體的工作方式相同,它是不可壓縮的,這意味著當您對其施加壓力時它不會擠壓,它所占用的空間與未施加壓力時所占用的空間相同,水在注射器中,如果用手指蓋住末端并嘗試向下按壓,則水和柱塞都不會流到任何地方。
在液壓方面,不可壓縮性是使其發揮作用的主要因素,在同一個注射器中,如果您正常按下柱塞,即使沒有施加太大的壓力,也會從狹窄的一端高速釋放水,當您按下柱塞時,您會向水施加壓力,水將盡力逃逸,在這種情況下,高壓是通過非常狹窄的出口,該應用向我們展示了我們可以倍增力,然后可以將其用于為更復雜的設備提供動力。
在非常簡化的系統中,液壓系統是由配管制成的,配管的一端具有重物或活塞以壓縮液體,當此重物壓在液體上時,它迫使液體從另一端的細管中出來,水不會壓倒,而是會通過管道將自身快速推入并從窄端伸出,該系統也可以反向工作。如果我們將力施加到較窄的一端較長的距離,它將產生能夠在另一端移動更重的力的力。
法國數學家,物理學家和發明家布萊斯·帕斯卡(Blaise Pascal)在1600年代中期對這些特性進行了標準化。帕斯卡定律指出,在狹窄的空間中,施加到流體上的壓力的任何變化都會在各個方向上通過流體傳遞。換句話說,如果在水容器的一端施加壓力,則另一側將施加相同的壓力。這個原理可以使力倍增并影響更大,更重的物體。
此系統需要進行一些折衷,通常,您可以在一端施加更大的力量或速度,以在另一端看到相反的結果。例如,如果您以較高的速度和較小的力向下按壓窄端,則將較大的力施加為較低的速度,窄端可以移動的距離也會影響寬端的移動距離,交易距離和作用力在許多系統中都是典型的,液壓系統也不例外。
力的倍增是舉起重物的影響因素,如果較寬的一側的活塞是較小的一側的大小的六倍,則從較大的活塞施加到流體上的力在較小的一端上將是其六倍。例如,在較寬的一端向下施加100磅的力,在較窄的一端產生向上的600磅的力,這種力的倍增使液壓系統相對較小,它們非常適合為大型機器供電而不占用太多空間。
液壓系統也可以非常靈活,并且有許多不同類型的液壓系統,您可以將流體通過非常狹窄的管道移動,然后將其纏繞在其他設備上。它們具有各種尺寸和形狀,甚至可以分支為多個路徑,從而允許一個活塞為其他多個活塞提供動力,汽車制動器通常是一個例子,制動踏板激活兩個主缸,每個主缸到達兩個制動襯塊,每個制動襯塊一個,您可以找到通過液壓缸,泵,壓力機,升降機和電機為各種組件提供動力的液壓系統。
二、液壓系統的基本組件:
液壓系統具有一些基本組件來控制其工作方式:
1)油箱:液壓系統通常使用油箱來容納多余的液體并為機械裝置提供動力,重要的是使用金屬壁來釋放流體所產生的所有熱量,從而冷卻流體,未加壓的儲液罐還可以讓滯留的空氣離開液體,這有助于提高效率。由于空氣壓縮,它會轉移活塞的運動并使系統工作效率降低。
2)流體: 液壓油可以變化,但通常是石油,礦物或植物基油。流體根據其應用可以具有不同的屬性。例如,制動液由于其所經歷的高溫機制而需要具有高沸點。其他功能包括潤滑,抗輻射性和粘度。
三、液壓系統在重型設備中的應用:
讓我們看一下液壓系統通常在重型設備中如何工作:
1)發動機: 通常由汽油驅動,使液壓系統正常工作,在大型機器中,這需要能夠產生大量能量。
2)泵: 液壓油泵通過閥將油流發送到液壓缸,泵效率通常以加侖每分鐘和磅每平方英寸(psi)為單位進行度量。
3)氣缸: 氣缸從閥門接收高壓流體并致動機芯。
4)閥門: 閥門通過控制壓力,方向和流量等因素來幫助將流體輸送到系統周圍。
其他利用液壓的機器包括建筑工地上的車輛,挖掘機,起重機,推土機和挖掘機都可以通過堅固的液壓系統運行。例如,挖掘機使用液壓柱塞來為其龐大的手臂提供動力,流體被泵入細管,拉長柱塞,并延長臂,其背后的液壓動力可用于舉起巨大的負載,除工程機械外,液壓系統還用于從電梯到電動機的所有方面,甚至在飛機控制系統中也是如此。