液壓技術(shù)基礎(chǔ)

1、液壓技術(shù)基礎(chǔ)主講人：王玉超 學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求： 1、熟練掌握風(fēng)機(jī)液壓系統(tǒng)的作用 2、掌握風(fēng)機(jī)液壓系統(tǒng)圖2/.液壓系統(tǒng)構(gòu)成 3/ 電控部分電控部分 液壓傳動部分液壓傳動部分輸入信號輸入信號信號處理信號處理液壓控制部分液壓控制部分動力部分動力部分 執(zhí)行部分執(zhí)行部分 液壓系統(tǒng)是以有壓液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)，其可在動力源與工作點(diǎn)之間進(jìn)行傳遞能量。3/1) 一個簡單的液壓系統(tǒng)，其由油箱（A）、電動機(jī)（ B ）、液壓泵（ C ）、溢流閥（ D ）、過濾器（ E ）、節(jié)流閥（F）、電磁換向閥（ G ）液壓缸（H）組成。ABCDEFGH4/5/動力元動力元件件液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)執(zhí)行元執(zhí)行元件件控制

2、元控制元件件輔助元件輔助元件工作介工作介質(zhì)質(zhì)它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能為系統(tǒng)提供一定壓力、一定流量的液體。將 流 體的 液 壓能 轉(zhuǎn) 換為 機(jī) 械能 ， 克服 負(fù) 載帶 動 機(jī)器 完 成所 需 的動作。用 于 控制 系 統(tǒng)液 流 的壓 力 、流 量 和流 向 的元 件 ，總 稱 為液 壓 控制 元 件。通 常 指 液壓 油 ， 液壓 油 基 本功 能 ： 傳遞 功 率 、潤 滑 移 動件 、 密 封零 件 間 的間 隙 、 冷卻或散熱除上面的裝置以外的元件如油管、管接頭、壓力表、濾油器、蓄能器、油箱等。第一章 液壓動力元件液壓泵的作用和分類1、作用 液壓泵是液壓傳動系統(tǒng)中的動力元件，它將電動機(jī)輸人

3、的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，為系統(tǒng)提供具有一定流量和壓力的工作介質(zhì)。 液壓泵是液壓傳動系統(tǒng)的重要組成部分，是整個系統(tǒng)的動力之源。2.分類液壓泵的種類很多，按照不同標(biāo)準(zhǔn)可分類如下:(1)按照結(jié)構(gòu)的不同，可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵和螺桿泵等。(2)按其輸油方向能否改變，分為單向泵和雙向泵。(3)按其輸出的流量能否調(diào)節(jié)，分為定量泵和變量泵。(4)按其額定壓力的高低，分為低壓泵、中壓泵和高壓泵等。齒輪泵 齒輪泵齒輪泵工作原理液壓執(zhí)行元件 液壓馬達(dá)實現(xiàn)連續(xù)的回轉(zhuǎn)（或擺動）運(yùn)動，使系統(tǒng)輸出一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 液壓馬達(dá)和液壓缸是將液壓系統(tǒng)中的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，都是執(zhí)行元件 液壓缸實現(xiàn)直線往復(fù)

4、運(yùn)動，輸出推力和速度 液壓控制元件主要是各種控制閥，在液壓系統(tǒng)中控制液體流動方向、流量大小和壓力的高低，以滿足執(zhí)行元件的工作要求。 液壓控制元件閥芯閥體驅(qū)動裝置液壓閥基本結(jié)構(gòu)原理：利用閥芯在閥體內(nèi)相對運(yùn)動來控制閥口的通斷及開口大小來實現(xiàn)壓力、流量和方向控制?？刂崎y控制閥按用途分類按用途分類 液壓閥可分為三類：方向控制閥（單向閥、換向閥等）、壓力控制閥（溢流閥、減壓閥、順序閥）和流量控制閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥） 這三類閥還可以根據(jù)需要相互組合成組合閥如單項溢流閥、單向節(jié)流閥等，這樣可以減少連接管路，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊，并提高效率。 方向控制閥是通過控制液體流動的方向來操縱執(zhí)行元件的運(yùn)動，如液壓缸的前進(jìn)

5、、后退與停止，液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)與停止等。 單向閥 單向閥使油只能在一個方向流動，反方向則堵塞。 液控單向閥，在普通單向閥的基礎(chǔ)上多了一個控制口，當(dāng)控制口空接時，該閥相當(dāng)于一個普通單向閥；若控制口接壓力油，則油液可雙向流動。 為減少壓力損失，單向閥的彈簧剛度很小，但若置于回油路作背壓閥使用時，則應(yīng)換成較大剛度的彈簧。方向控制閥方向控制閥方向控制閥單向閥普通單向閥方向控制閥方向控制閥單向閥普通單向閥方向控制閥方向控制閥單向閥普通單向閥方向控制閥方向控制閥液控單向閥液控單向閥方向控制閥方向控制閥液控單向閥液控單向閥方向控制閥：方向控制閥：單向閥液控單向閥方向控制閥方向控制閥液控單向閥液控單向閥換向閥

6、工作原理:利用閥芯和閥體的相對運(yùn)動,使油路接通、關(guān)斷或變換油流的方向，從而實現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)的啟動、停止或變換運(yùn)動方向 換向閥符號的規(guī)定和含義換向閥符號的規(guī)定和含義1) 方框表示換向閥的“位”，有幾個方框就表示該方向閥有幾個工作位；2）“”箭頭方向不一定是油液實際流向，它只表示油路聯(lián)通?！癟”表示油路被堵塞；3） 在一個方框內(nèi)“”的首、尾和“T”與方框的交點(diǎn)數(shù)表示通路數(shù)；4） 每一個方框內(nèi)所標(biāo)示的內(nèi)容，表示閥在該工作狀態(tài)下主油路的聯(lián)通方式，P進(jìn)油口、A、B工作口、T回油口、L泄油口；方向控制回路方向控制回路PTABABPT溢流閥溢流閥液壓泵液壓泵方向控制回路方向控制回路PTABABP

7、T溢流閥溢流閥液壓泵液壓泵方向控制回路方向控制回路ABPT溢流閥溢流閥液壓泵液壓泵PTAB 在液壓傳動系統(tǒng)中，控制液壓油壓力高低的液壓閥稱之為壓力控制閥，這類閥的共同點(diǎn)主要是利用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理來工作的。5.25.21 1 溢流閥及其應(yīng)用溢流閥及其應(yīng)用 當(dāng)液壓執(zhí)行元件不動時，由于泵排出的油無處可去而成一密閉系統(tǒng)，理論上壓力將一直增至無限大，實際上壓力將增至液壓元件破裂為止，此時電機(jī)為維持定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出電流將無限增大至電機(jī)燒掉為止；前者使液壓系統(tǒng)破壞，液壓油四濺；后者會引起火災(zāi)；因此要絕對避免，防止方法就是在執(zhí)行元件不動時，提供一條旁路使液壓油能經(jīng)此路回到油箱，它就是“溢流

8、閥（Relief valve）”，其主要用途有二個： 5.2 壓力控制閥及其應(yīng)用 “溢流閥（Relief valve）”，其主要用途有二個： 1）作溢流閥用：在定量泵的液壓系統(tǒng)中如圖416（a）所示，常利用流量控制閥調(diào)節(jié)進(jìn)入液壓缸的流量，多余的壓力油可經(jīng)溢流閥流回油箱，這樣可使泵的工作壓力保持定值。2）作安全閥用：圖416（b）所示液壓系統(tǒng)，在正常工作狀態(tài)下，溢流閥是關(guān)閉的，只有在系統(tǒng)壓力大于其調(diào)整壓力時，溢流閥才被打開溢流，對系統(tǒng)起過載保護(hù)作用。 1溢流閥結(jié)構(gòu)及分類1）直動型溢流閥（Spring loaded type relief valve）結(jié)構(gòu)如圖417b所示，壓力由彈簧設(shè)定，當(dāng)油的壓

9、力超過設(shè)定值時，提動頭上移，油液就從溢流口流回油箱，并使進(jìn)油壓力等于設(shè)定壓力。由于壓力為彈簧直接設(shè)定，一般當(dāng)安全閥使用。圖417c為直動式溢流閥的職能符號。 PT符號符號PT 2） 先導(dǎo)型溢流閥（Pilot operated relief valve）：）：結(jié)構(gòu)如圖418所示，由主閥和先導(dǎo)閥兩部分組成，主要特點(diǎn)是利用主閥平衡活塞上下兩腔油液壓力差和彈簧力相平衡。調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘錐閥錐閥錐閥座錐閥座調(diào)壓彈簧調(diào)壓彈簧閥體閥體主閥芯主閥芯主閥體主閥體主閥彈簧主閥彈簧遙控口遙控口K進(jìn)油口進(jìn)油口P出油口出油口TPT符號符號2溢流閥的應(yīng)用：除了圖416（a）所示作溢流閥用在回路中起調(diào)壓作用、圖416（b）

10、所示作安全閥用外，還有下列用途：1）遠(yuǎn)程壓力控制回路：從較遠(yuǎn)距離的地方來控制泵工作壓力的回路，圖419所示回路壓力調(diào)定是由遙控溢流閥（remote control relief valves）所控制，回路壓力維持在3MPa。遙控溢流閥的調(diào)定壓力一定要低于主溢流閥調(diào)定壓力，否則等于將主溢流閥引壓口堵塞。 2溢流閥的應(yīng)用：除了圖416（a）所示作溢流閥用在回路中起調(diào)壓作用、圖416（b）所示作安全閥用外，還有下列用途：2）多級壓力切換回路：如圖420利用電磁換向閥可調(diào)出三種回路壓力，注意最大壓力一定要在主溢流閥上設(shè)定。 5.25.22 2 減壓閥及其應(yīng)用減壓閥及其應(yīng)用 當(dāng)回路內(nèi)有兩個以上液壓缸，其

11、中之一需要較低的工作壓力，同時其它的液壓缸仍需高壓運(yùn)作時，此刻就得用減壓閥（Reducing valve）提供一較系統(tǒng)壓力為低的壓力給低壓缸。 1 減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理：減壓閥有直動型和先導(dǎo)型兩種，圖421所示，為先導(dǎo)型減壓閥，由主閥和先導(dǎo)閥組成，先導(dǎo)閥負(fù)責(zé)調(diào)定壓力，主閥負(fù)責(zé)減壓作用。 2減壓閥的應(yīng)用1）減壓回路：圖422為減壓回路，不管回路壓力多高，A缸壓力決不會超過3MPa。 壓力繼電器：壓力繼電器：是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。其作用是，根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過壓力繼電器內(nèi)的微動開關(guān)，自動接通或斷開電氣線路，實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。 5 5 壓力繼電器：

12、壓力繼電器：是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。其作用是，根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過壓力繼電器內(nèi)的微動開關(guān)，自動接通或斷開電氣線路，實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。 壓力繼電器按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為柱塞式、彈簧管式和膜片式等。圖428為單觸點(diǎn)柱塞式壓力繼電器，主要零件包括柱塞1、調(diào)節(jié)螺帽2和電氣微動開關(guān)3。如圖所示,壓力油作用在柱塞的下端，液壓力直接與上端彈簧力相比較。當(dāng)液壓力大于或等于彈簧力時，柱塞向上移壓下微動開關(guān)觸頭，接通或斷開電氣線路。當(dāng)液壓力小于彈簧力時，微動開關(guān)觸頭復(fù)位。顯然,柱塞上移將引起彈簧的壓縮量增加，因此壓下微動開關(guān)觸頭的壓力(開啟壓力與微動開關(guān)復(fù)位的壓力(閉合

13、壓力)存在一個差值，此差值對壓力繼電器的正常工作是必要的，但不易過大。 5.25.25 5 壓力繼電器：壓力繼電器：是一種將液壓系統(tǒng)的壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出的元件。其作用是，根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化，通過壓力繼電器內(nèi)的微動開關(guān)，自動接通或斷開電氣線路，實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù)。 流量控制閥節(jié)流閥節(jié)流閥節(jié)流閥入口、出口壓差入口、出口壓差Q = K A pmK節(jié)流系數(shù)節(jié)流系數(shù)A過流面積過流面積流量特性方程流量特性方程pm孔口形狀指數(shù)孔口形狀指數(shù)液壓輔助元件蓄能器油箱管件濾油器要求：掌握各種輔助元件的結(jié)構(gòu)原理熟知其使用方法及適用場合濾油器紙芯外形濾油器紙芯外形濾油器的安裝位置1、泵入口的吸油

14、濾油器2、泵出口油路上的高壓濾油器3、系統(tǒng)回路上的低壓濾油器4、安裝在系統(tǒng)以外的旁路過濾系統(tǒng)安裝濾油器應(yīng)注意：1）濾油器只能單向使用；2）便于濾芯清洗；3）考慮濾油器及周圍環(huán)境的安全 一、功用： 特點(diǎn)： 1、輔助動力源，短時大量供油 蓄能器采用蓄能器輔助供油，可以減小泵的流量，電機(jī)的功率，降低系統(tǒng)的溫升。2、保持系統(tǒng)壓力特點(diǎn)：保壓時間長，壓力穩(wěn)定，但工作中需要一定的充液時間。3、作應(yīng)急動力源 特點(diǎn)：短時維持系統(tǒng)壓力，避免事故發(fā)生。 4、吸收沖擊壓力或脈動壓力 特點(diǎn)：可以減小沖擊壓力或脈動壓力的幅值。蓄能器的分類蓄能器的分類 按產(chǎn)生液體壓力的方式分按產(chǎn)生液體壓力的方式分彈簧式彈簧式、重力式重力式

15、 、充氣式充氣式 。管路管路 實線： 液壓系統(tǒng)中的主管路，包括泵的進(jìn)出油管，壓力油管，通油箱的回油管。 長虛線： 用于控制閥或其他元件的動作的操作油路。 短虛線： 返回油箱的泄漏油液。 柔性回路 回路連接 交叉線路58/58液壓圖紙及故障分析液壓圖紙及故障分析 讀液壓圖60/液壓泵液壓泵61/過濾器過濾器62/單向閥單向閥63/溢流閥溢流閥64/壓力開關(guān)壓力開關(guān)65/換向閥換向閥66/蓄能器蓄能器67/換向閥換向閥68/執(zhí)行元件執(zhí)行元件69/70/71/聯(lián)合動力聯(lián)合動力15001500液壓系液壓系統(tǒng)統(tǒng)1 1第第6 6章章 液壓系統(tǒng)的使用和維護(hù)液壓系統(tǒng)的使用和維護(hù) 據(jù)統(tǒng)計，由于油液污染引起的故障

16、占總故障的75%以上，固體顆粒是液壓系統(tǒng)中最主要的污染物。可見要保證液壓系統(tǒng)工作靈敏，穩(wěn)定，可靠，就必須控制油液的污染。 液壓油污染原因 1 1、藏在液壓元件和管道內(nèi)的污染物、藏在液壓元件和管道內(nèi)的污染物 液壓元件在裝配前，零件未去毛刺和未經(jīng)嚴(yán)格清洗，鑄造型砂，切屑，灰塵等雜物潛藏在元件內(nèi)部；液壓元件在運(yùn)輸過程中油口堵塞被碰掉，因而在庫存及運(yùn)輸過程中侵入灰塵和雜物；安裝前未經(jīng)管道和管道接頭內(nèi)部的水繡，焊渣和氧化皮等雜物沖洗干凈 2 2、液壓油工作期間產(chǎn)生的污染物液壓油工作期間產(chǎn)生的污染物 油液氧化變質(zhì)產(chǎn)生的膠質(zhì)和沉淀物；油液中的水分在工作過程中使金屬腐蝕形成的水銹；液壓元件因磨損而形成的磨屑；

17、油箱內(nèi)壁上的底漆老化脫落形成的漆片等。3 3、外界侵入的污染、外界侵入的污染 油箱防塵性差，容易侵入灰塵，切屑和雜物；油箱沒有設(shè)置清理箱內(nèi)污物的窗口，造成郵箱內(nèi)部難清理或無法清理干凈；切削液混進(jìn)油箱，使油液嚴(yán)重乳化或摻進(jìn)切屑；維修過程中不注意清潔，將雜物帶入油箱或管道內(nèi)等。4 4、管理不嚴(yán)、管理不嚴(yán) 新液壓油質(zhì)量未檢驗；未清理干凈的桶用來裝新油，使油液變質(zhì)；未建立液壓油定期取樣化驗的制度；換新油時，未清洗干凈管路和油箱；管理不嚴(yán)，庫存油液品種混亂；將兩種不能混合使用的油液混合使用。液壓油被污染的危害液壓油被污染的危害 油液污染會使系統(tǒng)工作靈敏性，穩(wěn)定性和可靠性降低，液壓元件使用油液污染會使系統(tǒng)工作靈敏性，穩(wěn)定性和可靠性降低，液壓元件使用