静压机液压系统通常由以下部分组成并按相应原理工作:
一、组成部分
动力源:一般采用电机或发动机驱动液压泵,为系统提供动力,将机械能转化为液压油的压力能。液压泵常见的有柱塞泵、齿轮泵等。柱塞泵通过柱塞在泵缸内的往复运动实现吸油和压油;齿轮泵则依靠两个啮合齿轮的旋转,在轮齿脱开啮合的一侧形成低压吸油,在轮齿进入啮合的一侧形成高压压油。
液压油箱:用于储存液压油,为系统提供足够的油液储备,并起到散热、沉淀杂质等作用。油箱上通常还设有液位计、油温表、空气滤清器等附件,以便监测和维护油液状态。
二、控制阀组
换向阀:控制液压油的流动方向,从而改变执行元件(如液压缸)的运动方向,实现静压机的加压、回程等动作。
溢流阀:限制系统最高压力,当系统压力超过设定值时,溢流阀打开,将多余的油液返回油箱,保护系统元件免受过高压力的损坏。
节流阀或调速阀:调节液压油的流量,进而控制执行元件的运动速度,使静压机能够根据不同的工作需求,以合适的速度进行加压或回程操作。
执行元件:通常为液压缸,是将液压油的压力能转化为机械能的部件,通过活塞在缸筒内的往复运动,产生直线推力或拉力,对工件施加静压力。有些大型静压机可能会采用多个液压缸同步工作,以保证压力均匀分布。
辅助元件
油管和管接头:用于连接液压系统的各个部件,形成完整的液压油流通回路,使液压油能够在系统中顺利传输。油管的材质和规格需根据系统的压力、流量等要求进行选择,常见的有橡胶管、钢丝编织橡胶管、金属管等。
过滤器:安装在液压系统中,用于过滤液压油中的杂质、颗粒等污染物,保持油液清洁,防止杂质进入液压元件,影响系统的正常工作和使用寿命。
压力表及压力传感器:用于显示系统压力,以便操作人员了解系统的工作状态,同时也可为控制系统提供压力信号,实现对压力的精确控制。
三、工作原理
基于帕斯卡原理,即加在密闭液体上的压力会等量地传递到液体中的所有点。具体过程如下:
加压过程:启动动力源,驱动液压泵运转,液压泵从液压油箱中吸入低压液压油,通过其内部的工作机制将油液加压,形成高压液压油。高压油经油管输送到换向阀等控制阀组,当换向阀处于加压工位时,高压油进入液压缸的无杆腔,推动活塞及与活塞相连的压头向下运动,对放置在工作台上的工件施加静压力,使工件在压力作用下发生变形或达到所需的加工效果。
保压过程:当液压缸达到所需的压力后,通过控制系统使液压泵进入卸荷状态或保持低流量输出,维持系统压力稳定,使工件在一定时间内保持受到稳定的静压力,以满足工艺要求,如材料的成型、固化等。
回程过程:保压完成后,操作换向阀切换到回程工位,使液压缸有杆腔通入高压油,无杆腔的油液通过换向阀流回油箱,活塞在压力差的作用下向上运动,带动压头回程,回到初始位置。
循环与散热:在整个工作过程中,液压油不断循环流动。由于液压系统在工作时会产生热量,一部分热量通过液压油在油箱中的散热以及油管与周围空气的热交换等方式散发出去,以保证系统油温在正常范围内,确保系统的性能和可靠性。