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隨著計算機技術的發(fā)展和應用,用有限元法計算液壓缸的強度,以重量及成本為目標的優(yōu)化設計也曰益增多。但與機械傳動零件相比,液壓缸的結構和強度設計理論還比較滯后。在液壓缸的設計中,某些常見的基本公式尚不盡合理,只能用來作粗略計算。有時則采用保守的計算方法,或取較大的安全系數(shù),以彌補計算中的某些不足。例如在校核液壓缸穩(wěn)定性時,將液壓缸看成等截面積整體桿件而直接引用歐拉公式計算比較保守,導致材料消耗,體積和重量都有所增加。對液壓缸受力情況估計不足,盡管選的安全系數(shù)較大,仍難免出現(xiàn)不安全情況。因而,進一步完善液壓缸的計算機自動設計和校核有待研究和開拓。
工程機械液壓系統(tǒng)分成4個不同的形式 (1)按油液的循環(huán)方式,液壓系統(tǒng)可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)是指液壓泵從油箱吸油,油經各種控制閥后,驅動液壓執(zhí)行元件,回油再經過換向閥回油箱。這種系統(tǒng)結構較為簡單,可以發(fā)揮油箱的散熱、沉淀雜質作用,但因油液常與空氣接觸,使空氣易于滲入系統(tǒng),導致機構運動不平穩(wěn)等后果。開式系統(tǒng)油箱大,油泵自吸性能好。閉式系統(tǒng)中,液壓泵的進油管直接與執(zhí)行元件的回油管相連,工作液體在系統(tǒng)的管路中進行封閉循環(huán)。其結構緊湊,與空氣接觸機會少,空氣不易滲入系統(tǒng),故傳動較平穩(wěn)。工作機構的變速和換向靠調節(jié)泵或馬達的變量機構實現(xiàn),避免了開式系統(tǒng)換向過程中所出現(xiàn)的液壓沖擊和能量損失。但閉式系統(tǒng)較開式系統(tǒng)復雜,因無油箱,油液的散熱和過濾條件較差。為補償系統(tǒng)中的泄漏,通常需要一個小流量的補油泵和油箱。由于單桿雙作用油缸大小腔流量不等,在工作過程中會使功率利用下降,所以閉式系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般。
按向執(zhí)行元件供油方式的不同,可分為串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)。串聯(lián)系統(tǒng)中,上一個執(zhí)行元件的回油即為下一個執(zhí)行元件的進油,每通過一個執(zhí)行元件壓力就要降低一次。在串聯(lián)系統(tǒng)中,當主泵向多路閥控制的各執(zhí)行元件供油時,只要液壓泵的出口壓力足夠,便可以實現(xiàn)各執(zhí)行元件的運動的復合。但由于執(zhí)行元件的壓力是疊加的,所以克服外載能力將隨執(zhí)行元件數(shù)量的增加而降低。