液壓傳動系統的案例
一文了解注塑機液壓傳動工作原理
液壓傳動：它是以液壓油為工作介質，通過動力元件(油泵)將原動機的機械能變為液壓油的壓力能，再通過控制元件，然后借助執行元件(油缸或油馬達)將壓力能轉換為機械能，驅動負載實現直線或回轉運動，且通過對控制元件遙控操縱和對流量的調節，調定執行元件的力和速度。
當外界對上述系統有擾動時，執行元件的輸出量一般要偏離原有調定值，產生一定的誤差液壓控制：和液壓傳動一樣，系統中也包括動力元件、控制元件和執行元件，也是通過油液傳遞功率。
二者不同之點是液壓控制具有反饋裝置，反饋裝置的作用是執行元件的輸出量(位移、速度、力等機械量)反饋回去與輸入量(可以是變化的，也可以是恒定的)進行比較，用比較后的偏差來控制系統，使執行元件的輸出隨輸入量的變化而變化或保持恒定。
它是一種構成閉環回路的液壓傳動系統，也叫液壓隨動系統或液壓伺服系統。
液壓傳動系統中用的是通斷式或邏輯式控制元件，就其控制目的，是保持被調定值的穩定或單純變換方向，也叫定值和順序控制元件。
液壓控制系統中用的是伺服控制元件，具有反饋結構，并用電氣裝置進行控制，有較高的控制精度和響應速度，所控制的壓力和流量常連續變化。輸出功率可放大。
比例控制是介于上述二者之間的一種控制，所用比例控制閥是在通斷式控制元件和伺服控制元件的基礎上發展起來的一種新型的電――液控制元件，兼備了上述兩類元件的一些特點，用于用手調的通斷式控制不能滿足要求，但也不需要伺服閥對液壓系統那樣嚴格的污染控制要求的場合。
展開 五金沖壓件加工經常使用液壓沖床，那液壓壓力機的傳動系統的不足之處有哪些？
五金沖壓件加工，最重要的設備就是沖床壓力機，沖床壓力機分氣動和液壓兩種，液壓傳動系統優點很多，但是它仍然有一些不足，它的不足之處有下面幾點;
1.液壓傳動中的泄漏和液體的可壓縮性傳動無法保證嚴格的傳動比；
2.液壓傳動有較多的能量損失（泄漏損失、摩擦損失等），所以傳動效率不高，不宜做遠距離傳動；
3.液壓傳動對油溫的變化敏感，不宜在很記和很低的溫度下工作；液壓傳動出現故障時不易
找出原因。
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展開 五金沖壓加工設備沖床的液壓傳動系統的組成及工作原理是怎樣的？
沖壓加工沖床的液壓傳動系統工作過程是這樣的：
液壓泵由原動機帶動旋轉，從油箱中吸油，油液經過濾器過濾后流往液壓泵，經液壓泵向系統輸送。來自液壓泵的壓力油流經節流閥和換向閥進入液壓缸的左（右）腔，推動活塞連同工作臺向右（左）移動，這時液壓缸右（左）腔的油通過換向閥經回油管排回油箱。
工作臺的移動速度是通過節流閥來調節的。當節流閥開口大時，進入液壓缸的太力油流量較大，工作臺的移動速度也快，反之當節流閥開口較小時工作臺的移動速度較慢
工作臺的移動時發須克服阻力（如切削力和摩擦力）為適應克服不同的大小阻力的需要，，泵輸出油液的壓力應當能夠調整，另外當工作臺低速移動時節流閥開口較小，泵出口多余的壓力油亦需排回痌箱。這些功能是由溢流閥來實現的，調節溢流閥彈簧的預太力就能調整泵出口的油液壓力，并讓多余的油在相應壓力下打開溢流閥，經回油管流回油箱
液壓系統的組成：
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展開 液壓系統設計工程師是如何選擇過濾器的（轉自 液壓傳動與控制）
選用原則：過濾精度一般考慮10~20μm（伺服系統建議考慮10μm），初始壓差低于0.4bar，報警壓差2bar，經過旁通單向閥的壓差3bar。
循環過濾器
循環過濾器一般獨立于主泵運行，且連續運轉的。通常循環泵1小時內需要保證把油箱里的油液循環3~5次，因此循環過濾器納污效率較高，可以較好的保證系統過濾的精度。
一般可以停機或者在線更換濾芯（如果是雙筒過濾器的話）。
有些情況下，設計備用接口，循環過濾器作為加油過濾器使用。
選用原則：過濾精度一般考慮5~10μm（伺服系統建議考慮5μm），初始壓差低于0.2（不高于0.4）bar，報警壓差2bar，經過旁通單向閥的壓差3bar。
空氣濾清器
空氣濾清器用以過濾進入油箱的空氣。
選用原則：過濾精度一般考慮在10~40μm，空氣流量為泵流量的4~10倍。
簡而言之，過濾器的選擇需要綜合考慮如下因素。
應用場合：什么行業的
安裝位置：在液壓系統的哪個位置
元件敏感度：液壓傳動系統或者液壓伺服系統
過濾精度：與安裝位置，系統過濾精度要求，成本控制等有關
介質類型
油液黏度：影響壓差計算
工作溫度：影響黏度
工作壓力：低壓還是高壓
體積流量：既要保證壓差，又要控制成本
是否需要旁通單向閥
發訊裝置
初始壓差：期望初始壓差，與較多因素有關
劃重點來了
初始壓差的選擇和計算是系統工程師必須考慮的問題。過濾器的總壓差包含兩部分：殼體壓差和濾芯壓差。
△P總=△P殼體+△P濾芯
在樣本上查看曲線時，其壓降的測試條件與油液密度和黏度有關，實際應用時必須考慮其轉換系數。
展開 
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液壓系統對于機械設備的作用，相當于心臟之于人的作用。凡是有機械設備的場合，大多都采用了液壓技術，從民用到國防、由一般傳動到精確度很高的控制系統，都有很廣泛地應用。
液壓系統主要分為傳動系統和控制系統。一個完整的液壓系統由五個部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件(附件)和液壓油。液壓系統可分為兩類:液壓傳動系統和液壓控制系統。液壓傳動系統以傳遞動力和運動為主要功能。液壓控制系統則要使液壓系統輸出滿足特定的性能要求(特別是動態性能)，通常所說的液壓系統主要指液壓傳動系統。液壓傳動系統的主要功用是傳遞動力和運動，輸送液壓油，液壓油進入油缸的腔內，控制油缸活塞桿伸出或縮回來執行各種動作。
如圖示，油缸右邊部分帶活塞桿為有桿腔，另外一邊為無桿腔。當液壓油進入無桿腔，活塞桿被推出；當液壓油進入有桿腔，活塞桿被退回。
上圖為最簡單的一套液壓系統（或稱液壓泵站），油泵電機等組成動力源把油輸送到油缸中，而電磁閥起到換向的功能，使得油缸活塞桿伸出，或者縮回。
各部件作用
油缸：執行元件
電磁換向閥：液路系統中用來實現液路的通斷或液流方向的改變。
展開 液壓系統增壓回路的應用與設計（轉自液壓傳動與控制）
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增壓回路用在一些特殊需求的場合如夾緊裝置等，提供高于系統（一次回路）壓力的二次回路壓力，減少輔助動力單元，實現系統的高效化。根據不同的產品，增壓比是不一樣的，需要在設計選型的時候根據機械實際應用工況加以確定。
介紹兩種增壓器產品及其回路。
Parker增壓器SD500（建議選配底部安裝的先導式單向閥H06）
在下圖的設計中，NG06的電磁換向閥用以提供來自系統的工作壓力。先導式單向閥（藍色部分）的A口接執行器，其壓力由增壓器（紅色部分）產生。先導式單向閥與增壓器是獨立的元件，其疊加在增壓器的下面，用以快速補油及泄壓。
電磁閥失電如圖示狀態，如果P口繼續通高壓油，則先導式單向閥打開，A口壓力泄壓，增壓器4個單向閥也處于失壓狀態，執行器則處于松開狀態；如果P口無系統壓力，先導式單向閥無法打開，A口實現保壓，執行器一直處于抱緊狀態。
如果電磁閥得電處于右位，T口泄壓。P口壓力經過增壓器內置的方向滑閥（兩位四通）和帶有增壓比的控制活塞，使A口產生增壓效果。由于內部結構的原因，方向滑閥在平行位與交叉位之間來回自動切換，最終確保實現所需的增壓壓力。
Scanwill增壓器
同樣，該增壓器包含了增壓功能以及泄壓功能，但是兩個功能能集成在一起了。提供各種安裝方式，如管式，板式，法蘭式以及疊加式等。
液壓油進入增壓器P口，T口接回油箱。
系統建壓過程中，液壓油通過CV1和CV2，同時通過液控單向閥POV，兩路直達HP端，確保快速供油到系統。
當P口壓力逐步建立的過程中，增壓器主活塞也開始運動，并連續不斷將油壓入系統。
展開 頻率響應對液壓伺服系統的重要性（轉自液壓傳動與控制）
90°相位滯后頻率的最重要特征是，它使我們能夠將閥頻率與液壓機械共振頻率進行比較，液壓共振頻率是由于流體的可壓縮性（液壓電容或柔量）與執行器負載質量相互作用而產生的共振。
一些背景
在奈奎斯特（Nyquist）的開創性論文中，他將正弦分析的思想應用到了動態系統中，但是在當時非常受其它影響的情況下，他以非常神秘的數學術語將其應用。九年后，Bode發表了同樣重要的論文。他教我們，通過以分貝表示正弦頻率響應的幅值，將一個設備（例如閥）的幅值和相位響應與另一設備（例如負載和執行器子系統）的幅值和相位響應相加就變得很簡單。在那時，當選擇計算輔助成為計算規則時，確實如此受歡迎。盡管計算機發生了革命性的變化，并且計算機執行復雜的計算非常容易，但是眾所周知的Bode圖仍然是系統設計人員最喜歡的工具。
Bode和Nyquist（都是貝爾實驗室的研究工程師）對確定為什么某些音頻放大器會突然振蕩而另一些音頻放大器不會突然振蕩的想法很感興趣。如今，運動控制和反饋控制系統的設計人員仍在為機器的振動問題而苦苦掙扎。如果繼續下去，這種振蕩可能是自毀的。頻率響應方法使我們能夠合理估計將產生穩定的，無振蕩的伺服機構的電子調諧極限。
博德的方法要求我們測試和研究開環系統，然后使用分析技術詢問“假如是”閉環會如何。例如，可以在開環配置中測試完整的位置伺服機構（圖3），以找到使系統不穩定的必要條件。請注意，我們不是使用正弦測試數據（頻率響應特性）來確定系統在正弦輸入下的性能，而是在系統振蕩之前可以獲得多少伺服環路增益。這就是頻率響應方法的精妙之處。
圖3.左側的開關允許在開環配置下測試該閉環電液系統，以確定引起不穩定的頻率響應特性。然后，該系統可以以減少到引起振蕩的增益的一半左右的增益進行操作。
為了說明這一點，請考慮圖3的系統。
展開 圖文介紹如何讀懂液壓系統原理圖（上）（轉自 液壓傳動與控制）
遵循行內比較認可的定義，一個完整的液壓系統由五個部分組成，即動力單元、執行單元、控制單元、輔助單元（附件）和液壓油。之所以叫單元而不是元件，因為元件通常指代的是某一單個功能產品，而單元是很多個元件組成的一個功能集成體。
1. 動力單元
動力單元的作用是將原動機的機械能轉換成液體的壓力能，指電機帶動油泵，向整個液壓系統提供動力。
2. 輔助單元
輔助單元包括油箱、濾油器、冷卻器、加熱器、蓄能器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位計、油溫計等。
3. 液壓油
液壓油是液壓系統中傳遞能量的工作介質，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。
4. 控制單元
控制單元(即各種液壓閥)在液壓系統中控制和調節液體的壓力、流量和方向。根據控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。根據控制命令方式的不同，可分為開關閥和比例/伺服閥。
5. 執行單元
執行單元(液壓缸和液壓馬達)的作用是將液體的壓力能轉換為機械能，驅動負載作直線往復運動或回轉運動。
從工程設計和現場布置的方便性，我們把上述五部分分成A和B來討論。
A: 包括動力單元、輔助單元、液壓油。根據實際情況和功能區分，我們更具體的定義為主油泵單元、油箱單元、循環泵組單元、以及蓄能器單元。
圖示為某一大型液壓系統泵站室內布置圖，包括：油箱單元、主泵組、蓄能器組以及循環泵組單元。
上圖實物對應的液壓原理參考如下（不包含蓄能器部分）。
A.1 主油泵單元
上圖所示為9臺主泵，其中8臺工作，1臺備用。工業連續生產的液壓系統，通常情況下會考慮備用泵。
我們現在對如下的單一泵組單元進行分析。
展開 圖文介紹如何讀懂液壓系統原理圖（下）（轉自 液壓傳動與控制）
系統圖工作原理說明
左邊一組閥的控制過程可描述如下。帶單電磁鐵的兩位四通閥失電處于右位的時候，比例/伺服閥前后的液壓鎖X口均連通T口而泄油，液壓鎖鎖定，油液無法逆向流動。當該電磁閥得電處于左位狀態，高壓油與X口接通，兩個液壓鎖均打開，此時比例/伺服閥就可以工作了。比例閥/伺服閥根據油缸的位移或者壓力信號，改變閥芯開度，實現連續調節。比例/伺服閥的給定信號類型較多，可以是±10mA、4~20mA的電流信號，或者是±10V的電壓信號等。比例/伺服閥前的減壓閥回路用于進行壓力選擇。參考之前所述。
與左邊比例/伺服閥回路并聯的右邊一組常規回路包含:三位四通換向閥+液壓鎖+節流閥。電磁閥失電時，閥芯中位，液壓鎖控制油回油箱，液壓鎖可以可靠鎖定。液壓鎖之后是節流閥，出口節流，油缸動作回程有背壓，因此更平穩。對于某些回路，如果希望油缸啟動平緩，也可以用進口節流。該回路用于自動化面板上的手動慢速操作，其與比例/伺服閥回路是獨立的。
B.2 執行單元
執行單元根據執行器的是直線還是回轉運動方式，有液壓缸和液壓馬達之分。
液壓缸根據結構有單作用缸和雙作用缸。單作用缸是指油缸只有一腔通液壓油，另外一腔靠彈簧或者重力等方式來實現控制。雙作用缸是指油缸活塞桿兩腔均需接通液壓油，分別實現伸出或者縮回的控制。
根據有無活塞桿，又分為柱塞缸和活塞缸。柱塞缸是指油缸活塞大小與桿一樣，只有一個腔工作。回程通常需要靠重力。活塞缸是指油缸帶活塞桿的，又可以分為單活塞桿和雙活塞桿。
還可以分為單級缸和多級缸。單級缸是只有一個活塞桿的，而多級缸是指在活塞桿的內部還有活塞桿的。
液壓馬達主要用在一些回轉運動如一些設備行走控制等。
下面示出的是部分執行元件符號與結構，供參考。
展開 關于液壓同步回路，系統設計工程師有哪些選擇？（轉自液壓傳動與控制）
圖中液壓回路中安裝的各類閥具有以下一些功能:溢流閥1的目的是防止在液壓缸出口由于壓力過大而產生過高壓力。因此即使回路中只有一只液壓缸已經提前完成了整個行程，其它的液壓缸仍然可以正常完成其工作行程。單向閥2和3的作用 是保證分流馬達的每腔分配室都能維持一個大約4bar的最小壓力。
保證系統最小壓力是非常重要的。當其中一只液壓缸已經完成其全部工作行程時，分流馬達仍然在為其余速度較慢的液壓缸工作。這時，系統的最小壓力就保證了管路相通的速度較快的液壓缸不會發生吸空現象。
優點：分流馬達可以實現多個油缸（部分產品可以達12個油缸）同步，根據不同馬達類型和不同供應商產品制造工藝，同步精度在0.5~5%之間，同步效果不錯。
缺點：具有較高同步精度的分流馬達如柱塞式分流馬達較貴，而且同步效果受油液黏度、流量水平、負載均衡程度等的影響。如果多個油缸在運行過程中的負載很不均衡，不推薦采用分流馬達同步回路，因為其不具有自動補償功能。
4. 由調速閥+節流閥（阻尼）補償+位移傳感器等構成的回路
圖示為采用調速閥+節流閥（阻尼）+位移傳感器的原理參考。在該設計中，一個主電磁換向閥之后是四個調速閥，分別控制四個油缸的升降。但是由于負載的不均衡，或者無法確保四個調速閥完全調的一致，油缸的位移在運行過程中會有偏差，如果偏差超出可接受值，這時候可以通過每個油缸獨立的“電磁閥+液壓鎖+阻尼”回路對此進行補償，補償是屬于微調的流量，具體什么時候該補償，補償多少，需要結合油缸上位移傳感器的數值通過編程實現。
優點：每個油缸可以單獨調節，與位移傳感器組合實現閉環控制，實現自動補償，控制精度較高，不受偏載影響。
缺點：系統設計略復雜，需要用到位移傳感器，對電氣控制要求更多了。
5.
展開 關于比例與伺服液壓系統的一些設計指導意見（轉自液壓傳動與控制）
液壓仿真認為油缸沒有提供足夠的力控制更大的負載，數學模型建議采用更大規格尺寸的油缸，并安裝適合的更大規格的液壓閥。
圖形分析也顯示，小尺寸的油缸是如何不能提供足夠的力，使大型負載加快減速。更小尺寸的油缸在油缸端蓋排油（壓力降為零），而有桿腔端壓力超出了系統壓力。系統無法控制，因為活塞桿端的油液流至供油單元，實際上使得減速降低。
大規格的油缸可以以同一速率加速負載，但是其更大的活塞面積意味著壓力改變不會太大。整個循環周期里油缸壓力基本處于壓力范圍的中間，為保證良好控制，經過活塞的壓力損失很大。
提高油缸直徑也就是提高系統的自然頻率（剛度），讓運動控制器可以處理更快的加速和減速控制。當正確調試的時候，就會提高系統性能。然而需要記住的是，更大的油缸需要更大的閥和更多的油。過大的油缸成本會更高，并且更大的閥響應會更慢，在某些情況，提高閥的規格尺寸并不能提高系統的響應。
展開 
五金沖壓件加工廠所用液壓機的液壓閥的種類
在五金沖壓件加工廠，經常用液壓壓力機來加工不同工藝的金屬沖壓件。液壓壓力機進行沖壓件加工，主要是靠其內部的液壓傳動系統。液壓控制閥是液壓機液壓傳動系統中的控制元件。它控制從液壓泵到執行元件的油液的壓力、流量和流動方向，從而控制執行元件的力、速度和方向。下面我們來看下液壓控制閥的分類情況。
1.液壓控制閥按用途分類可分為以下幾種：壓力控制閥、方向控制閥、流量控制閥；
2.按安裝連接方式分為：螺紋連接閥、法蘭連接閥、板式連接閥、集成連接閥；
3.按閥的控制方式可分為：開關（或定值）控制閥、比例控制閥、伺服控制閥、數字控制閥；
4.按結構形式分為：滑閥（或轉閥）、錐閥、球閥等。
展開 五金沖壓件加工廠所用液壓機的液壓閥的種類
在五金沖壓件加工廠，經常用液壓壓力機來加工不同工藝的金屬沖壓件。液壓壓力機進行沖壓件加工，主要是靠其內部的液壓傳動系統。液壓控制閥是液壓機液壓傳動系統中的控制元件。它控制從液壓泵到執行元件的油液的壓力、流量和流動方向，從而控制執行元件的力、速度和方向。下面我們來看下液壓控制閥的分類情況。
1.液壓控制閥按用途分類可分為以下幾種：壓力控制閥、方向控制閥、流量控制閥；
2.按安裝連接方式分為：螺紋連接閥、法蘭連接閥、板式連接閥、集成連接閥；
3.按閥的控制方式可分為：開關（或定值）控制閥、比例控制閥、伺服控制閥、數字控制閥；
4.按結構形式分為：滑閥（或轉閥）、錐閥、球閥等。
展開 沖壓件加工設備液壓機的液壓系統簡介說明
● 沖壓加工設備的傳動系統按傳動的介質來分有：機械傳動、電氣傳動和流體傳動;
而流體傳動又包括：液體傳動和氣體傳動；液體傳動又分為：液壓傳動和液力傳動。
●那液壓傳動的工作原理是怎樣的呢？
液壓傳動是利用密閉系統中的受壓液體來傳遞運動和動力的一種傳動方式。液壓傳動裝置本
質上是一種能量轉換裝置，它以液體作為工作介質，通過動力元件液壓泵將原動機（如電動
機）的機械能轉換為液體的壓力能，然后通過管道、控制元件（液壓閥）把有壓液體輸往執
行元件（液壓缸或液壓馬達），將液體的壓力能又轉換為機械能，以驅動負載實現直線或回轉運動，完成動力傳遞。
●液壓系統由這幾個部分組成：原動機、液壓泵、執行元件、控制閥、液壓輔件、液壓油；
●液壓系統的分類：
★按液壓回路的基本構成可以把液壓系統分為：開式和閉式系統
★按主要功用可分為：傳動系統和控制系統
★按實現速度控制的方式可分為：閥控制和泵控制
★按換向閥中位狀態可分為：開中位和閉中位
★按系統的用途可分為：固定設備用和車輛用。
☆開式系統：泵從油箱抽油，經系統回路返回油箱，應用普遍，油箱要足夠大；
☆閉式系統：馬達排出的油液返回泵的進油口，多用于車輛的行走驅動，用升壓泵補油，并且用沖洗閥局部換油；
☆閥控制：通過改變節流口的開度來控制流量，從而控制速度，按節流口與執行元件的相對位置可分為進口節流和旁通節流；
☆泵控制：通過改變泵的排量來控制流量，從而控制速度。效率較高。
●液壓傳動的優點：
液壓傳動在工程機械、礦山機械、冶金機械、機床工業、輕工機械、農業機械等工業聞都
有著廣泛的應用。之所以如此是因為它與其他傳動形式相比較有著許多優點。
展開 液壓執行件與管路的固有頻率計算及其影響因素（ 液壓傳動與控制）
一個液壓機械系統傳動系統，通常由液壓執行件與負載構成，可簡化為彈簧-質量系統。其彈簧的作用，由被壓縮的油液容積產生。液壓傳動裝置的固有頻率，對于閉環控制系統的動態特性，是一個重要的參數。固有頻率的計算，最基本的公式如下，其由彈簧剛度和質量決定大小。
C：彈簧剛度
m：運動質量
而其中的彈簧剛度C的計算與油液的體積彈性模量E有關，并且與面積平方成正比，與容積成反比。
總的固有頻率計算公式：
液壓系統中，液壓缸是最接近負載的一個液壓元件，液壓缸與負載質量等組合在一起的液壓固有頻率往往就是整個液壓系統中頻率最低的一個元件，也就是整個系統工作頻率的上限。如果輸入信號頻率過高，液壓缸受固有頻率的限制因而不能正常響應。因此設計系統時，需要盡可能的考慮提高工作頻率范圍。
從上述公式可以，常常用到的提高固有頻率的措施有：提高液壓彈簧剛度和減小慣性質量。提高彈簧剛度就是意味著液體中含氣量越小越好，從而提高彈性模量；同時也避免使用軟管。此外，增加油缸面積也是有效的，但是油缸規格增大，意味著負載流量相應也要增大，從而閥、管件、動力單元等都需要增大。減少壓縮容積就意味著減小液壓缸的的無效容積，并且保證伺服閥離油缸越近越好。對于負載質量，減小的可能性一般不大，但是需要考慮活塞質量、液壓缸兩腔油液質量、管路中油液質量折算到負載上的質量部分，如果此部分很大，就不能忽略了。但是固有頻率的計算還是必須基于各種綜合因素的考慮，在成本與性能上做出平衡。
問題：在伺服閥與油缸之間安裝蓄能器，會影響公式中的哪些因素？對固有頻率有何影響呢？
1. 差動缸固有頻率的計算
差動缸是我們應用使用最頻繁的一種執行器。
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