REXROTH力士樂(lè)壓力繼電器R901099808工作原理

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壓力繼電器的結(jié)構(gòu)原理

壓力繼電器，這一液電信號(hào)轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，在工業(yè)控制中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其工作原理在于，當(dāng)系統(tǒng)中的控制油壓力達(dá)到預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，壓力繼電器內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)被觸發(fā)，進(jìn)而觸動(dòng)電氣開(kāi)關(guān)，發(fā)出相應(yīng)的電信號(hào)。這個(gè)電信號(hào)可以用于控制各種電氣元件，如電機(jī)、電磁鐵和電磁離合器等，實(shí)現(xiàn)泵的加載與卸載、執(zhí)行元件的順序動(dòng)作、系統(tǒng)的安全保護(hù)以及元件動(dòng)作的連鎖控制等功能。

壓力繼電器通常由兩部分組成：壓力一位移轉(zhuǎn)換裝置和微動(dòng)開(kāi)關(guān)。前者是壓力繼電器的核心部件，其結(jié)構(gòu)類型包括柱塞式、彈簧管式、膜片式和波紋管式等，其中柱塞式結(jié)構(gòu)因其簡(jiǎn)單可靠而得到廣泛應(yīng)用。

1．柱塞式壓力繼電器

圖70展示了單柱塞式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)原理和符號(hào)。當(dāng)壓力油從P口進(jìn)入并作用于柱塞底部，若其壓力達(dá)到彈簧的預(yù)設(shè)值，便會(huì)推動(dòng)柱塞克服彈簧阻力和摩擦力上升，進(jìn)而通過(guò)頂桿觸動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)以發(fā)出電信號(hào)。為防止微動(dòng)開(kāi)關(guān)在壓力超載時(shí)受損，限位擋塊發(fā)揮了保護(hù)作用。

壓力繼電器的性能主要涉及兩個(gè)方面：

（1）調(diào)壓范圍：這是指發(fā)出電信號(hào)的與最高工作壓力之間的范圍。通過(guò)擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲，可以輕松調(diào)整工作壓力。

（2）通斷返回區(qū)間：壓力繼電器在發(fā)出電信號(hào)時(shí)的壓力被稱為開(kāi)啟壓力，而在切斷電信號(hào)時(shí)的壓力則稱為閉合壓力。由于柱塞和頂桿在開(kāi)啟和閉合時(shí)所受摩擦力的方向不同，因此開(kāi)啟壓力通常高于閉合壓力。這兩者之間的差異被稱為通斷返回區(qū)間，其數(shù)值應(yīng)足夠大，以確保在壓力波動(dòng)時(shí)，壓力繼電器能穩(wěn)定地發(fā)出電信號(hào)。某些產(chǎn)品還設(shè)計(jì)了可人為調(diào)整摩擦力大小的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)通斷返回區(qū)間數(shù)值的靈活調(diào)整。

2．薄膜式壓力繼電器

薄膜式（亦稱膜片式）壓力繼電器的結(jié)構(gòu)如圖71所示。當(dāng)控制油口P中的液壓力達(dá)到彈簧10的預(yù)設(shè)值時(shí)，該液壓力會(huì)通過(guò)薄膜2推動(dòng)柱塞3向上移動(dòng)。柱塞3進(jìn)一步壓縮彈簧10，直至其與彈簧座9接觸并達(dá)到限位狀態(tài)。在此過(guò)程中，柱塞3的錐面會(huì)推動(dòng)鋼球4和6水平移動(dòng)。鋼球4會(huì)使得杠桿l繞銷軸12發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而壓下微動(dòng)開(kāi)關(guān)14的觸點(diǎn)，從而發(fā)出電信號(hào)。

通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘11，可以調(diào)整彈簧10的預(yù)緊力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓力的調(diào)節(jié)。當(dāng)油口P的壓力降低到某一特定值時(shí)，彈簧10會(huì)通過(guò)鋼球8將柱塞3壓下，同時(shí)鋼球6借助彈簧5的彈力對(duì)柱塞3進(jìn)行定位。微動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的彈簧力則促使杠桿1和鋼球4復(fù)位，從而實(shí)現(xiàn)電路的切換。

在柱塞3上移的過(guò)程中，除了需要克服彈簧10的彈力外，還會(huì)面臨摩擦阻力的影響；而當(dāng)控制油壓降低時(shí)，彈簧10會(huì)推動(dòng)柱塞3下移，此時(shí)摩擦力的方向會(huì)發(fā)生變化。因此，當(dāng)控制油壓上升至使壓力繼電器動(dòng)作（該壓力被稱為開(kāi)啟壓力或動(dòng)作壓力）后，如果控制壓力略有下降，壓力繼電器并不會(huì)立即復(fù)位，而是需要等到控制壓力降低至閉合壓力（或稱復(fù)位壓力）時(shí)才實(shí)現(xiàn)復(fù)位。通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘7，可以改變柱塞3移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力，進(jìn)而調(diào)整壓力繼電器的啟、閉壓力差，使其在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化。

薄膜式壓力繼電器具有位移小、反應(yīng)迅速和重復(fù)精度高等優(yōu)點(diǎn)，但不適用于高壓環(huán)境，且容易受到控制壓力波動(dòng)的影響。我國(guó)的DP-63型壓力繼電器（其最大調(diào)定壓力為6.3MPa）便采用了這種結(jié)構(gòu)。

3．彈簧管式壓力繼電器

彈簧管式壓力繼電器的結(jié)構(gòu)如圖72所示。其中，彈簧管1不僅作為感壓元件，還充當(dāng)彈性元件的角色。當(dāng)控制油口P中的液壓力發(fā)生變化，即升高或降低時(shí)，彈簧管會(huì)相應(yīng)地伸展或恢復(fù)原狀。這種變形會(huì)導(dǎo)致與彈簧管相連的壓板4產(chǎn)生位移。進(jìn)而，壓板4的位移會(huì)觸發(fā)微動(dòng)開(kāi)關(guān)2的觸點(diǎn)3，從而發(fā)出相應(yīng)的電信號(hào)。

彈簧管式壓力繼電器具有廣泛的調(diào)壓范圍、較小的啟閉壓差以及出色的重復(fù)精度。例如，博世力士樂(lè)公司生產(chǎn)的HED2型壓力繼電器，其最大調(diào)定壓力高達(dá)40MPa，便采用了這種結(jié)構(gòu)。

4．波紋管式壓力繼電器

圖73展示了波紋管式壓力繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。當(dāng)油壓作用于波紋管組件1的下方時(shí)，會(huì)使其發(fā)生變形，進(jìn)而通過(guò)心桿推動(dòng)繞鉸軸2轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿9。彈簧7則與液壓力形成平衡，通過(guò)杠桿上的微調(diào)螺釘3來(lái)控制微動(dòng)開(kāi)關(guān)8的觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)，從而發(fā)出相應(yīng)的電信號(hào)。

由于杠桿的設(shè)計(jì)具有位移放大的功能，使得心桿的位移量較小，因此提高了重復(fù)精度。但需注意的是，由于波紋管在側(cè)向的耐壓性能相對(duì)較弱，所以波紋管式壓力繼電器通常不適用于高壓系統(tǒng)。實(shí)際上，DP一（10、25、40）型壓力繼電器（其最大調(diào)定壓力分別為10MPa、25MPa、40MPa）便采用了這種結(jié)構(gòu)。

在選擇壓力繼電器時(shí)，其靈敏度和重復(fù)精度都是非常重要的考量因素。以下表格列出了幾種常見(jiàn)壓力繼電器產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)，供您參考。

壓力繼電器結(jié)構(gòu)原理

KD型壓力繼電器是對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行精簡(jiǎn)后的產(chǎn)物，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接采用彈簧驅(qū)動(dòng)，摒棄了FP型壓力繼電器中的杠桿機(jī)構(gòu)，因此整體結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)潔。然而，盡管結(jié)構(gòu)有所變化，其工作原理卻與FP型保持一致：制冷劑蒸氣通過(guò)毛細(xì)管作用在繼電器的波紋管上，導(dǎo)致波紋管發(fā)生形變。這種形變進(jìn)而通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)觸發(fā)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的接通或斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)啟停的精準(zhǔn)控制，從而確保機(jī)器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。圖示即為KD-155型壓力繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖。

低壓氣體通過(guò)毛細(xì)管進(jìn)入低壓波紋管6，當(dāng)?shù)蛪簹怏w的壓力超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，波紋管的彈力會(huì)通過(guò)傳動(dòng)件7和傳動(dòng)桿3傳遞到微動(dòng)開(kāi)關(guān)16的按鈕上，使其按下，從而閉合電路，壓縮機(jī)開(kāi)始正常工作。當(dāng)吸氣壓力低于預(yù)設(shè)值時(shí)，調(diào)節(jié)彈簧2的張力會(huì)克服波紋管的彈力，抬起傳動(dòng)芯捧，解除傳動(dòng)桿對(duì)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的壓力。開(kāi)關(guān)自身的張力會(huì)使按鈕抬起，斷開(kāi)電路，壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

高壓繼電器的工作原理類似。排氣通過(guò)毛細(xì)管進(jìn)入高壓波紋管，當(dāng)高壓氣體壓力低于調(diào)定值時(shí)，調(diào)節(jié)彈簧的壓力會(huì)大于氣體壓力，抬起傳動(dòng)螺絲并解除傳動(dòng)桿對(duì)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的壓力。微動(dòng)開(kāi)關(guān)的按鈕靠自身彈力抬起，閉合電路，壓縮機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。如果壓縮機(jī)排氣壓力超過(guò)調(diào)定值，高壓波紋管上的壓力會(huì)通過(guò)傳動(dòng)螺絲和傳動(dòng)桿壓下按鈕，斷開(kāi)電路，壓縮機(jī)停止工作。

壓力繼電器所控制的高壓和低壓數(shù)值可以根據(jù)工藝需求在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)壓力調(diào)節(jié)盤可以調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧的彈力，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)壓縮彈簧，增加彈力；逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)則反之。而壓差調(diào)節(jié)盤9用于調(diào)節(jié)微動(dòng)開(kāi)關(guān)斷片和閉合的幅差，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)增加幅差；逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)則會(huì)減小幅差。高壓的調(diào)節(jié)方法與低壓相似。

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