200mpa增壓器的研究與設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-22 22:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 壓回路，但液壓系統(tǒng)的整體工作壓力仍然較低，可以節(jié)省能源消耗。因此，流體增壓技術(shù)在實(shí)際工作中應(yīng)用比較普遍。本文的研究重點(diǎn)便是液壓增壓器。液壓增壓器主要用于需要升壓、穩(wěn)壓、介質(zhì)隔離傳壓等場合，如在鍛壓機(jī)械、壓力測試機(jī)等液壓機(jī)具中的應(yīng)用。鍛壓機(jī)械的液壓系統(tǒng)，往往只是部分增壓液壓缸或個(gè)別增壓液壓缸行程末端需要很高的工作壓力，而系統(tǒng)的其余部分工作壓力比較低，在需要的位置設(shè)置增壓器后，就可以選用工作壓力較低的液壓泵和其它液壓元件，組成更為經(jīng)濟(jì)合理的液壓系統(tǒng)。壓力測試機(jī)械采用增壓器可以使輸出的高壓液流更加平穩(wěn)，而且通過對(duì)較易控制的低壓部分排量的精確調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)高壓液流輸出量的精確控制，從而提高測試精度。下面介紹幾種典型的增壓回路的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，先介紹增壓裝置的主要部分:液壓增壓缸。增壓缸按液體輸入方式可以分為單作用增壓缸和雙作用增壓缸兩種，它們的增壓原理相同，都是在平衡力作用下，通過活塞面積的變化改變輸出壓力的大小。1)單作用增壓缸圖11單作用增壓缸結(jié)構(gòu)圖與示意圖如圖11所示，單作用增壓器結(jié)構(gòu)比較簡單，它由低壓腔(左)、高壓腔(右)和連成一體的大小活塞構(gòu)成。增壓缸工作時(shí)，低壓液體自油口A進(jìn)入增壓器左邊的低壓腔，同時(shí)油口C回液，推動(dòng)大活塞向右運(yùn)動(dòng)，大活塞推動(dòng)與其連成一體的小活塞右移，使高壓腔中預(yù)先充滿的待增壓液體增壓并從油口B輸出?；钊祷貢r(shí)，低壓液體改由油口C進(jìn)入，由油口A回液，活塞向左運(yùn)動(dòng)，這時(shí)待增壓液體從油口B吸入高壓腔，以備下次循環(huán)輸出。單作用增壓缸在小活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)，不能繼續(xù)輸出高壓液體，需要將活塞退回左端，再次向右行使才會(huì)輸出高壓液體，也就是說小活塞不能做到無間斷的輸出高壓液體。當(dāng)一次輸出完成后，必須待活塞返回后才能再次輸出。圖12是單作用增壓器的典型應(yīng)用。當(dāng)二位四通閥處于左位時(shí)增壓液壓缸低壓充油，處于右位時(shí)增壓液壓缸增壓。液壓泵最大工作壓力由溢流閥調(diào)定。主要適用于增壓行程較短的場合。圖12 應(yīng)用單作用增壓缸的增壓回路2）雙作用增壓器雙作用增壓器是在單作用增壓器的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)得到的，最大的改變就是實(shí)現(xiàn)連續(xù)增壓。結(jié)構(gòu)如13所示。它有左右兩個(gè)高壓腔，公用的低壓腔位于中間。圖13 雙作用增壓缸示意圖圖14是雙作用增壓器的典型應(yīng)用。增壓液壓缸由液壓泵直接低壓充油。當(dāng)泵超過順序閥A的調(diào)整壓力時(shí)，雙作用增壓缸在二位四通閥操縱下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使增壓液壓缸增壓液壓泵最大工作壓力由溢流閥B調(diào)定。該裝置主要適用于增壓行程要求較長的場合。圖14應(yīng)用雙作用增壓缸的增壓回路核電站（nuclear power plant）是利用核分裂(Nuclear Fission)或核融合(Nuclear Fusion)反應(yīng)所釋放的的能量產(chǎn)生電能的發(fā)電廠。目前商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)中的核能發(fā)電廠都是利用核分裂反應(yīng)而發(fā)電。核電站一般分為兩部分：利用原子核裂變生產(chǎn)蒸汽的核島（包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)）和利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島（包括汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)），使用的燃料一般是放射性重金屬，而核電站中的許多裝置均為密封型，以防止核泄漏及核事故發(fā)生，而機(jī)械上許多密封裝置，均采用螺栓壓緊密封，如果螺栓壓緊力度不夠，容易松動(dòng)，將很有可能發(fā)生核泄漏或者核事故。針對(duì)該狀況，對(duì)螺栓的緊固，提供足夠的扭矩的緊螺栓力，成為了解決該問題的關(guān)鍵，目前，很多科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)投入到該領(lǐng)域研究中，緊螺栓用液壓增壓器也就應(yīng)運(yùn)而生，通過上述對(duì)各類增壓器的描述，我們可以看出，增壓器應(yīng)用普遍且效果明顯，經(jīng)濟(jì)性能好，被廣泛的應(yīng)用于各種需要提高壓力的環(huán)境。其中，液壓系統(tǒng)中用到的增壓器大多屬于高壓增壓裝置，即主要為液壓系統(tǒng)提供高壓或超高壓，滿足系統(tǒng)某一回路的高壓要求。使用的最多的是各種類型的增壓缸，這些增壓缸原理相同，都是利用了受力平衡的變截面積活塞來提高輸出壓力，只是動(dòng)力源不同，如氣一液增壓缸、氣體增壓缸或液體增壓缸，它們只能實(shí)現(xiàn)某一回路或某一時(shí)間段內(nèi)的增壓效果，研究油箱增壓裝置，擬通過提高油箱的供油壓力，滿足以上的要求。本課題主要對(duì)核電站上200MPa緊螺栓用液壓增壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析其原理、結(jié)構(gòu)以及工作特性，其主要內(nèi)容為：、結(jié)構(gòu)分析與參數(shù)設(shè)計(jì)，最終給出增壓裝置的裝配圖；，主要分析了安裝增壓裝置后的封閉油箱內(nèi)液體的流動(dòng)特性，裝置內(nèi)各部件(增壓缸筒、回油馬達(dá)、補(bǔ)油泵等)的功率特性和功率損失，以及封閉油箱內(nèi)液體的彈簧效應(yīng)；，通過建立一個(gè)安裝了增壓裝置的典型液壓系統(tǒng)，對(duì)增壓缸筒內(nèi)的增壓活塞進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和模擬，得出活塞的位移函數(shù)，反映封閉油箱內(nèi)油液的動(dòng)態(tài)特性。第2章 200MPa增壓器的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì) 200MPa液壓增壓器的工作原理增壓增壓液壓缸又稱增壓器。在某些短時(shí)或局部需要高壓液體的液壓系統(tǒng)中，常用增壓缸與低壓流量泵配合作用，單作用增壓缸的工作原理如圖38a所法，它有單作用和雙作用兩種型式，當(dāng)?shù)蛪簽榈挠鸵和苿?dòng)增壓缸的大活塞時(shí)，大活塞推動(dòng)與其連成一體的小活塞輸出壓力為的高壓液體，當(dāng)大活塞直徑為，小活塞直徑為時(shí) 式中 ，稱為增壓比，它代表其增壓能力。顯然增壓能力是在降低有效流量的基礎(chǔ)上得到的，也就是說增壓缸僅僅是增大輸出的壓力，并不能增大輸出的能量。圖39增壓缸 單作用增壓缸在小活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)，不能再輸出高壓液體，需要將活塞退回到左端位軒，再向右行時(shí)才又輸出高壓液體，即只能在一次行程中輸出高壓液體，為了克服這一缺點(diǎn)，可采用雙作用增壓缸，如圖38b所示，由一兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。 200MPa液壓
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