液壓與氣壓傳動(dòng)教學(xué)課件版（下）

液壓與氣壓傳動(dòng)

第二十三講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：325-1管路及管接頭

液壓系統(tǒng)用油管來傳遞工質(zhì)，用管接頭把油管或有關(guān)元件互相連接。

油管和管接頭應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度及良好的密封性，一般要求流動(dòng)液體的壓力損失要小，拆裝便利。一、油管可分為硬管和軟管兩大類

d-油管內(nèi)徑，mQ-通過油管最大流量，m3/sV0-油管內(nèi)允許流速，吸油管；回油管；壓油管路：當(dāng)壓力p時(shí)，2m/s；當(dāng)p=2.5~16MPa時(shí)，3~4m/s；工程機(jī)械和行走機(jī)械，當(dāng)p>21MPa時(shí)，可取5~6m/s。計(jì)算出來的內(nèi)徑應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。對(duì)橡膠軟管，無論用于何種管路，流速都不能超過3~5m/s。金屬油管的壁厚δ

δ——金屬油管的壁厚；mmp——油管內(nèi)液體的最大工作壓力；MPa

d——油管內(nèi)徑；mm[s]——許用拉伸應(yīng)力。MPa按受拉伸薄壁筒公式計(jì)算壁厚1.焊接式管接頭

二、管接頭管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式連接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各項(xiàng)條件。2.卡套式管接頭

3.擴(kuò)口管接頭

4.膠管接頭扣壓式膠管接頭5.快速接頭6.鉸接管接頭

7.法蘭式管接頭

液壓與氣壓傳動(dòng)

第二十四講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：32§5-2油箱

油箱的基本功能是：儲(chǔ)存工作介質(zhì)；此外還起到散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量；分離油液中混入的空氣；沉淀污染物及雜質(zhì)。油箱的種類按箱內(nèi)液面是否與大氣相接觸來分，可分為開式油箱和加壓油箱。

一、功用和結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1．要有足夠的剛度和強(qiáng)度二、設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

壁板：厚度一般為3~4mm；容量大的油箱可取4~6mm。對(duì)于大容量的油箱，為了清洗方便，在油箱側(cè)壁開較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。底板與底腳：底板應(yīng)比側(cè)板稍厚一些，底板應(yīng)有適當(dāng)斜度以便排凈存油和清洗。油箱的底部應(yīng)裝設(shè)底腳，底腳高度一般為150~200mm，以利于通風(fēng)散熱及排出箱內(nèi)油液。頂板：頂板一般取得厚一些，為6~10mm，若泵、閥和電機(jī)安裝在油箱頂部時(shí)，頂板厚度應(yīng)選大值。2.油箱要有足夠的有效容積

對(duì)于固定式的油箱，當(dāng)系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)時(shí)取其有效容量應(yīng)為液壓泵每分鐘流量的2~4倍。當(dāng)系統(tǒng)為中高壓系統(tǒng)時(shí)取液壓泵每分鐘流量的5~7倍。油面高度為油箱高度80％時(shí)的容積稱為油箱的有效容積。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載較大、長期連續(xù)工作時(shí)，需根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱、散熱平衡的原則來計(jì)算油箱的有效容積。對(duì)于行走機(jī)械一般取上述數(shù)值的～倍。隔板：油箱內(nèi)一般設(shè)有隔板，隔板的作用是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開，增大油液循環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀。隔板一般沿油箱的縱向布置，其高度一般為最低液面高度的2／3~3／4。3.吸油管和回油管應(yīng)盡量相距遠(yuǎn)些

油管：回油管及吸油管為了防止出現(xiàn)吸空和回油沖擊油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管應(yīng)布置在油箱最低液面50~100mm以下，管口與箱底距離不應(yīng)小于2倍管徑，防止吸入沉淀物。管口應(yīng)切成45°，切口面向箱壁，與箱壁之距離為3倍管徑。清潔蓋用于管路進(jìn)入油箱的密封。4.防止油液污染空氣濾清器：空氣濾清器是液壓系統(tǒng)必備的液壓附件，其結(jié)構(gòu)由空氣過濾和加油過濾兩部分組成，直接安裝在油箱蓋板上，即可以濾除液壓系統(tǒng)工作時(shí)由空氣中帶入油箱內(nèi)的塵埃，又可以濾除加油過程中帶入的顆粒雜物，從而簡化了油箱的結(jié)構(gòu)，有利于油液的凈化。液位液溫計(jì)可指示液位及液溫的高低。5.易于散熱和維護(hù)保養(yǎng)油箱清洗蓋是對(duì)油箱進(jìn)行清洗時(shí)的工作窗口。要保證人手及工具從該窗口伸人至油箱內(nèi)部后，徹底清除有關(guān)污染；放油閥或放油塞6.油箱的油溫控制7.油箱內(nèi)表面的加工1）有足夠的過濾精度。2）具有較好的過濾能力、即能阻擋一定尺寸以上的機(jī)械雜質(zhì)；3）過濾材料要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在壓力油作用下不致破壞；4）過濾材料耐腐蝕，在一定溫度下工作有足夠的耐久性；5）容易清洗和便于更換濾芯；6）價(jià)格便宜。5-3過濾器

一、過濾器的功用和基本要求

過濾器按過濾精度可分為粗過濾器和精過濾器兩大類；按濾芯的結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)式、線隙式、磁性、燒結(jié)式和紙質(zhì)等；按過濾原理區(qū)分主要有：表面型過濾器、深度型過濾器和吸附型過濾器二、過濾器的型式網(wǎng)式濾油器

這是一種以銅絲網(wǎng)作為過濾材料構(gòu)成的過濾器，一般裝在液壓系統(tǒng)的吸油管路入口處，避免吸入較大的雜質(zhì)，以保護(hù)液壓泵。線隙式濾油器

用銅線或鋁線繞在筒形芯架上，利用線間縫隙過濾油液，主要用于壓油管路中。若用于液壓泵吸油口，則只允許通過它的額定流量的2/3～1/2，金屬燒結(jié)式濾油器

燒結(jié)式濾油器的濾芯是用青銅粉壓制后燒結(jié)而成，靠其粉未顆粒間的間隙微孔濾油。液壓與氣壓傳動(dòng)

第二十五講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：32紙芯濾油器這種濾油器的濾芯一般采用機(jī)油微孔濾紙制成。紙芯做成折疊形是為了增加過濾面積，紙芯繞在帶孔的鍍錫鐵皮骨架上，以支撐紙芯免被壓力油壓破。磁性濾油器磁性濾油器靠磁性材料把混在油中的鐵屑、鑄鐵粉之類的雜質(zhì)吸住，過濾效果好。此種濾油器常與其它種類的濾油器配合使用。三、過濾器的選用和安裝a)要裝在泵的吸油口處b)安裝在泵的出口油路上c)安裝在系統(tǒng)的回油路上d)安裝在系統(tǒng)分支油路上e)單獨(dú)過濾系統(tǒng)5-4密封裝置

一、對(duì)密封裝置的要求1.在工作壓力和一定的溫度范圍內(nèi)，應(yīng)具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動(dòng)提高密封性能。2.密封裝置和運(yùn)動(dòng)件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。3.抗腐蝕能力強(qiáng)，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動(dòng)補(bǔ)償。

4.結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護(hù)方便，價(jià)格低廉。二、密封裝置的類型和特點(diǎn)

1.間隙密封均壓槽一般寬～，深為～。圓柱面配合間隙與直徑大小有關(guān)，對(duì)于閥芯與閥孔一般取～。優(yōu)點(diǎn)是摩擦力小，缺點(diǎn)是磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償，主要用于直徑較小的圓柱面之間，如液壓泵內(nèi)的柱塞與缸體之間，滑閥的閥芯與閥孔之間的配合。形密封圈δ1、δ2為O形圈裝配后的預(yù)壓縮量，通常用壓縮率W表示，即W=〔(d0-h)/d0〕×100%，對(duì)于固定密封、往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封，應(yīng)分別達(dá)到15%～20%、10%～20%和5%～10%，才能取得滿意的密封效果。3.唇形密封圈特點(diǎn)是能隨著工作壓力的變化自動(dòng)調(diào)整密封性能，壓力越高則唇邊被壓得越緊，密封性越好；當(dāng)壓力降低時(shí)唇邊壓緊程度也隨之降低，從而減少了摩擦阻力和功率消耗，除此之外，還能自動(dòng)補(bǔ)償唇邊的磨損，保持密封性能不降低。小Y形密封圈的特點(diǎn)是斷面寬度和高度的比值大，增加了底部支承寬度，可以避免摩擦力造成的密封圈的翻轉(zhuǎn)和扭曲。V形密封圈4.組合式密封裝置5.回轉(zhuǎn)軸的密封裝置5-5蓄能器一、蓄能器的類型與結(jié)構(gòu)通常有重力式，彈簧式和充氣式等1.活塞式蓄能器2.皮囊式蓄能器3.重錘式蓄能器4.彈簧式蓄能器結(jié)構(gòu)二、蓄能器的功用1.作輔助動(dòng)力源2.保壓和補(bǔ)充泄漏3.吸收系統(tǒng)脈動(dòng)，緩和液壓沖擊三、蓄能器的安裝1.充氣式蓄能器中應(yīng)使用惰性氣體（一般為氮?dú)猓?.蓄能器一般應(yīng)垂直安裝，油口向下。3.必須用支架或支板將蓄能器固定，且便于檢查、維修的位置，并遠(yuǎn)離熱源4.用作降低噪聲、吸收脈動(dòng)和沖擊的蓄能器應(yīng)盡可能靠近振源。5.蓄能器與管路之間應(yīng)安裝截止閥，供充氣或檢修時(shí)用，與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥，防止油液倒流保護(hù)泵與系統(tǒng)。6.搬運(yùn)和拆裝時(shí)應(yīng)排出壓縮氣體—注意安全。液壓與氣壓傳動(dòng)

第二十六講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：325-6熱交換器

為了提高液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，應(yīng)使系統(tǒng)在允許的溫度下工作并保持熱平衡。液壓系統(tǒng)的油液工作溫度一般希望保持在30～50℃范圍內(nèi)，最高不超過65℃，最低不低于15℃。

油溫過高將使油液變質(zhì)，加速其污染，同時(shí)油的粘性和潤滑能力降低，增加油液的泄漏，縮短液壓元件的壽命。油溫過低，則液壓泵啟動(dòng)時(shí)吸油有困難，系統(tǒng)的壓力損失也增大。冷卻器和加熱器，控制液壓系統(tǒng)油液溫度處于正常工作范圍。它們的圖形符號(hào)如圖所示。

蛇管式冷卻器多管式冷卻器冷卻器根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，冷卻器分為水冷式、風(fēng)冷式動(dòng)畫風(fēng)冷式冷卻器翅管式風(fēng)冷卻器結(jié)構(gòu)簡單，缺水或不便用水處皆可冷卻，但冷卻效果較差。

翅片式風(fēng)冷卻器冷卻器的安裝回油路冷卻獨(dú)立式冷卻自動(dòng)調(diào)節(jié)油溫冷卻加熱器

1）水平安裝于油箱側(cè)面2）加熱部分全部侵入油內(nèi)3）功率不宜過高，以使油液老化，可在不同部位多裝幾個(gè)加熱器。5-7傳感器及檢測(cè)元件

壓力測(cè)量

常用的壓力檢測(cè)元件有壓力表和壓力傳感器。壓力表的精度等級(jí)壓力表的測(cè)量上限分有，1，，，4，6，10，16，25，40MPa等。

測(cè)量穩(wěn)壓時(shí)，測(cè)量的最高壓力不應(yīng)超過壓力表測(cè)量上限的2/3，測(cè)量波動(dòng)壓力時(shí)，不得超過壓力表測(cè)量上限的1/2，測(cè)量的最低壓力都不應(yīng)低于壓力表上限的1/3，為了保證測(cè)量精度，往往需要根據(jù)測(cè)量范圍的大小選用幾個(gè)壓力表。流量測(cè)量

渦輪式流量傳感器本章要求掌握的知識(shí)點(diǎn)1.過濾器的工作原理及安裝位置2.油箱的作用3.蓄能器的工作原理及作用第六章液壓基本回路6-1壓力控制回路6-2速度控制回路6-3多缸工作控制回路6-4其它回路返回總目錄一、調(diào)壓回路

單級(jí)調(diào)壓回路

遠(yuǎn)程調(diào)壓回路6-1壓力控制回路二級(jí)調(diào)壓回路三級(jí)調(diào)壓回路二、減壓回路液壓與氣壓傳動(dòng)

第二十七講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：32三、增壓回路

動(dòng)畫四、卸荷回路五、保壓回路

自保蓄能器報(bào)壓六、平衡回路

6-2速度控制回路

一、調(diào)速回路（一）節(jié)流調(diào)速回路1.進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路2.出口節(jié)流調(diào)速回路3.旁路節(jié)流調(diào)速回路液壓泵的供油壓力為一定值，故節(jié)流閥兩端壓差為1.進(jìn)油節(jié)流調(diào)速回路最大承載能力無論a為多大，當(dāng)時(shí)，油缸速度為零因此，最大承載能力液壓與氣壓傳動(dòng)

第二十八講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：32功率和效率液壓泵的輸出功率為液壓缸的輸入功率為回路功率：執(zhí)行元件的輸入功率與液壓泵的輸出功率之比定義為回路效率

2.回油節(jié)流調(diào)速回路

性能基本與進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路相同3.旁油路節(jié)流調(diào)速回路

通過節(jié)流閥的流量Q1為

進(jìn)入油缸的流量Q2為活塞移動(dòng)速度最大承載能力隨節(jié)流閥通流面積a的增加而減小，即旁路節(jié)流調(diào)速回路的低速承載能力很差，調(diào)速范圍也小。所以旁路節(jié)流調(diào)速回路只宜用在負(fù)載變化不大、對(duì)速度穩(wěn)定性要求不高、高速大負(fù)載的場(chǎng)合。旁路節(jié)流調(diào)速回路只有節(jié)流損失而無溢流損失，泵的輸出壓力隨負(fù)載而變化，即節(jié)流損失和輸入功率隨負(fù)載而變化，所以比前兩種調(diào)速回路效率高。容積調(diào)速回路是用改變泵或馬達(dá)的排量來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的主要優(yōu)點(diǎn)是沒有節(jié)流損失和溢流損失，因而效率高，油液溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。缺點(diǎn)是變量泵和變量馬達(dá)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。根據(jù)油路的循環(huán)方式，容積調(diào)速回路可以分為開式回路和閉式回路，后者采用較多。在開式回路中，液壓泵從油箱吸油，執(zhí)行元件的回油直接回油箱。這種回路結(jié)構(gòu)簡單，油液在油箱中能得到充分冷卻，但油箱體積較大，空氣和臟物易進(jìn)入回路。在閉式回路中，執(zhí)行元件的回油直接與泵的吸油腔相連，結(jié)構(gòu)緊湊，只需很小的補(bǔ)油箱，空氣和臟物不易進(jìn)入回路，但油液的冷卻條件差，需附設(shè)輔助泵補(bǔ)油、冷卻和換油等。補(bǔ)油泵的流量一般為主泵流量的10%~15%,壓力通常為0.3~1MPa左右。調(diào)節(jié)對(duì)象的不同，容積調(diào)速方法可有三種，（二）容積調(diào)速回路變量泵和定量液壓執(zhí)行元件容積調(diào)速回路

變量泵—缸

變量泵—定量馬達(dá)

泵的流量是根據(jù)執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度要求來調(diào)節(jié)的，需要多少流量就供給多少流量，沒有多余流量從溢流閥溢走。當(dāng)不考慮管路損失時(shí)，泵的供油壓力等于執(zhí)行元件的工作壓力并由負(fù)載決定，隨負(fù)載的增減而增減，允許最大工作壓力由安全閥調(diào)定。

1.當(dāng)不計(jì)漏損時(shí)，液壓馬達(dá)或液壓缸的最高與最低運(yùn)動(dòng)速度決定于變量泵的最大與最小流量這種調(diào)速回路具有如下特性：2.在各種速度下，液壓馬達(dá)能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和液壓缸能產(chǎn)生的推力分別為：

當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩或負(fù)載一定時(shí)，在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩或液壓缸產(chǎn)主的推力不變；由于安全閥的調(diào)定壓力一定，故其最大輸出轉(zhuǎn)矩或最大推力亦不變。因此，這種調(diào)速方式稱為恒扭矩或恒推力調(diào)速。

3.忽略系統(tǒng)的損失，液壓馬達(dá)或液壓缸的有效功率等于泵的輸出功率。當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，執(zhí)行元件的功率隨液壓泵輸油量呈線性變化。4.液壓泵和執(zhí)行元件的容積效率隨負(fù)載的增加而下降。泄漏增加，因而執(zhí)行元件的速度將隨之下降，故這種回路也有速度隨負(fù)載增加而下降的特性，速度低時(shí)，負(fù)載增加，轉(zhuǎn)速容易變成零。

定量泵和變量液壓馬達(dá)組成的調(diào)速回路

這種調(diào)速回路有如下特性：1.液壓馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速，相應(yīng)于其最小排量與最大排量，即:故液壓馬達(dá)的最小排量qmmin不能調(diào)得太小，否則輸出轉(zhuǎn)矩太小，帶不動(dòng)負(fù)載，所以調(diào)速范圍較小。液壓與氣壓傳動(dòng)

第二十九講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：322.在馬達(dá)各種轉(zhuǎn)速下，泵的供油量不變，且其最大工作壓力由安全閥調(diào)定，故泵的最大輸出功率恒定。如不考慮系統(tǒng)效率，則液壓馬達(dá)的輸出功率在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)亦恒定，故稱恒功率調(diào)速。

當(dāng)外負(fù)載所要求的工作壓力低于調(diào)定的最大工作壓力時(shí)，液壓馬達(dá)的輸出功率與輸出轉(zhuǎn)矩亦低于其可能輸出的最大功率與最大轉(zhuǎn)矩。減少排量，轉(zhuǎn)速提高，輸出轉(zhuǎn)矩下降3.不宜采用雙向液壓馬達(dá)在運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)現(xiàn)換向，因?yàn)閾Q向時(shí)，雙向液壓馬達(dá)的偏心量（或傾斜角）必須要經(jīng)歷一個(gè)變小→為零→反向增大的過程，也就是馬達(dá)的排量變小→為零→變大的過程。輸出轉(zhuǎn)矩就要經(jīng)歷轉(zhuǎn)速變高→輸出轉(zhuǎn)矩太小帶不動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩而使轉(zhuǎn)速為零→反向高轉(zhuǎn)速的過程。調(diào)節(jié)很不方便，甚至?xí)蜣D(zhuǎn)速太高（飛車）而造成事故。4.液壓泵和液壓馬達(dá)隨負(fù)載的增加而容積效率降低，使泄漏增加，故這種回路也存在隨負(fù)載增加而速度下降的現(xiàn)象。變量泵和變量馬達(dá)組成的調(diào)速回路

一般工作部件都在低速時(shí)要求有較大的轉(zhuǎn)矩，因此，這種系統(tǒng)在低速范圍內(nèi)調(diào)速時(shí)，先將液壓馬達(dá)的排量調(diào)為最大（使馬達(dá)能獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩），然后改變泵的輸油量，當(dāng)變量泵排量由小變大，直至達(dá)到最大輸油量時(shí)，液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速亦隨之升高，輸出功率隨之線性增加，若要進(jìn)一步加大液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，則可將變量馬達(dá)的排量由大變小，此時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩隨之降低，而泵則處于最大功率輸出狀態(tài)不變，故液壓馬達(dá)亦處于恒功率輸出狀態(tài)。二、快速運(yùn)動(dòng)回路用增速缸的快速運(yùn)動(dòng)回路

動(dòng)畫采用蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路

液壓與氣壓傳動(dòng)

第三十講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：32三、速度換接回路

1.快速運(yùn)動(dòng)慢速運(yùn)動(dòng)的換接回路2.兩種工作進(jìn)給速度的換接回動(dòng)畫6-3多缸工作控制回路

一、順序動(dòng)作回路1.行程控制的順序動(dòng)作回路

動(dòng)畫2.壓力控制順序動(dòng)作回路

動(dòng)畫1.帶補(bǔ)償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路二、同步回路2.用同步缸或同步馬達(dá)的同步回路同步精度取決于構(gòu)件的剛性。這種回路用于兩缸負(fù)載差別不大的情況，否則易產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。剛性梁齒輪、齒條機(jī)械聯(lián)結(jié)式

液壓與氣壓傳動(dòng)

第三十一講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：32一、鎖緊回路6-4其它回路二、節(jié)能回路1.負(fù)載串聯(lián)節(jié)能回路2.二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓馬達(dá)控制回路

液壓馬達(dá)的串、并聯(lián)回路液壓馬達(dá)制動(dòng)回路

習(xí)題6-1溢流閥調(diào)整壓力py1=6MPa，py2，泵出口負(fù)載為無窮大，在不計(jì)管道損失和調(diào)壓偏差的情況下1）電磁鐵斷電時(shí)，泵的工作壓力為多少，B、C兩點(diǎn)的壓力分別為多少2）電磁鐵通電時(shí)，泵的工作壓力為多少，B、C兩點(diǎn)的壓力分別為多少液壓與氣壓傳動(dòng)

第三十二講主講教師：XXX學(xué)時(shí)：326-26-3