เครื่องอัดไฮดรอลิก

3 ประเด็นเกี่ยวกับการออกแบบวงจรไฮดรอลิกที่คุณควรรู้

เวลาอ่านโดยประมาณ: 11 minutes

ในเครื่องจักรที่ทันสมัย การใช้งาน ไฮดรอลิค ระบบส่งกำลังประกอบด้วยวงจรพื้นฐานบางส่วน วงจรพื้นฐานที่เรียกว่าเป็นวงจรน้ำมันทั่วไปที่ประกอบด้วยส่วนประกอบไฮดรอลิกที่เกี่ยวข้องเพื่อทำหน้าที่เฉพาะให้สมบูรณ์ ด้วยการเรียนรู้หลักการทำงาน องค์ประกอบ และลักษณะเฉพาะ ทำให้สามารถเลือกวงจรเหล่านี้ได้อย่างถูกต้องและสมเหตุสมผลตามประสิทธิภาพการทำงาน ความต้องการ และสภาพการทำงานของเครื่องให้สมบูรณ์ตามที่ต้องการ ระบบไฮดรอลิก.

การออกแบบลูปควบคุมแรงดัน

วงจรควบคุมแรงดันคือวงจรที่ใช้วาล์วควบคุมแรงดันเพื่อควบคุมแรงดันทั้งหมดหรือบางส่วนของระบบ วงจรแรงดันที่ควบคุมโดยวาล์วแรงดันสามารถใช้เพื่อให้เกิดการควบคุมแรงดันไฟคงที่ การบีบอัด การเพิ่มแรงดัน และการควบคุมแรงดันแบบหลายขั้นตอน เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของแอคทูเอเตอร์ในแง่ของแรงและแรงบิด วาล์วแรงดันของส่วนประกอบมาตรฐานประกอบด้วยวาล์วน้ำล้น วาล์วลดแรงดัน วาล์วควบคุมลำดับ และวาล์วลดแรงดันทางเดียว และวาล์วลำดับทางเดียวที่รวมกันขนานกับวาล์วทางเดียว

วงจรควบคุมแรงดัน

วงควบคุมแรงดันหมายถึงแรงดันในการทำงานของระบบควบคุม เพื่อให้ไม่เกินค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หรือเพื่อให้กลไกการทำงานมีแรงกดดันที่แตกต่างกันในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการเคลื่อนย้าย

จุดที่ 1: การเลือกวิธีการควบคุมแรงดัน

  • วงจรจำกัดแรงดัน

ทางที่ดีควรใช้วาล์วน้ำล้นเพื่อจำกัดแรงดันสูงสุดในวงจรไฮดรอลิก ภาพเป็นวงจรของเครื่องประมวลผลแรงดันทั่วไป วาล์วระบายแรงดันต่ำ 1 ใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ลูกสูบตกลงมาเนื่องจากน้ำหนักของตัวมันเองเมื่อลูกสูบในกระบอกสูบสูงขึ้น (ไม่ทำงาน) ไปจนสุด ด้วยวิธีนี้สามารถประหยัดพลังงานได้และสามารถหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์ความร้อนของน้ำมันที่หกจากวาล์วล้นได้

  • วงแหวนควบคุมระยะไกลด้วยแรงดัน

ดังที่แสดงในภาพ เมื่อวาล์วสามทางของโซลินอยด์ถูกล้างอำนาจแม่เหล็ก แรงดันลูปคือแรงดันที่ตั้งไว้ของวาล์วระบายหลัก 10MPa เมื่อโซลินอยด์วาล์วสามทางตื่นเต้น โซลินอยด์วาล์วสี่ทางจะใช้เพื่อเปลี่ยนวาล์วหลักและรีโมตคอนโทรล ทางผ่านของวาล์ว a หรือ b สามารถแปลงแรงดันของวงจรหลักเป็น 7MPa หรือ 5MPa ความจุของแต่ละวาล์ว ยกเว้นวาล์วหลัก เป็นวาล์วไหลขนาดเล็ก

การออกแบบและวิเคราะห์วงจรไฮดรอลิก
  • วงจรควบคุมแรงดันรอง

ในภาพ เมื่อลูกสูบกระบอกสูบขึ้นลงและลูกสูบยังคงอยู่ที่ตำแหน่งสูงสุด แรงดันน้ำมันจะเท่ากับ p1 = 5MPa (ปล่อยปั๊มแรงดันสูงด้านซ้าย) แต่เมื่อลูกสูบถึงด้านล่าง โหลดเพิ่มขึ้น รีเลย์แรงดันทำงาน และวาล์วสามทางแม่เหล็กไฟฟ้าถูกจัดการเพื่อให้ p1=10MPa และน้ำมันแรงดันสูงเข้าสู่วงจร

การออกแบบและวิเคราะห์วงจรไฮดรอลิก
  • วงจรควบคุมแรงดันของปั๊มผสม

ในการออกแบบ ความจุของปั๊มจะต้องปรับให้เข้ากับความต้องการของงาน และลดความร้อนที่ไร้ประโยชน์ที่เกิดขึ้นขณะขับด้วยความเร็วต่ำ วงจรถูกควบคุมด้วยไฟฟ้าซึ่งสามารถทำงานกับอัตราการไหลและแรงดันน้ำมันต่างๆ ได้ตามต้องการเพื่อรักษาประสิทธิภาพวงจรสูงสุด มีข้อดีของปั๊มแปรผันที่ชดเชยแรงดัน วงจรน้ำมันควบคุมของวาล์วย้อนกลับแบบไฟฟ้า-ไฮดรอลิกในลูปถูกนำออกจากพอร์ตควบคุมระยะไกลของวาล์วน้ำล้น ซึ่งป้องกันผลกระทบที่เกิดจากการสลับของวาล์วถอยหลังหลัก

การออกแบบและวิเคราะห์วงจรไฮดรอลิก

จุดที่ 2: การปรับพารามิเตอร์ความดัน

  • ตั้งค่าความดันของวาล์วบรรเทาที่ไม่เหมาะสม

การตั้งค่าความดันที่ไม่เหมาะสมของวาล์วระบายทำให้ความเร็วการเคลื่อนที่ของกระบอกสูบไฮดรอลิกไม่เป็นไปตามข้อกำหนด ห่วงต้องการการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นเมื่อยกขึ้น การปรับความเร็วได้หลากหลาย และลูกสูบสามารถหยุดที่ตำแหน่งใดก็ได้ อย่างไรก็ตาม ระหว่างการทำงาน เมื่อปรับความเร็วการยกของลิฟต์ ความเร็วจะไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงกว้าง เฉพาะเมื่อมีการปรับการเปิดวาล์วปีกผีเสื้อให้เหลือเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ความเร็วในการยกจะเปลี่ยนไป ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่กำหนด เนื่องจากแรงดันของวาล์วน้ำล้นเพิ่มขึ้น แรงดันที่ตั้งไว้ของวาล์วระบายควรเป็นแรงดันใช้งานของปั๊มไฮดรอลิกที่เท่ากับผลรวมของแรงดันโหลดของกระบอกไฮดรอลิกและแรงดันตกที่ต้องการเมื่อปั๊มไหลผ่านวาล์วปีกผีเสื้อเต็ม

  • พารามิเตอร์การตั้งค่าความดันที่ไม่เหมาะสม

พารามิเตอร์การตั้งค่าแรงดันที่ไม่เหมาะสมทำให้อุณหภูมิน้ำมันของระบบจ่ายน้ำมันของปั๊มแรงดันคงที่สูงเกินไป ในวงจรไฮดรอลิกของปั๊มแรงดันคงที่ ดังแสดงในรูปภาพ เนื่องจากพารามิเตอร์การตั้งค่าแรงดันที่ไม่เหมาะสม อุณหภูมิน้ำมันสูงเกินไปเมื่อระบบทำงาน สาเหตุของปัญหาข้างต้นคือ แรงดันของระบบ P ที่กำหนดโดยวาล์วแรงดัน 1 นั้นต่ำกว่าแรงดัน Pt ที่กำหนดโดยสปริงควบคุมแรงดันของวาล์ว 2 เพื่อให้ปั๊มแรงดันคงที่ทำงานที่ระยะกระจัดสูงสุดเสมอ และการไหลส่วนเกินคือ แรงดัน P จะไหลย้อนกลับไปยังถังเชื้อเพลิง และเปลี่ยนเป็นความร้อนทั้งหมด ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของระบบเพิ่มขึ้น ดังนั้นให้ใช้วาล์ว 1 เป็นวาล์วนิรภัยและปรับแรงดันให้สูงกว่าแรงดันสูงสุดที่ระบบต้องการ 0.5~1MPa ปัญหาข้างต้นสามารถแก้ไขได้

การออกแบบและวิเคราะห์วงจรไฮดรอลิก
  • ตัวอย่างความล้มเหลวในการปรับพารามิเตอร์ความดัน

ในวงจรควบคุมแรงดันปั๊มเชิงปริมาณที่แสดงในภาพ ปั๊มไฮดรอลิกเป็นแบบเชิงปริมาณ และฟังก์ชันที่เป็นกลางของวาล์วย้อนกลับสี่ทางสามตำแหน่งเป็นแบบ Y ดังนั้นเมื่อกระบอกไฮดรอลิกหยุดทำงาน ระบบจะไม่ทำการขนถ่าย และแรงดันน้ำมันที่จ่ายออกโดยปั๊มไฮดรอลิกจะล้นกลับไปที่ถังน้ำมันด้วยวาล์วล้น วาล์วน้ำล้นในระบบเป็นวาล์วน้ำล้นที่ทำงานด้วยการนำร่องของ YF ซึ่งมีโครงสร้างแบบสามขั้นตอนที่มีจุดศูนย์กลาง

มีปัญหาคือ เมื่อวางวาล์วถอยหลังในระบบในตำแหน่งที่เป็นกลางและปรับความดันของวาล์วน้ำล้น พบว่าเมื่อค่าความดันต่ำกว่า 10MPa วาล์วน้ำล้นทำงานตามปกติ เมื่อปรับความดันเป็นค่าความดันใด ๆ ที่สูงกว่า 10MPa ระบบจะกรีดร้องเหมือนขลุ่ย ในขณะนี้ คุณสามารถเห็นตัวชี้เกจวัดแรงดันสั่นอย่างรุนแรง หลังจากทดสอบแล้วพบว่ามีเสียงรบกวนจากวาล์วน้ำล้น

การวิเคราะห์ปัญหา: ในวาล์วระบายความดันสูงแบบโคแอกเชียลแบบสามขั้นตอน สปูลหลักมีการเลื่อนพอดีสองตัวกับตัววาล์วและฝากระโปรงหน้า หากความโคแอกเชียลของรูด้านในของตัววาล์วและฝากระโปรงหน้าหลังการประกอบเกินความต้องการในการออกแบบ แกนม้วนเก็บพักหลักไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างยืดหยุ่น แต่ให้ยึดติดกับรูด้านในด้านใดด้านหนึ่งเพื่อทำการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติ เมื่อความดันถูกปรับเป็นค่าคงที่ มันจะกระตุ้นการสั่นสะเทือนของแกนหลักอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การสั่นสะเทือนแบบนี้ไม่ใช่การสั่นสะเทือนปกติของแกนม้วนในการเคลื่อนไหวการทำงาน แต่การสั่นสะเทือนความถี่สูงที่เกิดจากแกนม้วนตัวที่ติดอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอน (ในขณะนี้เนื่องจากแกนม้วนตัวรับแรงกดไฮดรอลิกที่เดียวกัน เวลา). การสั่นสะเทือนความถี่สูงประเภทนี้ย่อมจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่รุนแรงของสปริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสปริงที่ควบคุมแรงดัน และเสียงสะท้อนจะเกิดขึ้น นอกจากนี้ เนื่องจากน้ำมันแรงดันสูงไม่ไหลผ่านพอร์ตโอเวอร์โฟลว์ปกติ แต่โอเวอร์โฟลว์กลับไปที่ถังผ่านพอร์ตโอเวอร์โฟลว์ที่ติดขัดและช่องระบายน้ำภายใน การไหลของน้ำมันแรงดันสูงจะส่งเสียงของเหลวความถี่สูง การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนประเภทนี้จะกระตุ้นภายใต้สภาวะการทำงานเฉพาะของระบบ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ไม่มีเสียงแหลมเมื่อความดันต่ำกว่า 10MPa

การออกแบบและวิเคราะห์วงจรไฮดรอลิก

สารละลาย:

ความแม่นยำในการผลิตของวาล์วระบาย YF ค่อนข้างสูง ความโคแอกเชียลของพื้นผิววงกลมด้านในและด้านนอกของส่วนต่อของฝาครอบวาล์วและตัววาล์ว และการโคแอกเชียลของพื้นผิวทรงกลมด้านนอกของไหล่ทั้งสามของแกนวาล์วหลักควรอยู่ภายในช่วงที่กำหนด นอกจากนี้ รูลดแรงสั่นสะท้านบนแกนม้วนงอจะมีผลในการหน่วงเมื่อแกนม้วนท่อหลักสั่น เมื่อความหนืดของของไหลทำงานต่ำหรืออุณหภูมิสูงเกินไป ผลของการทำให้หมาด ๆ จะลดลงตามไปด้วย ดังนั้นการเลือกน้ำมันที่มีความหนืดที่เหมาะสมและการควบคุมอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของระบบที่มากเกินไปก็ช่วยลดแรงสั่นสะเทือนและการลดเสียงรบกวนด้วยเช่นกัน

  • ปัญหาความล้มเหลวในการปรับพารามิเตอร์ความดัน
  1. ปรับความดันขึ้นไม่ได้ สาเหตุหลักคือสปริงควบคุมแรงดันของวาล์วน้ำล้นอ่อนเกินไป ติดตั้งไม่ถูกต้องหรือหายไป ปากวาล์วหลักของวาล์วล้นที่ดำเนินการนำร่องถูกบล็อกและวาล์วสปูลจะเอาชนะแรงดันไฮดรอลิกของช่องด้านบนและสปริงวาล์วหลักภายใต้การกระทำของแรงดันน้ำมันที่ปลายล่าง แรง, วาล์วหลักเลื่อนขึ้น, และสปริงควบคุมแรงดันสูญเสียการควบคุมวาล์วหลัก ดังนั้นวาล์วหลักจะเปิดพอร์ตล้นที่แรงดันต่ำกว่าเพื่อล้น แกนวาล์วและบ่าวาล์วปิดไม่สนิทและการรั่วไหลรุนแรง แกนวาล์วเป็นครีบหรือสิ่งสกปรกอื่น ๆ ติดอยู่ในตำแหน่งเปิด
  2. ความดันสูงเกินไปไม่สามารถปรับลงได้ สาเหตุหลักคือแกนวาล์วติดอยู่ในตำแหน่งปิดโดยมีครีบหรือสิ่งสกปรก และไม่สามารถเปิดวาล์วหลักได้ ระหว่างการติดตั้ง วาล์วทางเข้าและทางออกพอร์ตเชื่อมต่ออย่างไม่ถูกต้อง และไม่มีแรงดันน้ำมันที่จะดันแกนวาล์วให้เคลื่อนที่ ดังนั้นจึงไม่สามารถเปิดแกนวาล์ว วาล์วนำร่อง ช่องด้านหน้าถูกปิดกั้น ทำให้วาล์วหลักไม่สามารถเปิดได้
  3. แรงดันสวิงมีขนาดใหญ่ สาเหตุหลักมาจากน้ำมันผสมกับอากาศ แกนวาล์วสัมผัสกับบ่าวาล์วไม่ดี เส้นผ่านศูนย์กลางของปากมีขนาดใหญ่เกินไปและเอฟเฟกต์การทำให้หมาด ๆ นั้นอ่อนแอ เสียงสะท้อนเกิดขึ้น; แกนวาล์วไม่เคลื่อนที่อย่างยืดหยุ่นในตัววาล์ว สำหรับปัญหาดังกล่าว เป็นไปได้ที่จะทำการปรับปรุงอย่างตรงเป้าหมายในด้านการออกแบบวงจร การเลือกส่วนประกอบ พารามิเตอร์ส่วนประกอบและการปรับระบบ การติดตั้งท่อ และการใช้น้ำมันไฮดรอลิก

จุดที่ 3: ปัญหาในวงจรควบคุมรอง

  • ปัญหาแรงดันช็อต

ในวงจรควบคุมแรงดันที่สองที่แสดงในภาพ เมื่อไม่มีการจ่ายพลังงาน 1DT แรงดันของระบบจะถูกควบคุมโดยวาล์วน้ำล้น 2 เมื่อ 1DT ถูกกระตุ้น แรงดันของระบบจะถูกควบคุมโดยวาล์วน้ำล้น 3 การสลับแรงดันของวงจรนี้จะเกิดขึ้นโดยวาล์ว 4 เมื่อแรงดันถูกเปลี่ยนจากแรงเป็น p2 (p>p2) เนื่องจากไม่มีแรงดันใน วงจรน้ำมันระหว่างวาล์ว 4 และวาล์ว 3 ก่อนเปลี่ยนเมื่อวาล์ว 4 ถูกเปลี่ยน (1DT ได้รับพลังงาน) เมื่อแรงดันทันทีที่พอร์ตระยะไกลของวาล์วน้ำล้น 2 ลดลงจากแรงเป็นศูนย์เกือบแล้วเพิ่มขึ้นเป็น p2 ระบบจะสร้างตามธรรมชาติ ช็อตแรงดันที่ใหญ่ขึ้น

การออกแบบและวิเคราะห์วงจรไฮดรอลิก
1-A ปั๊มไฮดรอลิก; 2, 3- วาล์วล้น; โซลินอยด์วาล์วสองตำแหน่ง 4-A สองตำแหน่ง
1-A ปั๊มไฮดรอลิก; 2-Pilot ดำเนินการวาล์วระบาย; 3-ย้อนกลับ
วาล์ว; 4-One สองตำแหน่งสองทางโซลินอยด์วาล์ว; 5-วาล์วทางเดียว

วิธีการยกเว้น:

ดังแสดงในรูปภาพ ต่อวาล์ว 4 เข้ากับช่องจ่ายน้ำมันของวาล์ว 3 นั่นคือ ตำแหน่งของวาล์ว 4 และวาล์ว 3 จะสลับกัน ด้วยเหตุนี้น้ำมันแรงดันเต็มจึงมักทำให้แรงดันของระบบลดลงจาก p เป็น p2 เมื่อเปลี่ยนวาล์ว 4 และจะไม่มีแรงกระแทกจากแรงดันมากเกินไป

  • ปัญหาเวลาบูสต์นานระหว่างการปรับแรงดัน

ในวงจรควบคุมแรงดันที่ 2 ที่แสดงในภาพ เมื่อท่อส่งรีโมทคอนโทรลยาว และระบบเปลี่ยนจากสถานะขนถ่าย (วาล์ว 3 ในตำแหน่งเป็นกลาง) เป็นสถานะเร่ง (วาล์ว 3 อยู่ในตำแหน่งซ้ายหรือขวา) ในขณะนี้ เนื่องจากท่อควบคุมระยะไกลผ่านบ่อน้ำมัน น้ำมันแรงดันจะต้องเติมด้วยท่อควบคุมระยะไกลก่อนจึงจะสามารถเพิ่มแรงดันได้ ดังนั้นเวลาเพิ่มแรงดันจึงยาวนาน

ให้ความสนใจกับสิ่งนี้:

พยายามย่อท่อรีโมทคอนโทรลให้สั้นที่สุด และเพิ่มวาล์วแรงดันย้อนกลับ (หรือวาล์วทางเดียว) 5 ที่จุดไหลกลับของน้ำมันของท่อควบคุมระยะไกลเพื่อให้มีแรงดันที่แน่นอนเพื่อให้เวลาแรงดันเพิ่มขึ้นได้ จะสั้นลง ในวงจรควบคุมแรงดันระยะไกล ค่าแรงดันต่ำสุดของวาล์วน้ำล้นจะเพิ่มขึ้น และในขณะเดียวกัน การทำงานผิดพลาดของการกระทำแล็กก็เกิดขึ้น สาเหตุของความล้มเหลวนี้คือท่อจากวาล์วระบายหลักไปยังวาล์วระบายนำร่องระยะไกลยาวเกินไป (เช่น มากกว่า 10 เมตร) และการสูญเสียแรงดันในท่อของรีโมทควบคุมนั้นใหญ่เกินไป ดังนั้น ไปป์ไลน์ควบคุมระยะไกลโดยทั่วไปต้องไม่เกิน 5 เมตร

2 คิดเกี่ยวกับ “3 Points About Hydraulic Circuit Design You Should Know

  1. John พูดว่า:

    สวัสดีเกรซ เราต้องการเครื่องกดไฮดรอลิก Y27-500T คุณสามารถส่งข้อมูลรายละเอียดและราคามาที่อีเมลของฉันได้ไหม ขอบคุณ

    1. Grace พูดว่า:

      ขอบคุณสำหรับคำขอของคุณและฉันจะส่งข้อมูลโดยละเอียดไปยังอีเมลของคุณ หากคุณยังมีคำถามใดๆ โปรดติดต่อฉัน

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น