第1章 液壓系統(tǒng)

1、 第一章第一章 施工機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)編者:王進(jìn) 2002.8 1-4 液 壓 傳 動(dòng)u液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，利用密閉系統(tǒng)中的受壓液體來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)方式。u液壓傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)很多，應(yīng)用廣泛。u在工程機(jī)械中普遍采用。長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)1-4 液 壓 傳 動(dòng)u液壓傳動(dòng)： 原動(dòng)機(jī)機(jī)械能 液體的壓力能u液力傳動(dòng)： 原動(dòng)機(jī)機(jī)械能 液體的動(dòng)能 工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院一. 液壓傳動(dòng)的基本知識(shí) 1. 液壓傳動(dòng)工作原理 液壓傳動(dòng)是基于帕斯卡原理，即在密閉容器中，外力作用在液面上的壓力能等值地傳遞到液體內(nèi)部的所有各點(diǎn)。P2pA1P1WpA2長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?液壓千斤頂工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械

2、學(xué)院u將杠桿上下運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，u再將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成重物上升的機(jī)械能而做功。液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?液壓千斤頂是一種能量轉(zhuǎn)換裝置長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)2. 液壓系統(tǒng)的組成 u推土機(jī)的鏟刀液壓系統(tǒng) 換向閥中位換向閥右換向閥左位工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院2. 液壓系統(tǒng)的組成 液壓系統(tǒng)定義： 為了完成某種特定任務(wù)而由各種液壓元件組成的回路。濾油網(wǎng)油箱油泵安全閥換向閥油缸油管長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)2. 液壓系統(tǒng)的組成 濾油網(wǎng)油箱油泵安全閥換向閥油缸油管 鏟刀液壓系統(tǒng)組成u動(dòng)力元件液壓泵u執(zhí)行元件液壓油缸u(yù)控制元件換向閥u輔助元件油箱、濾 油器、管路u工作介質(zhì)液壓油。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院3. 液

3、壓系統(tǒng)圖形符號(hào)u結(jié)構(gòu)式表示法: 是以近似實(shí)物的剖視 圖來表示各元件；u職能符號(hào)表示: 是用規(guī)定的圖形符號(hào) 表示各種元件和管路。u液壓系統(tǒng)圖形符號(hào) 表1-4長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)3. 液壓系統(tǒng)圖形符號(hào) 濾油網(wǎng)油箱油泵安全閥換向閥油缸油管結(jié)構(gòu)式表示法職能符號(hào)表示工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院4. 液壓油的選擇u液壓油作用：能量傳遞的介質(zhì)； 潤(rùn)滑傳動(dòng)部件； 冷卻傳動(dòng)系統(tǒng)。u要求: 適當(dāng)?shù)恼扯?、良好的粘溫特性?抗氧化性、不易燃燒、無腐蝕、 無毒，消泡能力。 長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)4.液壓油的選擇u根據(jù)工作壓力的高低、工作速度快慢、環(huán)境溫度；u泵、馬達(dá)和閥等元件出廠規(guī)定；u常采用10號(hào)、20號(hào)、30號(hào)機(jī)械油及22號(hào)、3

4、0號(hào)汽輪機(jī)油。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院5. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì): 就是根據(jù)機(jī)械的工作要求，合理選擇和設(shè)計(jì)上述各種液壓元件，并將它們正確地組合起來，使之實(shí)現(xiàn)預(yù)定的工作循環(huán)。長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)二. 液壓系統(tǒng)的主要元件 液壓泵 液壓馬達(dá)主要液壓元件 油 缸 控制閥 輔助元件工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 液壓泵u液壓泵是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，供給系統(tǒng)壓力油；u輸入:M、n， 輸出：p、Q； 齒輪泵u液壓泵結(jié)構(gòu)：葉片泵 柱 塞 泵泵長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)1. 齒輪泵的結(jié)構(gòu)與工作原理 工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院 特點(diǎn)：u結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠;u價(jià)格低。u泄漏多，效率低。u用于中、低壓系統(tǒng)。1. 齒輪泵

5、的結(jié)構(gòu)與工作原理 長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué) 2. 柱塞泵的結(jié)構(gòu)斜盤滑履柱塞缸體軸配油盤外殼工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院 2. 柱塞泵的結(jié)構(gòu)斜盤柱塞. 滑履缸體軸配油盤外殼壓盤滑履壓盤柱塞長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué) 2. 柱塞泵的結(jié)構(gòu)斜盤柱塞. 滑履缸體軸配油盤外殼壓盤斜盤壓盤柱塞缸體軸 配油盤壓盤工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院3. 柱塞泵的工作原理 柱塞缸體配油盤斜盤壓盤滑履軸套筒長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)u軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊、徑向尺寸小、密封性好、泄漏少、效率高、工作壓力高、易實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)整和流向的改變。u結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴。u用于高壓大功率系統(tǒng)。4. 柱塞泵的特點(diǎn)工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 液壓馬達(dá)u液壓馬達(dá)是將液體的壓力能轉(zhuǎn)

6、換為機(jī)械能的裝置。實(shí)現(xiàn)機(jī)械的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。u輸入：p、Q； 輸出：M、n， 齒輪馬達(dá)u液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)： 葉片馬達(dá) 柱塞馬達(dá)長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué) 1. 齒輪馬達(dá)的工作原理uM-嚙合點(diǎn)、 h-齒輪高、 B-齒寬、 P-油液壓力ua、b-嚙合點(diǎn)M到齒根的距離分別。u兩個(gè)齒面上的作用力pB(ha)和pB(hb)，工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院2. 泵與馬達(dá)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)u按工作原理，馬達(dá)是泵工作的逆狀態(tài);u當(dāng)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w壓力能；u當(dāng)壓力油提供給液壓泵轉(zhuǎn)子時(shí)，則轉(zhuǎn)子被推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，液體壓力能又轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，即是液壓馬達(dá)。u液壓泵與液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)基本相同。長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)3.泵與馬達(dá)基本參數(shù)

7、:u泵輸出壓力p；馬達(dá)輸入壓力p；u額定壓力；u最大壓力；u流量Q:理論流量和實(shí)際流量；u油泵的排量； u馬達(dá)的排量。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院4. 泵與馬達(dá)產(chǎn)品長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué) 油 缸u(yù) 一.油缸的作用：u 液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。u 將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，使運(yùn)動(dòng) 部件實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院1. 油缸的類型u按 結(jié) 構(gòu)：u按作用方式：u工程機(jī)械中常用雙作用液壓缸?；钊字讛[動(dòng)缸單作用雙作用長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué) 2. 雙作用液壓缸工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院 3. 液壓缸結(jié)構(gòu)缸底缸筒缸蓋活塞活塞桿油管長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)4. 油缸的作用力u伸出的推力：u油缸縮回的拉力

8、：pDF42pdDF4)(22工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院 控 制 閥u控制和調(diào)節(jié)液體壓力、流量的大小和液流方向，保證液壓執(zhí)行元件完成預(yù)定的動(dòng)作。u保護(hù)液壓系統(tǒng)能安全可靠的工作。 方向控制閥u控制閥類型：壓力控制閥 流量控制閥 長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)控制閥產(chǎn)品工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院1. 方向閥:u控制液壓系統(tǒng)中液壓油的流動(dòng)方向，使執(zhí)行元件按要求的動(dòng)作進(jìn)行工作。 單向閥u類型：液控單向閥 換向閥 長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué). 單向閥u作用：使油液只向一個(gè)方向流動(dòng)，反向 流動(dòng)截止。 工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 液控單向閥u作用：具有普通單向閥的作用外，可通過 接通控制壓力油，使閥反向?qū)ā?長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué). 換向

9、閥u作用：利用閥芯和閥體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 來切換油路，以改變油流方向， 接通或關(guān)閉油路。u常用的有常用的有: :手動(dòng)滑閥、電磁滑閥、 機(jī)動(dòng)滑閥、液動(dòng)滑閥 氣動(dòng)滑閥。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 換向閥 u作用：利用閥芯和閥體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來 切換油路，以改變油流方向，接 通或關(guān)閉油路。長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué). 換向閥產(chǎn)品工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 換向閥產(chǎn)品長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué). 換向閥 手動(dòng)三位四通換向閥工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院 . 換向閥 二位三通電磁換向閥長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué). 換向閥 三位四通電磁換向閥工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 換向閥符號(hào)表示A B執(zhí)行元件油口進(jìn)油口回油口P O長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)2. 壓力閥

10、u作用：控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力。u類型：溢流閥、減壓閥、順序閥。u原理：利用作用在閥芯上油液壓力 和彈簧力相平衡的原理，以 控制閥口開度實(shí)現(xiàn)壓力控制。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 溢流閥u安裝在泵出口u調(diào)定系統(tǒng)壓力u防止系統(tǒng)過載u保證系統(tǒng)安全 直動(dòng)式溢流閥 長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué). 溢流閥u安裝在泵出口u調(diào)定系統(tǒng)壓力u防止系統(tǒng)過載u保證系統(tǒng)安全 直動(dòng)式溢流閥 工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 減壓閥 當(dāng)液壓系統(tǒng)只有一個(gè)泵源，而不同的部分需要的壓力不同時(shí)，則使用減壓閥。長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué). 減壓閥 利用油液流過縫隙時(shí)產(chǎn)生壓降，使系統(tǒng)某一支路獲得比系統(tǒng)壓力低而平穩(wěn)的壓力油。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院 . 減壓閥長(zhǎng)

11、安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué). 順序閥u利用油路中壓力的變化控制閥口啟閉，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的順序動(dòng)作。u順序閥的出油口與第二個(gè)執(zhí)行元件的進(jìn)油口連通。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 順序閥 長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)3. 流量控制閥 u改變通流面積的大小來調(diào)節(jié)流量，改變進(jìn)入執(zhí)行元件的流量以達(dá)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度。u常用的有節(jié)流閥和調(diào)速閥等。 u類型: 節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院 . 節(jié)流閥u作用：控制液壓回路的流量。 長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué) . 調(diào)速閥u 由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成。u 用于速度穩(wěn)定性要求高的液壓系統(tǒng)。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院. 輔助元件 密封件 油 箱包括： 濾油器 油 管 管接頭長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)

12、安大學(xué)輔助元件工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院1. 油箱 作用: 貯油、散熱、分離油液中的 空氣和雜質(zhì)。結(jié)構(gòu):長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)2. 油管u用于連接元件，輸送液壓油。u常用的油管有鋼管、紫銅管、橡膠軟管。u根據(jù)工作壓力及安裝位置選擇。高壓橡膠軟管工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院3. 管接頭u油管與油管之間連接；u油管與液壓元件之間的連接；u法蘭連接: 直徑50mmu管接頭連接：焊接式 卡套式管接頭長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)3. 管接頭卡套式管接頭接管螺母卡套接頭體接管工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院4. 密封裝置u常用的密封裝置有:O形、V形， Y形、U形等 u密封件均已標(biāo)準(zhǔn)化。長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué). O形密封圈材 料: 耐油橡膠；

13、 密封壓力: 靜密封100 Mpa 動(dòng)密封35 MPa 特 點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封可靠、摩擦力?。皇褂靡? 壓力大于10MPa時(shí)，要求在O形 密封圈的側(cè)面設(shè)置擋圈。 擋圈材料: 聚四氟乙烯,尼龍1010。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院 . Y形密封圈材 料: 耐油橡膠；特 點(diǎn): 密封壓力較高，摩擦力較小， 可用于相對(duì)速度較高的場(chǎng)合;使用要求: 當(dāng)壓力高于20 MPa時(shí)，在 密封圈的背面加擋圈;長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)5. 濾油器作用: 濾去液壓系統(tǒng)中的雜質(zhì)，使系統(tǒng) 清潔，保證系統(tǒng)正常工作，延長(zhǎng) 液壓元件的壽命。結(jié)構(gòu): 網(wǎng)式、線隙式、紙芯式、 粉末冶金燒結(jié)式、磁式濾油器等。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院u濾去液壓系

14、統(tǒng)中的雜質(zhì)，使系統(tǒng)清潔，u保證系統(tǒng)正常工作，u延長(zhǎng)液壓元件壽命。5. 濾油器長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué) 濾油器類型u 網(wǎng) 式u 線隙式u 紙芯式u 磁 式5. 濾油器工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院濾油器產(chǎn)品長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)濾油器的濾芯 工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院6. 蓄能器u儲(chǔ)蓄液壓能，調(diào)節(jié)能量，均衡壓力；u降低功率消耗及減少系統(tǒng)發(fā)熱等； u緩沖、吸收壓力脈動(dòng)；u要求蓄能器慣性小、 靈敏，足夠的容量。工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院6. 蓄能器 類 型u 重力式u 彈簧式u 充氣式u 活塞式u 氣囊式長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)6. 蓄能器 類 型u 重力式u 彈簧式u 充氣式u 活塞式u 氣囊式工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院三、液力傳動(dòng)基本知識(shí)u液力傳動(dòng)以液體為工作介質(zhì)，利 用液體的動(dòng)能來實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。u液力傳動(dòng)廣泛采用在工程機(jī)械的行走機(jī)構(gòu)上。長(zhǎng)安大學(xué)長(zhǎng)安大學(xué)1. 液力傳動(dòng)的原理l離心泵；2葉輪；3、8油管4蝸輪機(jī)；5蝸輪機(jī)油；6回油管7、9油槽；10進(jìn)油管離心泵蝸輪機(jī)系統(tǒng)u原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離心泵 l轉(zhuǎn)動(dòng)，從泵流出的高速液體推動(dòng)蝸輪機(jī)4旋轉(zhuǎn)。u產(chǎn)品：液力變矩器液力偶合器工程機(jī)械學(xué)院工程機(jī)械學(xué)院2. 液力變矩器工作原理u三個(gè)輪上按一定要求裝有工作葉片。u泵輪與輸入軸連接，相當(dāng)于離心泵；u蝸輪與輸出軸連接，相當(dāng)于蝸輪機(jī)；u導(dǎo)向輪固