液壓與氣壓傳動發展探析

程 鑫 周 杰 張衛忠 汪 強 余恒峰 訾道遠

(安徽新華學校，安徽 合肥 230000)

1 液壓與氣壓傳動的優缺點

1.1 液壓傳動的優點

(1)主要體現在功率—質量比大，這會讓在相同功率的控制系統中，液壓裝置可以創造出更大的能量。

(2)對速度的調節范圍大，并且對速度的調節相對容易。

(3)整個系統的運動相對平穩，受到的沖擊小。

(4)液壓傳動的使用壽命較長，具有很高的性價比。

1.2 液壓傳動的缺點

(1)液壓油對壓力和溫度都很敏感，會對整體的液壓系統造成一定程度的影響。

(2)液壓系統還有一個很嚴重的問題就是泄漏永遠也不能被避免，也在一定程度上降低了液壓系統的效率。

(3)液壓系統不適合用在遠距離傳遞，同時也不容易檢查出系統中的故障問題。

1.3 氣壓傳動的優點

(1)液壓傳動的介質是空氣，所以工作成本低。

(2)工作介質的粘度小，會讓氣體在氣壓系統中工作時的阻力相對于油液在液壓系統中受到的阻力較小，有利于遠距離傳輸使用。

(3)工作介質的應用范圍廣，可以在不同條件下使用。

(4)不容易發生系統過熱的現象，會延長氣壓系統的使用壽命。

1.4 氣壓傳動的缺點

(1)由于空氣具有較大的可壓縮性，讓工作介質在速度方面的穩定性較差。

(2)氣壓傳動只能適用于小功率的場合中，同時氣壓傳動會產生嚴重的失真和延滯的情況。

(3)氣壓系統在工作時有很大的噪音。

2 液壓與氣壓傳動系統的組成部分

(1)能源裝置：通過液壓和氣壓元件把系統的機械能轉變成為介質壓力能的裝置稱為能源裝置，一般的能源裝置為液壓泵和空氣壓縮機，儲能器可以看成輔助動力源。

(2)執行裝置：與能源裝置相反，把介質的壓力能轉變成為液壓和氣壓系統中機械能的裝置，常見的執行裝置是直線運動的液(氣)壓缸和做回轉運動的液(氣)壓馬達等。

(3)控制調節裝置：對液壓和氣壓傳動系統中介質的壓力、流量以及流動方向進行一定程度控制和調節的裝置。常見的控制調節元件有方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥、疊加式液壓控制閥等。

(4)輔助裝置：在液壓和氣壓傳動系統中起到輔助作用的裝置，常見的裝置是管道、油箱、過濾器和密封裝置等。

(5)傳動介質：在液壓傳動中傳動介質為液壓油，在氣壓傳動系統中傳動介質是空氣。

裝卸堆碼機液壓系統結構簡圖如圖1所示。

圖1 裝卸堆碼機結構簡圖

3 概述

裝卸堆碼機是為了減輕裝卸工人的負擔而創造出來的一種對重物進行碼垛和裝卸的倉儲機械，裝卸堆碼機主要是由靠液壓馬達作為動力源的地盤行走和可以在6個自由度自由工作的機械臂這兩大部分組合而成。機械臂可以在工作時完成一系列的基本操作，比如：重物的夾取、機械臂的上升和下降、機械臂的伸出和回縮以及機械臂可以在一定程度上實現回轉和偏轉。裝卸堆碼機是定量泵供油從而成為單泵供油并聯的開式系統。裝卸堆碼機相對于叉車更加的靈活，具有更高工作效率和工作性能[1]。

3.1 裝卸堆碼機液壓系統的工作原理

3.1.1 地盤行走

油液從雙向定量液壓泵18的左右兩腔不同方向進入會導致地盤向左右2個方向移動。

(1)油液流入的工作路徑：油液從單向定量液壓泵3到達單向閥6，進入三位六通手柄換向閥5的左位后再從出口進入雙向定量液壓泵18，從而控制地盤移動。

(2)油液流出工作路徑：油液從雙向定量液壓泵18的右邊流入到三位六通手柄換向閥5的左位后直接流入到過濾器11中，當油液中的雜質被過濾之后進入油箱。

系統中還有很多的安全保護裝置，比如15處的溢流閥作為安全閥和17處的單向閥都起到保護系統的作用。當系統中出現壓力不足的情況，可以通過讓9處的二位二通電磁換向閥工作，這樣會導致先導式溢流閥8的壓力升高，從而使系統的壓力升高。

3.1.2 立柱升降

當機械臂到達了設定位置時，三位六通手柄換向閥5會從左位恢復到中位，同時控制多路換向閥12中控制立柱升降的閥c的左位端會接入到系統中，完成系統的工作。

(1)油液流入的工作路徑：油液從單向定量液壓泵3到達單向閥6，從而進入了三位六通手柄換向閥12中閥c的左位端后流入閥31，再流入液控單向閥30進入立柱升降系統中。

(2)油液流出的工作路徑：從立柱升降系統下端進入的油液使得油液從伸縮缸上腔流入到三位六通手柄換向閥12中閥c的左位端，經過過濾器11后回到油箱。

當立柱升降到所要求的高度時，三位六通手柄換向閥12中閥c回到中位端，由于30液控單向閥緊鎖，使得油液無法從30單向閥處流回液壓系統中。使閥12當中閥c的右端接入到液壓系統當中，會讓立柱下降。

(3)油液流入的工作路徑：油液從單向定量液壓泵3到達單向閥6，從而進入三位六通手柄換向閥12中閥c的右位端，使得油液流入到伸縮缸的上腔。

(4)油液流出的工作路徑：伸縮缸向下移動使得油液從液控單向閥30流到閥31后，再流到三位六通手柄換向閥12中閥c的右位端后，經過過濾器11流入到油箱中。

3.2 裝卸堆碼機中的液壓特點

(1)該液壓系統采用了并聯式多路換向閥，使得液壓系統的操作更加簡便、直接、明白，同時也提高了該系統的使用效率和工作性能。

(2)該系統配置了多處安全閥，確保液壓系統的工作安全性。多處的液控單向閥都起到了必要的作用，手柄式換向閥也方便操作員進行操作和控制液壓系統[2]。

(3)該液壓控制系統使用了二級調壓回路，可以調控液壓系統管道中的壓力大小，從而讓系統的能源消耗低于正常情況，提高了液壓系統的工作效率。