液壓基礎知識培訓

*原理

傳動是一種流體傳動，理論基礎是流體力學。以液體為介質(zhì)，利用液體壓力來傳遞動力和進行控制的一種傳動方式液體靜力學，帕斯卡原理密閉液體上的壓強，能夠大小不變地向各個方向傳遞液體的力學規(guī)律流動液體的力學規(guī)律管路系統(tǒng)流動分析系統(tǒng)的氣穴與沖擊現(xiàn)象2.1.1

液體的靜壓力狀態(tài)時,其單位面積上所受的法向作用靜壓力:是指液體處于力若包含液體某點的微小面積ΔA上所作用的法向力為ΔF，則該點的靜壓力p定義為：

Ap

lim

F

A

0若法向力F均勻地作用在面積A上，則壓力可表示為:p

FA2.1.1

液體的靜壓力靜壓力的特性:液體的靜壓力的方向總是沿著作用面的內(nèi)法線方向液體中任何一點所受到各個方向的壓力都相等液體靜壓力基本方程:反映了在重力作用下液體中的壓力分布規(guī)律p=po+ρgh下的ΔΔΔ2.1.3

靜壓力基本方程物理意義p=p0+ρg(z0

-

z)?

+

z=+

z0=Cpgp0gZ:單位重量液體的位能,稱位置水頭:單位重量液體的壓力能,稱壓力水頭p物理意g

義:液體具有兩種能量形式，即壓力能與位能。這兩種能量形式可以相互轉換，但其總和對液體中的每一點都保持不變?yōu)楹阒担虼遂o壓力基本方程從本質(zhì)上反映了

液體中的能量守恒關系.2.1.4

壓力的計量單位法定單位:牛頓/米2(N/m2)即帕（Pa）1

MPa=106Pa單位換算:1工程大氣壓（at）=1公斤力/厘米2（kgf/m2）≈105帕=0.1

MPa1米水柱（mH20）=9.8×103Pa1毫米

柱（mmHg）=1.33×102Pa1bar

≈

0.1

Mpa=14.5psi2.1.4

壓力的計量單位相對壓力（表壓力）:以大氣壓力為基準，測量所得的壓力是高于大氣壓的部分絕對壓力:以絕對零壓為基準測得的壓力絕對壓力=相對壓力

+ 大氣壓力真空度:如果液體中某點的絕對壓力小于大圖2—2 絕對壓力、相對真空。此時相對壓力為負值，常將這一負相對壓壓力力的和絕真對空值度稱為該點的真空度真空度=|負的相對壓力|=|絕對壓力

- 大氣壓力|表壓力真空度絕對壓力p絕對壓力p=0絕對壓力2.1.5

壓力的傳遞帕斯卡原理:若在處于密封容器中液體的部分邊界面上施加外力使其壓力發(fā)生變化，只要液體仍保持其原來的則液體中任一點的壓力均將發(fā)生同樣大小的變化傳動是依據(jù)帕斯卡原理狀態(tài)不變，實現(xiàn)力的傳遞、放大和方向變換的

系統(tǒng)的壓力完全決定于外負載圖2-4帕斯卡原理應用2.2

流動液體的力學規(guī)律理想液體:既不可壓縮又無粘性的液體理想氣體:可壓縮但沒有粘性的氣體一維定常流動:即流場中速度與壓力只是空間點的位置的函數(shù)而與時間無關，則稱流場中的流動為定常流動。在定常流動條件下，如果通過適當選擇坐標（包括曲線坐標）后，使流速與壓力只是一個坐標的函數(shù)，則稱這樣的流動為一維定常流動2.2.1

基本概念通流截面:在流場中作一面。若該面與通過面上的每一條流線都垂直，則稱該面為通流截面流量:單位時間內(nèi)流過某通流截面的流體體積法定單位:米3/秒(m3/s)工程中常用升/分（L/min）通流截面上的平均流速:圖2—7流線、流束與通流截面Aq

dAAq

dA

A

qAq

A2.2.1

基本概念流動液體中的壓力和能量:由于存在運動，所以理想流體流動時除了具有壓力能與位能外，還具有動能。即流動理想流體具有壓力能，位能和動能三種能量形式單位重量的壓力能:單位重量的位能:Z單位重量的動能:pg2g22.2.2

連續(xù)性方程:質(zhì)量守恒定律在流動液體情況下的具體應用q=A=常數(shù)不可壓縮流體作定常流動時，通過流束（或管道）的任一通流截面的流量相等通過通流截面的流速則與通流截面的面積成反比2.2.3

伯努利方程(能量方程):能量守恒定律在流動液體中的表達形式理想液體的伯努利方程實際液體的伯努利方程伯努利方程應用實例理想液體的伯努利方程圖2-8伯努利方程推導簡圖總比能由比壓能（）、比位能（Z）和比動能（）組成， 以相互轉化。pp22

z1

1

2

z2

c1

2g

2g

g2gp

2理想液體定常流動g時

z，液2g體的c任一通流截面上的總比能（單位重量液體的總能量）保持為定值。p由于方程中的每一項均以g長度為量綱，所以亦分別稱為2g

壓力水頭，位置水頭和速度水頭靜壓力基本方程是伯努利方程的特例2泄漏配合間隙泄漏:當流體流經(jīng)這些間隙時就會發(fā)生從壓力高處經(jīng)過間隙流到系統(tǒng)中壓力低處或直接進入大氣的現(xiàn)象(前者稱為內(nèi)泄漏，后者稱為外泄漏)泄漏主要是由壓力差與間隙造成的油液在間隙中的流動狀態(tài)一般是層流2.4

系統(tǒng)的氣穴與

沖擊現(xiàn)象氣穴(空穴):在流動液體中，由于某點處的壓力低于空氣分離壓而產(chǎn)生汽泡的現(xiàn)象沖擊:在系統(tǒng)中由于某種原因，液體壓力在一瞬間會突然升高,產(chǎn)生很高的壓力峰值,這種現(xiàn)象稱為

沖擊流量流量與速度的關系流量的調(diào)節(jié)單位壓力壓力

壓強壓力的調(diào)節(jié)壓力的決定因素壓力表傳動的主要優(yōu)缺點主要優(yōu)點：1234567無級調(diào)速；功率體積比功率大，元件布置靈活；易實現(xiàn)過載保護；工作平穩(wěn)；便于實現(xiàn)自動化；元件能夠自行潤滑，使用

長；元件易實現(xiàn)系列化、標準化和通用化。主要缺點：1傳動比不穩(wěn)定,不能保證嚴格的傳動比（泄漏，壓縮性）23對油溫變化敏感；不宜遠距離輸送動力，傳動效率較低4

元件制造精度要求高，加工裝配較

，且對油液的污染較敏感。成本高56不易查找故障。易對環(huán)境造成污染。系統(tǒng)構成動力部分執(zhí)行部分控制部分輔助部分介質(zhì)動力部分：將原

的機械能轉換為油液的壓力能（

能）。電機、

泵泵的結構形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵手動泵雙聯(lián)泵變量柱塞泵執(zhí)行部分：它是將液體的能轉換成機械能。其中，油缸做直線運動，馬達做旋轉運動。控制元件：控制閥，其功能是對系統(tǒng)中的壓力、流量或流動方向進行控制，以保證執(zhí)行元件達到所要求的輸出力（或力矩）、運動速度和運動方向。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥等。輔助元件除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等，是一個

系統(tǒng)中必不可少的元件。工作介質(zhì)工作介質(zhì)是指各類

傳動中的油或

液，它經(jīng)過油泵和液

實現(xiàn)能量轉換。術語kg/f工作壓力：系統(tǒng)工作時的壓力Mpa決定于負載（液傳動的特點）最高壓力（系統(tǒng)壓力）：壓力閥調(diào)定，安全壓力溢流閥流量：單位時間流過的液體量ml/min，決定了執(zhí)行機構的動作速度泄漏、排量、響應時間、反饋、開環(huán)、閉環(huán)等泵閥輔件

油故障：發(fā)熱泄漏維修常見元件柱塞泵利用柱塞在泵缸體內(nèi)往復運動，使柱塞與泵壁間形成容積改變，反復吸入和排出液體并增高其壓力的泵。柱塞泵具有額定壓力

高、結構緊湊、效率高

和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，被廣泛應用于高壓、大

流量和流量需要調(diào)節(jié)的

場合徑向柱塞泵齒輪泵依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的回轉泵。外嚙合內(nèi)嚙合即它的最基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉，這個殼體的類似“8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側與殼體緊密配合。來自于擠出機的物料在吸進入兩個齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉沿殼體運動，最后在兩齒嚙合時排出。（外嚙合）外嚙合雙聯(lián)泵控制元件及輔件方向控制閥流量控制閥及應用疊加閥/插裝閥控制元件主要是各種控制閥，在

系統(tǒng)中控制液體流動方向、流量大小和壓力的高低，

?

壓力控制閥及應以滿足執(zhí)行元件的工作要求。方向控制閥是通過控制液體流動的方向來 執(zhí)行元件的運動，如液壓缸的前進、后退與停止，

馬達的正反轉與停止等。4．1．1單向閥單向閥（Checkvalve）使油只能在一個方向流動，反方向則堵塞。其構造及符號如圖4-1所示。液控單向閥如圖4-2所示，在普通單向閥的基礎上多了一個控制口，當控制口空接時，該閥相當于一個普通單向閥；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，則應換成較大剛度的彈簧。4．1

方向控制閥（direction

control

valves）星期六方向控制閥單向閥普通單向閥星期六方向控制閥是通過控制液體流動的方向來

執(zhí)行元件的運動，如液壓缸的前進、后退與停止，

馬達的正反轉與停止等。4．1．1單向閥單向閥（Checkvalve）使油只能在一個方向流動，反方向則堵塞。其構造及符號如圖4-1所示。液控單向閥如圖4-2所示，在普通單向閥的基礎上多了一個控制口，當控制口空接時，該閥相當于一個普通單向閥；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，則應換成較大剛度的彈簧。4．1

方向控制閥（direction

control

valves）星期六單向閥普通單向閥星期六單向閥方向控制閥普通單向閥星期六單向閥方向控制閥普通單向閥星期六方向控制閥：單向閥液控單向閥星期六4．1

方向控制閥（direction

control

valves）星期六，，4．1．2

換向閥：換向閥是利用閥芯對閥體的相對位置改變來控制油路接通、關斷或改變油液流動方向。一般以下述方法分類。1．按接口數(shù)及切換位置數(shù)分類接口是指閥上各種接油管的進油口通常標為P，回油口則標為R或T，出油口則以A、B來表示。閥內(nèi)閥芯可移動的位置數(shù)稱為切換位置數(shù),通常

接口稱為“通”，將閥芯的位置稱為“位”例如：圖4－3所示換位置，4個接口，動換向閥有三個切稱該閥為三位四通換向閥。該閥的三個工作位置與閥芯在閥體中的對應位置如圖4－4所示，各種位和通的換向閥符號見圖4－5所示。4．1

方向控制閥（direction

control

valves）星期六星期a斷電狀態(tài)b)通電狀態(tài)c)電磁鐵a通電b斷電d)

電磁鐵b通電a斷電1)直動式4）液動換向閥圖4－10所示為三位四通液動換向閥，當K1通壓力油，K2回油時，P與A接通，B與T接通；當K2通壓力油，K1回油時，P與B接通，A與T接通；當

K1、K2都未通壓力油時，P、T、A、B四個油口全堵死。4．1

方向控制閥（direction

control

valves）星期六5）電液換向閥：由電磁換向閥和液動換向閥組合而成。電磁換向閥起先導作用，它可以改變控制液流的方向，從而改變液動換向閥的位置。由于 液動換向閥的 推力可以很大，所以主閥可以做得很大，允許有較大的流量通過。這樣用較小的電磁鐵就能控制較大的液

流。圖4－11所示三位四通電液換向閥。該閥的工作狀態(tài)（不考慮 結構）和普通電磁閥一樣，但工作位置的變換速度可通過閥上的節(jié)流閥調(diào)節(jié)。4．1

方向控制閥（direction

control

valves）星期六2)先導式星期六5）電液換向閥4．1

方向控制閥（direction

control

valves）星期六6．比例式電磁換向閥比例方向閥（ProportionalDirectional-FlowValve）是以在閥芯外裝置的電磁線圈所產(chǎn)生的電磁力，來控制閥芯的移動，依靠控制線圈電流來控制方向閥內(nèi)閥芯的位移量，故可同時控制油流動的方向和流量。圖4－12為比例式方向閥的職能符號，通過控制器可以得任何想要之流量和方向，同時也有壓力及溫度補償?shù)墓δ埽槐壤椒较蜷y有進油和回油流量控制兩種類型4．1

方向控制閥（direction

control

valves）星期六方向控制回路PTABABPT溢流閥泵星期六方向控制回路PTABABPT溢流閥泵星期六方向控制回路ABPT溢流閥泵PTAB星期六換向閥：滑閥式換向閥ABTPTPA

B星期六換向閥ABTPTPA

B星期六換向閥ABPPAB（O型）T1T2T2