造紙機械液壓系統的工作原理基于帕斯卡定律,即密閉液體上的壓強,能夠大小不變地向各個方向傳遞。通過液壓系統內的動力元件、執行元件、控制元件和輔助元件相互配合,將機械能轉換為液壓能,再將液壓能轉換為機械能,以實現造紙機械的各種動作和功能。
一、動力轉換與傳輸
機械能轉換為液壓能:動力元件(液壓泵)在電機等動力源的驅動下旋轉,通過泵的工作腔容積變化,將機械能轉換為液壓能。例如齒輪泵,依靠相互嚙合的齒輪與泵體之間形成的密封容積變化來吸油和壓油;葉片泵則通過葉片在轉子槽內的滑動,使密封工作腔的容積發生變化,實現吸油和排油,從而將輸入的機械能轉化為油液的壓力能,為系統提供具有一定壓力和流量的油液。
液壓能傳輸:由液壓泵輸出的壓力油,通過油管和管接頭等輔助元件在系統中傳輸,將液壓能傳遞到各個需要的部位。
二、壓力控制與調節
壓力產生:根據帕斯卡定律,在密閉的
液壓系統中,液壓泵對油液施加壓力,使油液具有一定的壓力能。當油液充滿整個系統時,壓力會均勻地分布在系統的各個部分。
壓力調節:通過
壓力控制閥來實現對系統壓力的調節和控制。例如,溢流閥在系統中起到安全閥的作用,當系統壓力超過溢流閥的設定壓力時,溢流閥打開,將多余的油液流回油箱,從而限制系統最高壓力,保護系統元件不被過高壓力損壞。減壓閥則可將系統的高壓油減壓后輸出,為需要較低壓力的支路提供穩定的壓力。
流量控制與執行元件動作
流量控制:流量控制閥用于控制液壓油的流量。例如節流閥通過改變節流口的通流面積來調節流量,調速閥則能在負載變化的情況下,保持流量的穩定。通過調節流量,可以控制執行元件的運動速度。
驅動執行元件:具有一定壓力和流量的油液進入執行元件(液壓缸或液壓馬達)。對于液壓缸,壓力油推動活塞在缸筒內做直線運動,通過活塞桿輸出力和位移,實現如造紙機壓輥的升降、切紙刀的上下運動等直線動作。對于液壓馬達,壓力油使馬達的轉子旋轉,輸出轉矩和轉速,驅動如卷紙機的卷軸等部件做旋轉運動,從而完成紙張的卷取等操作。
三、方向控制與系統反饋
方向控制:方向控制閥用于改變油液的流向,從而控制執行元件的運動方向。例如換向閥,通過閥芯的移動,改變油液在不同油口之間的通斷關系,使執行元件實現正、反向運動或停止。
系統反饋與控制:一些先進的造紙機械液壓系統還配備了傳感器等反饋元件,如壓力傳感器、位移傳感器等。這些傳感器實時監測系統的壓力、執行元件的位置等參數,并將信號反饋給控制系統。控制系統根據設定值和反饋信號進行比較和處理,然后通過控制液壓閥等元件,對液壓系統進行調整和優化,以保證造紙機械的工作精度和穩定性。