在工廠生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì)用到升降機(jī)。例如，在鑄造、焊接、噴涂、搬運(yùn)、裝配等工作場(chǎng)合就有各種升降平臺(tái)被用作輸送和定位的工具。較大型的升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置一般選用液壓缸，這是因?yàn)橐簤焊坠ぷ骺煽俊①M(fèi)用較低。此外，利用液壓系統(tǒng)的儲(chǔ)能作用，還可以使工作臺(tái)的能耗較低。
在升降平臺(tái)攜帶著工件上升時(shí)，需要液壓缸向其提供驅(qū)動(dòng)力，即液壓缸向工作臺(tái)輸出能量；而在工作臺(tái)攜帶著工件下降時(shí)，其勢(shì)能將釋放出來(lái)。這種勢(shì)能如果不能有效地利用，則會(huì)造成能量浪費(fèi)。這種能量浪費(fèi)對(duì)于小型工作臺(tái)來(lái)說(shuō)尚不顯嚴(yán)重，但對(duì)于較大工作臺(tái)來(lái)說(shuō)，就非�？上Я恕Ｒ虼�，對(duì)于較大工作臺(tái)，需在其液壓系統(tǒng)中加入儲(chǔ)能裝置，在工作臺(tái)下降時(shí)將其勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，以便在工作臺(tái)上升時(shí)重新釋放出去，使能量的利用更加合理，并同時(shí)達(dá)到保護(hù)系統(tǒng)安全的目的。
在一些液壓系統(tǒng)中，采用蓄能器來(lái)儲(chǔ)存液壓能。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。然而，由于蓄能器的容積有限，因此對(duì)于較大工作臺(tái)來(lái)說(shuō)，就難以滿足要求了。在本文中，采用了兩個(gè)液壓缸互補(bǔ)的方法，即通過(guò)兩個(gè)液壓缸間的液壓油互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)兩者間的能量互補(bǔ)，從而達(dá)到節(jié)能效果，同時(shí)又使液壓系統(tǒng)工作平穩(wěn)、可靠性高。
升降機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
升降機(jī)液壓系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.2 液壓系統(tǒng)工作原理
如圖1所示，工件(未畫出)放置在工作臺(tái)1上，而工作臺(tái)1則可在主缸3的活塞桿的作用下上升或下降。輔助缸4的活塞桿上加有配重2，兩缸的無(wú)桿腔由一個(gè)管路相聯(lián)，該連接管路上裝有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的液控單向閥5、6，兩液控單向閥5、6的控制油路分別來(lái)自兩缸的有桿腔。這樣，兩缸反向串聯(lián)起來(lái)。
三位四通換向閥7用來(lái)控制兩缸的運(yùn)動(dòng)方向。如要使工作臺(tái)1上升，則換向閥7置右位，泵1 0排出的液壓油經(jīng)過(guò)單向閥9、調(diào)速閥8和換向閥7向輔助缸4的有桿腔中供油，此時(shí)液控單向閥6被打開(kāi)，使輔助缸4的無(wú)桿腔中的液壓油經(jīng)過(guò)液控單向閥6、5流進(jìn)主缸3的無(wú)桿腔中，而主缸3的有桿腔中的液壓油則經(jīng)過(guò)換向閥7、二位二通換向閥14和節(jié)流閥15流回油箱18中，從而使輔助缸4的活塞桿帶動(dòng)著配重2下降，而主缸3的活塞桿帶動(dòng)著工作臺(tái)1上升。這一過(guò)程相當(dāng)于將配重2的勢(shì)能傳給了工作臺(tái)1。
如要使工作臺(tái)1下降，則換向閥7置左位，液壓泵10排出的液壓油經(jīng)過(guò)單向閥9、調(diào)速閥8和換向閥7向主缸3的有桿腔中供油，此時(shí)液控單向閥5被打開(kāi)，使主缸3的無(wú)桿腔中的液壓油經(jīng)過(guò)液控單向閥5、6流進(jìn)輔助缸4的無(wú)桿腔中，而輔助缸4的有桿腔中的液壓油則經(jīng)過(guò)換向閥7 、二位二通換向閥14和節(jié)流閥15流回油箱18中，從而使主缸3的活塞桿帶動(dòng)著工作臺(tái)1下降，而輔助缸4的活塞桿帶動(dòng)著配重2上升。這一過(guò)程相當(dāng)于將工作臺(tái)1的勢(shì)能傳給配重2。
由此可見(jiàn)，兩缸3、4的無(wú)桿腔中的液壓油是一種互補(bǔ)關(guān)系，通過(guò)這種液壓油間的互補(bǔ)交換，實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)1與配重2之間的能量互補(bǔ)交換，這樣，液壓泵10的供給壓力可明顯低于無(wú)輔助缸的液壓系統(tǒng)的供給壓力，因而顯著地降低了能耗。
二位二通換向閥14用來(lái)起保護(hù)作用，其工作原理如下所述：如果工作平臺(tái)上升時(shí)所攜帶工件重量很小或未攜帶工件，或是平臺(tái)下降時(shí)所攜帶工件重量很大，如果沒(méi)有換向閥14，則有可能使主缸3和輔助缸4的活塞運(yùn)動(dòng)速度劇增而無(wú)法控制，甚至導(dǎo)致液壓缸的損壞。加上換向閥14，就可以在出現(xiàn)上述情況時(shí)截?cái)嘀鞲谆蜉o助缸的有桿腔與油箱之間的油路，從而起到保護(hù)作用。
2.3 有關(guān)液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的討論
為了使液壓系統(tǒng)所發(fā)揮的作用較大，可以選用相同規(guī)格的主缸和輔助缸；配重2的重量應(yīng)可調(diào)，其基本重量可以取為工作臺(tái)1的重量與工作臺(tái)最大負(fù)載的一半之和；此外還可以將液控單向5、6的控制油路取自輔助缸4的無(wú)桿腔，如圖2所示，這樣，即使主缸3和輔助缸4的有桿腔中壓力較低，也可確保打開(kāi)液控單向閥5、6。
小 結(jié)
本文中討論了一種升降平臺(tái)的液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并給出了這種液壓系統(tǒng)的兩個(gè)可行方案。該液壓系統(tǒng)中通過(guò)兩個(gè)液壓缸間的液壓油互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)兩者間的能量互補(bǔ)，從而達(dá)到了節(jié)能效果，同時(shí)又使液壓系統(tǒng)工作平穩(wěn)、可靠性較高。圖1所示的液壓系統(tǒng)已被應(yīng)用于某工廠的一套包裝設(shè)備中，取得了較滿意的效果。當(dāng)然，本設(shè)計(jì)一定存在著不足之處，在今后的生產(chǎn)過(guò)程中，可能會(huì)暴露出某些缺陷，有待進(jìn)一步完善。
