四川理工學(xué)院 液壓傳動及控制講義

四川理工學(xué)院液壓傳動及控制講義第96頁厚德達(dá)理勵志勤工緒論生產(chǎn)機械一般由原動機、傳動部分，控制部分和工作機構(gòu)等組成。傳動部分的傳動類型：機械傳動、電力傳動、液體傳動、氣壓傳動及他們的組合(復(fù)合傳動)。本課程主要介紹以液體為工作介質(zhì)的液壓傳動技術(shù)。液壓傳動系統(tǒng)的工作原理及組成液壓傳動系統(tǒng)的工作原理▲以如圖1.1所示的驅(qū)動機床工作臺的液壓系統(tǒng)為例。1、介紹液壓傳動系統(tǒng)的工作過程。①二位三通換向閥9處于左位，三位四通換向閥15處于中位，液壓泵4的負(fù)載為溢流閥7，這時系統(tǒng)的壓力為溢流閥7的調(diào)定壓力。工作臺固定不動。②三位四通換向閥15處于左位，工作臺向右運動，并且可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥13的開口量大小調(diào)節(jié)工作臺運動的速度。③三位四通換向閥15處于右位，工作臺向左運動，并且可以通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥13的開口量大小調(diào)節(jié)工作臺運動的速度。④二位三通換向閥9處于右位時，液壓泵通過其卸荷，此時液壓泵工作壓力為零。2、往復(fù)運動和調(diào)速的實現(xiàn)方法。往復(fù)運動：利用三位四通換向閥15的左位和右位。調(diào)速：利用節(jié)流閥13調(diào)節(jié)流入液壓缸18的流量。3、液壓泵出口壓力(工作壓力)液壓泵的出口壓力大小取決于其后所帶的負(fù)載的大小。4、執(zhí)行元件(液壓缸)的速度執(zhí)行元件的速度取決于流入執(zhí)行元件(液壓缸)的流量。液壓傳動系統(tǒng)的組成▲1、動力裝置：機械能→液壓能典型液壓元件：液壓泵 2、控制調(diào)節(jié)元件：控制工作介質(zhì)的流動壓力、流量及方向，從而控制執(zhí)行元件的力(力矩)、運動速度及運動方向。3、執(zhí)行元件：液壓能→機械能典型液壓元件：液壓缸，液壓馬達(dá)4、輔助裝置：除動力裝置、控制調(diào)節(jié)裝置、執(zhí)行元件以外的其他器件都稱為輔助裝置。5、工作介質(zhì)：用來傳遞壓力能，并起到潤滑和冷卻的作用。液壓傳動系統(tǒng)中通常稱為液壓油液。液壓傳動的特點1、與電動機相比，在相等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生更大的動力?！?、對速度的無級調(diào)節(jié)，且調(diào)速范圍大?！?、工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實現(xiàn)頻繁的換向。4、易于實現(xiàn)過載保護(hù)，能實現(xiàn)自潤滑，使用壽命長。5、易于實現(xiàn)自動化。6、易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計、制造和推廣使用。7、無法保證嚴(yán)格的傳動比?！?、傳動效率低。9、對油溫的變化比較敏感?！?0、液壓傳動系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時不易診斷。液壓傳動的概況液壓傳動的現(xiàn)狀(學(xué)生自學(xué))液壓傳動的發(fā)展高壓，高速，大功率，高效率，低噪聲，長壽命，高度集成化、小型化與輕量化、一體化和執(zhí)行元件柔性化等方面。液壓傳動的圖形符號液壓元件的表示方法：圖形符號(圖1.2)、半結(jié)構(gòu)式(圖1.1)。一般用圖形符號表示液壓元件，液壓元件的圖形符號由GB/T786.1-2001規(guī)定。在圖形符號不能表達(dá)或特殊需要時，才采用半結(jié)構(gòu)式。液壓傳動工作介質(zhì)的性質(zhì)和選擇液壓工作介質(zhì)的種類一、種類石油基液壓油、合成液體、乳化液(水包油/油包水)二、石油基液壓油石油基液壓油是以精煉后的機械油為基料，按需要加入適當(dāng)?shù)奶砑觿┒瞥伞Ｈ?、石油基液壓油中使用的添加?、改善油液化學(xué)性質(zhì)的添加劑，如抗氧化劑，防繡劑等2、改善油液物理性質(zhì)的添加劑，如增粘劑，抗磨劑等。液壓工作介質(zhì)的性質(zhì)(可壓縮性/粘性)▲一、密度ρ單位體積的液體質(zhì)量稱為密度。一般認(rèn)為密度不受溫度和壓力的影響。二、可壓縮性和膨脹性▲可壓縮性指液體受壓力的作用而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)。膨脹性指液體受溫度影響而使體積發(fā)生變化的性質(zhì)?？蓧嚎s性的表示方法：液體的體積壓縮系數(shù)k；液體的體積彈性模量K。且K＝1/k。三、粘性及其表示方法▲1、液體在外力作用下，流動或有流動趨勢時，液體內(nèi)部分子間的內(nèi)聚力要阻礙液體分子的相對運動，由此產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象稱為粘性。2、液體粘性的大小用粘度來表示。液體粘度有三種表示方法：①動力粘度μ(Pa·s)。又稱絕對粘度②運動粘度ν。液體的動力粘度μ與其密度ρ的比值稱為液體的運動粘度，即：(1.7)不同運動粘度單位之間的換算關(guān)系：在工程實際中經(jīng)常用到液體的運動粘度。機械油的牌號用用40℃時，運動粘度(單位為cSt)的平均值來表示的。例如：VG32，表示這種機械油在40℃時運動粘度的平均值為32③相對粘度，又稱條件粘度我國常采用恩氏粘度。恩氏粘度與運動粘度之間的關(guān)系：(1.8)3、粘度與液體壓力和溫度之間的關(guān)系。對液壓工作介質(zhì)的要求(學(xué)生自學(xué))液壓工作介質(zhì)的選擇一、選擇液壓油液的類型首選專用液壓油。二、選擇液壓油液的粘度根據(jù)液壓泵的要求來確定液壓油液的粘度；使用時注意控制液壓油液的油溫。液壓傳動工作介質(zhì)的污染及控制液壓油液的污染是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因。工作介質(zhì)污染的原因1、殘留物的污染2、侵入物的污染3、生成物的污染工作介質(zhì)污染的危害工作介質(zhì)污染的控制1、減少外來的污染2、濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)3、控制液壓油液的工作溫度4、定期檢查更換液壓油液本章作業(yè)：1-11(P17)，1-13(P18)液壓傳動流體力學(xué)基礎(chǔ)液體靜力學(xué)液體的壓力(指的是物理學(xué)中講的壓強p=F/A)作用在液體上的力有兩種：質(zhì)量力和表面力靜止液體的壓力的重要性質(zhì)：1、方向：沿內(nèi)法線方向作用于承壓面；2、大小：液體內(nèi)任一點處的壓力在各個方向上都相等。靜止液體中的壓力分布▲一、分布特點：1、壓力組成：質(zhì)量力形成的壓力和表面力形成的壓力；2、靜止液體內(nèi)部的壓力p隨液體深度h呈直線規(guī)律分布；3、距離自由液面深度相同的各點組成等壓面，這一等壓面為水平面。二、應(yīng)用舉例例1：教材例2.1(P20)。(學(xué)生自學(xué))重要結(jié)論：從例2.1可以看出，表面力形成的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于質(zhì)量力形成的壓力，因此，在液壓傳動系統(tǒng)中近似地認(rèn)為整個液體內(nèi)部的壓力是處處相等的，并且等于表面力形成的壓力。例2：如圖所示，有一直徑為d，重量為G的活塞侵在液體中，并在力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若液體的密度為ρ，活塞侵入深度為h，試確定液體在測量管內(nèi)的上升高度x。解：活塞受力分析：活塞受到向下的力：F下＝F＋G①活塞受到向上的力：②由于活塞在F作用下受力平衡，則F下＝F上③根據(jù)①、②、③式可得：壓力的表示方法和單位壓力有兩種表示方法：絕對壓力和相對壓力。絕對壓力：以絕對真空為基準(zhǔn)來進(jìn)行度量的壓力。相對壓力：以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為基準(zhǔn)來進(jìn)行度量的壓力，高于大氣壓稱表壓力，低于大氣壓稱真空度。壓力的法定計量單位是帕(Pa)，1Pa=1N/m2。1at(工程大氣壓，即Kgf/cm2)=1.01972×105帕。1atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)=0.986923×105帕。靜止液體中的壓力傳遞▲一、帕斯卡原理在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力可以等值傳遞到液體內(nèi)各點。二、應(yīng)用舉例例1：P22，例2.4例2：液壓缸直徑D＝150mm，柱塞直徑d＝100mm，液壓缸中充滿油液。如果柱塞上作用著F＝50000N的力，不計油液重量，求圖示兩種情況下液壓缸中的的壓力分別等于多少？解：如圖a）所示，柱塞受力平衡，假設(shè)液壓缸中的壓力等于p1，則：所以：如圖b)所示，柱塞缸受力平衡，假設(shè)液壓缸中的壓力等于p2，則：所以：液體靜壓力作用在固體壁面上F＝PA(學(xué)生自學(xué))液體動力學(xué)液壓傳動技術(shù)關(guān)注的問題：整個液體在空間某一特定點處或特定區(qū)域的平均運動情況?；靖拍钜?、理想液體，定常流動和一維流動1、理想液體：既無粘性又不可壓縮的假想液體稱為理想液體。2、定常流動：液體流動時，如果液體中任一空間點處的壓力、速度和密度等都不隨時間變化，則稱這種流動為定常流動(或穩(wěn)定流動，恒定流動)。3、一維流動：當(dāng)液體整個作線性流動時，稱為一維流動。二、流線，流管和流束1、流線是流場中一條條的曲線，它表示同一瞬時流場中各質(zhì)點的運動狀態(tài)。2、流管：在流場中給出一條不屬于流線的任意封閉曲線，沿該封閉曲線上的每一點作流線，由這些流線組成的表面稱為流管。3、流束：流管內(nèi)的流線群稱為流束。三、通流截面，流量和平均流速1、通流截面：在流束中與所有流線正交的截面稱為通流截面。2、流量：在單位時間內(nèi)流過某一截面的液體的體積稱為體積流量，簡稱流量。3、平均流速：假設(shè)通過某一通流截面上各點的流速均勻分布，液體以此均布流速v流過此通流截面的流量等于以實際流速u流過的流量，即：所以，通流截面上的平均流速：連續(xù)性方程一、連續(xù)性方程連續(xù)性方程是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的一種具體的表現(xiàn)形式。液體在同一連通管道內(nèi)作定常流動的連續(xù)方程：即：在同一連通管道內(nèi)，任意兩個通流截面的流量相等，并且等于平均流速與通流截面的面積之積。二、應(yīng)用舉例例1：如圖2.10所示，已知流量qt＝25L/min，小活塞桿直徑d1＝20mm，小活塞直徑D1＝75mm，大活塞桿直徑d2=40mm，大活塞直徑D2＝125mm，假設(shè)沒有泄漏流量，求大小活塞的運動速度v1，v2。(P25，例2.5)解：根據(jù)液體在同一連通管道中作定常流動的連續(xù)方程，求大小活塞的運動速度v1，v2。伯努利方程1、理想液體作恒流流動時，任意微元體具有的三種能量形式：壓力能(p/ρg)、位能(z)、動能(u2/ρg)。2、根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)換定律，液流微元體具有的三種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)換，在三者的總和為定值。所以，理想液體伯努利方程：p/ρg＋z＋u2/ρg＝const(常數(shù))(2.13)3、實際的液體：①在流動過程中會產(chǎn)生能量損耗(粘性存在產(chǎn)生的內(nèi)磨擦力；管道形狀和尺寸驟然變化使液體產(chǎn)生擾動，消耗能量)。②用平均流速v代替實際流速u。引入動能修正系數(shù)α.。所以實際液體的伯努利方程：p1/ρg＋z1＋α1v12/ρg＝p2/ρg＋z2＋α2v22/ρg+hw(2.14)hw——能量損耗；α1、α2——動能修正系數(shù)。4、伯努利方程應(yīng)用舉例(學(xué)生自學(xué))動量方程1、動量方程是動量定律在流體力學(xué)中的具體應(yīng)用，利用動量方程可以求解在某一方向上，液流對通道固體壁面的作用力。2、作恒定流動的液體的在某一方向上的動量定理：(2.25)液體流動時的壓力損失液體的流動狀態(tài)一、液體的流動狀態(tài)1、層流：層流時，液體的流速低，液體質(zhì)點受粘性約束，不能隨意運動，粘性力起主導(dǎo)作用，液體的能量主要消耗在液體之間的摩擦損失上。2、紊流：紊流時，液體的流速較高，粘性的制約作用減弱，慣性力起主導(dǎo)作用，液體的能量主要消耗在動能損失上。二、液體在管道中流動狀態(tài)的判斷依據(jù)：臨界雷諾數(shù)Recr1、雷諾數(shù)Re(2.26)2、臨界雷諾數(shù)Recr液流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r的雷諾數(shù)和用紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r的雷諾數(shù)是不同的，后者的數(shù)值小，所以一般用后者作為判斷液流狀態(tài)的依據(jù)，稱為臨界雷諾數(shù)，記作Recr。三、常見液流管道的臨界臨界雷諾數(shù)P32，表2.2所示。沿程壓力損失1、層流時的沿程壓力損失(2.33)λ為沿程阻力系數(shù)。層流時，與雷諾數(shù)Re有關(guān)。2、紊流時的沿程壓力損失(2.34)λ為沿程阻力系數(shù)，紊流時，除與雷諾數(shù)有關(guān)外，還與管壁的粗糙度有關(guān)，即：。局部壓力損失一、局部壓力損失產(chǎn)生的原因液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突變截面以及閥口、濾網(wǎng)等局部裝置時，液流方向和流速發(fā)生變化，在這些地方形成旋渦、氣穴、并發(fā)生強烈的撞擊現(xiàn)象，由此而造成的壓力損失稱為局部壓力損失。二、局部壓力計算公式1、計算公式一(2.35)ξ為局部阻力系數(shù)。2、計算公式二(2.36)Δpn為閥在額定流量qn下的壓力損失(可以從閥的產(chǎn)品樣本或設(shè)計手冊中查出)qn為通過閥的額定流量q為通過閥的實際流量管路系統(tǒng)總壓力損失一、整個管路系統(tǒng)的總壓力損失應(yīng)為所有沿程壓力損失和所有局部壓力損失之和，即：(2.37)二、應(yīng)用舉例例1：P35，例2.8提示：圓管層流時，動能修正系數(shù)α＝2，動量修正系數(shù)β＝4/3。圓管紊流時，動能修正系數(shù)α＝1.05，動量修正系數(shù)β＝1.04孔和隙縫流量孔口流量1.薄壁孔口流量(l/d≤0.5)：(2.39)流量系數(shù)Cq查P37，圖2.202、短孔孔口流量短孔流量計算公式仍是式(2.39)，只是流量系數(shù)Cq查P37，圖2.21。3、細(xì)長孔口流量(2.41)4、各種孔口通用流量計算公式(主要用于定性分析)(2.42)5、孔口流量計算應(yīng)用舉例例：圓柱形滑閥如圖所示，已知閥心直徑d＝2cm，進(jìn)口處壓力p1＝98×105Pa，出口處壓力p2＝95×105Pa，油的密度為ρ＝900kg/m3，閥口的流量系數(shù)Cq＝0.65，閥口開口度x=0.2cm。求通過閥的流量解：閥口類型：薄壁孔口薄壁小孔流量計算公式：①已知：流量系數(shù)Cq＝0.65；密度為ρ＝900kg/m通流截面為底面直徑為d，高度x的圓柱面，所以通流截面積：AT＝πdx=3.14×2×10－2×0.2×10－2＝1.26×10－4閥口兩端的壓差：Δp＝p1－p2=98×105－95×105＝3×105Pa注意：在計算的時候一定要單位統(tǒng)一，建議采用國際單位：力(N)、長度(m)、時間(s)、質(zhì)量(kg)隙縫流量一、平行平板隙縫流量1、壓差流量：由于隙縫前后存在壓差引起的液流流量。對于平行平板的壓力流動的流量為：。2、剪切流量：由于構(gòu)成隙縫的平板的相對運動引起的液流流量。對于平行平板的壓力流動的流量為：。3、平行平板隙縫流量等于壓差流動與剪切流動之和，即：(2.45)二、圓環(huán)隙縫流量1、流過同心圓環(huán)隙縫的流量，將πd取代平行板隙縫公式(2.45)中的b，則有：(2.49)應(yīng)用舉例：P39，例2.9(學(xué)生自習(xí))2、流過偏心圓環(huán)隙縫的流量(2.51)3、圓環(huán)平面隙縫流量(2.52)注意：圓環(huán)平面隙縫流動的流量只有壓差流量，無剪切流量；圓環(huán)平面隙縫得位置?？昭ìF(xiàn)象和液壓沖擊空穴現(xiàn)象一、空穴現(xiàn)象的定義：當(dāng)流動液體中某處的壓力低于空氣分離壓時，原先溶于液體中的空氣就會分離出來，產(chǎn)生大量氣泡，這種現(xiàn)象稱為空穴現(xiàn)象。二、空穴現(xiàn)象易發(fā)處：閥口和液壓泵的進(jìn)口處。三、空穴現(xiàn)象的危害(P51)1、液體在低壓部分產(chǎn)生空穴后，到高壓部分氣泡又重熔解于液體中，周圍得高壓液體迅速填補原來的空間，形成無數(shù)微小范圍內(nèi)的液壓沖擊，這將引起噪聲，振動等有害現(xiàn)象。2、液壓系統(tǒng)受到空穴引起的液壓沖擊而造成零件得損壞。3、空穴現(xiàn)象使液體中帶有一定量的氣泡，從而引起流量的不連續(xù)及壓力的波動。四、減小空穴和氣蝕的措施(P51)1、減小孔口或隙縫前后的壓力降。2、降低泵的吸油高度，適當(dāng)加大吸油管直徑，限制吸油管的流速，盡量減小吸油管路中的壓力損失。自吸能力差的泵要安裝輔助泵供油。3、管路要有良好的密封，防止空氣進(jìn)入。4、提高液壓零件的抗氣蝕能力，采用抗腐蝕能力強的金屬材料，減小零件表面粗糙度值等。液壓沖擊一、液壓沖擊的定義液體壓力突然急劇上升，形成很高的壓力峰值，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。二、液壓沖擊的危害(P51)1、液壓沖擊損壞密封裝置、管道或液壓元件，還會引起設(shè)備振動，產(chǎn)生很大噪聲。2、有時液壓沖擊會使某些液壓元件，如壓力繼電器、順序閥等，產(chǎn)生誤動作，影響系統(tǒng)正常工作。三、液壓沖擊產(chǎn)生的原因(P51)閥門突然關(guān)閉或運動部件快速制動等情況下，液體在系統(tǒng)中得流動會突然受阻，使得運動部件的動能在動能和壓力能之間反復(fù)地進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成壓力振蕩(由于磨擦力和管壁彈性力不斷消耗能力，壓力振蕩逐漸衰減，趨向穩(wěn)定)。四、沖擊的計算。1、管道閥口關(guān)閉時的液壓沖擊(2.91)2、運動部件制動時的液壓沖擊(2.92)五、減小液壓沖擊的措施1、盡可能延長閥門關(guān)閉和運動部件制動換向的時間。2、正確設(shè)計閥口，限制管道流速及運動部件速度，使運動部件制動時速度變化比較均勻。例如：機床液壓傳動系統(tǒng)中，管道流速限制在4.5m/s以下，液壓缸驅(qū)動的運動部件速度不宜超過10m/min等。3、在某些精度要求不高的工作機械上，使液壓缸兩腔油腔在換向閥回到中位時瞬時互通。4、適當(dāng)加大管道直徑，盡量縮短管道長度。5、采用軟管，增加系統(tǒng)的彈性，以減少壓力沖擊。作業(yè)：P532-7P542-12液壓傳動動力元件動力元件是液壓系統(tǒng)的核心，它的性能直接影響到系統(tǒng)是否正常工作。其作用是將機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，再輸出到液壓系統(tǒng)中去。典型的動力元件：液壓泵。概述液壓泵的工作原理一、液壓泵的工作原理1、液壓泵的工作原理：依靠密閉工作腔容積的交替變化來實現(xiàn)吸油和壓油，稱為容積式液壓泵。2、圖形符號注意：輸入的是機械能(T，n)；輸出的是液體的壓力能(p，q)二、構(gòu)成液壓泵的基本條件1、密閉的工作腔2、密閉工作腔容易交替變化。容積增大時與吸油腔相通；容積減小時與壓油腔相通。3、吸、壓油腔要互相分開并且具有良好密封性。液壓泵的性能參數(shù)一、壓力：工作壓力和額定壓力1、工作壓力p是指液壓泵在實際工作時輸出油液的壓力值，即液壓泵出油口處壓力值，也稱系統(tǒng)壓力。它取決于負(fù)載的大小。2、額定壓力pn是指在保證液壓泵的容積效率、使用壽命和額定轉(zhuǎn)速的前提下，泵連續(xù)長期運轉(zhuǎn)時允許使用的壓力最大限定值。二、流量和排量1、排量V是指在無泄漏的情況下，泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所能排出的液體的體積。常用單位：mL/r。國際單位：m3/r。2、流量是指單位時間內(nèi)泵輸出的油液的流量，常用單位：L/min。國際單位：m3/s。液壓泵的流量又分為：理論流量qt，實際流量q、額定流量qn和瞬時流量qin。理論流量qt是指在無泄漏的情況下，單位時間泵所能排出液體的體積。理論流量與排量、轉(zhuǎn)速的關(guān)系：qt＝Vn。實際流量q是指泵工作時的輸出流量。額定流量qn是泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下輸出的流量。瞬時流量qin是泵在每一瞬時的流量，一般指泵瞬時理論(幾何)流量。三、功率1、理論功率：Pt＝Δpqt＝Ttω＝2πnTt2、輸入功率：Pi＝Tω＝2πnT3、輸出功率：Po＝Δpq四、效率液壓泵的輸入功率Pi到輸出功率Po總會有能量損失。這個能量損失包括：容積損失和機械損失。1、容積損失，是由于泄漏、空穴和液體受壓力而被壓縮引起的流量上的損失。容積損失用容積效率ηpv來表征。(3.7)一般認(rèn)為泄漏量Δq與泵的工作壓力p近似成線性關(guān)系。因此由公式(3.7)可以看出容積效率與工作壓力p成線性關(guān)系。2、機械效率，是由于泵內(nèi)摩擦而引起的轉(zhuǎn)矩上的損失。機械損失用機械效率ηpm來表征。(3.10)3、總效率，泵的總效率是泵的輸出功率Po與輸入功率Pi之比。即：(3.11)由公式(3.11)可以看出，總效率等于容積效率ηpv和機械效率ηpm的乘積。五、應(yīng)用舉例例1：P59，例3.1(學(xué)生自學(xué))例2：設(shè)液壓泵轉(zhuǎn)速n＝950r/min，排量為Vp＝168mL/r。在額定壓力pn=295×105Pa和同樣轉(zhuǎn)速下，測得的實際流量為150L/min，額定工況下的總效率為0.87，求：1)泵的理論流量qt；2)泵在額定工況下，泵的容積效率ηpv3)泵在額定工況下，泵的機械效率ηpm4)泵在額定工況下，所需電機驅(qū)動功率5)泵在額定工況下，驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩解：1)泵的理論流量qt分析：理論流量計算公式：①qt=Vpn；②qt=q/ηpv。由于已知排量Vp和轉(zhuǎn)速n，所以用公式①。即：qt=Vpn=168mL/r×950r/min＝159.6L/min2)泵在額定工況下，泵的容積效率ηpv分析：容積效率計算公式：①ηpv＝q/qt；②ηpv＝ηp/ηpm。由于已知理論流量和實際流量，所以用公式①，即：3)泵在額定工況下，泵的機械效率ηpm分析：機械效率計算公式：①ηpm＝Tt/T；②ηpm＝ηp/ηpv。由于已知總效率和容積效率ηpv，所以用公式②，即：ηpm＝ηp/ηpv＝0.87/0.94=0.834)泵在額定工況下，所需電機驅(qū)動功率分析：電機驅(qū)動功率即液壓泵的輸入功率Pi，輸入功率的計算公式：①Pi＝Tω＝2πnT；②Pi＝Po/η＝pq/η。由于已知實際流量q、工作壓力p及總效率，所以用公式②。即：5)泵在額定工況下，驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩分析：驅(qū)動泵的轉(zhuǎn)矩即實際轉(zhuǎn)矩T。實際轉(zhuǎn)矩的計算公式：①T＝Tt/ηpm；②T＝Pi/2πn。由于已知輸入功率、轉(zhuǎn)速，所以選用公式②，即：注意：液壓泵各性能參數(shù)之間的聯(lián)系。齒輪泵齒輪泵的工作原理一、結(jié)構(gòu)簡圖明確外嚙合齒輪泵的構(gòu)成。二、齒輪泵的工作原理1、密閉工作腔：兩端蓋、泵體內(nèi)表面、齒輪外表面。2、密閉工作腔容積交替變化：齒輪旋轉(zhuǎn)過程中輪齒反復(fù)的進(jìn)入、脫離嚙合。進(jìn)入嚙合一側(cè)為壓油腔，脫離嚙合一側(cè)為吸油腔。3、吸、壓油腔分開。嚙合點沿嚙合線移動，將吸、壓油腔分開。所以齒輪泵沒有專門的配油盤。齒輪泵的排量和流量1、排量(3.13)2、流量平均流量：注意：齒輪泵的瞬時流量是脈動的，流量脈動的大小用流量脈動率來表征。并且齒數(shù)越少，流量脈動率越大，相同情況下，內(nèi)嚙合齒輪泵的流量脈動率要小得多。齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點一、泄漏外嚙合齒輪泵壓油腔的壓力油泄漏到低壓腔去的三條途徑：1、泵體內(nèi)表面和齒頂徑向間隙的泄漏。漏油量占總漏油量的10%～15%左右。2、齒面嚙合處間隙的泄漏。漏油量很少。3、齒輪端面間隙的泄漏。漏油量占總漏油量的70%～75%左右。是齒輪泵泄漏的主要途徑。二、徑向不平衡力1、產(chǎn)生徑向不平衡力的原因：由于壓油腔和吸油腔之間存在壓差，泵體內(nèi)表面與齒頂之間的徑向間隙，使壓油腔壓力逐漸分級下降到吸油腔壓力。這些液壓力的合力F就是作用在軸上的徑向不平衡力。徑向不平衡隨著齒輪泵壓力提高而加劇。(如圖3.6所示)2、徑向不平衡力的危害使軸彎曲，從而引起齒頂與泵殼體相接觸，產(chǎn)生磨損，降低軸承壽命。3、減小徑向不平衡力及危害的方法①縮小壓油口的直徑。②增大泵體內(nèi)表面與齒頂圓的間隙，使齒輪在徑向不平衡力作用下，齒頂也不能和泵體相接觸。③開壓力平衡槽。此法較小了徑向不平衡力，但使內(nèi)泄漏增加，容積效率降低，使用少。(如圖3.7所示)三、困油現(xiàn)象1、困油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因為了保證齒輪平穩(wěn)地嚙合運轉(zhuǎn)，吸、壓油腔嚴(yán)格地密封以及連續(xù)均勻地供油，根據(jù)齒輪嚙合原理，必須使齒輪的重合度ε＞1(ε＝1)，這樣就使得齒輪泵在工作時總有兩對輪齒同時進(jìn)入嚙合，形成一個封閉容腔(困油區(qū))。2、困油區(qū)的特點困油區(qū)容積先隨著齒輪轉(zhuǎn)動逐漸減小，然后又逐漸增大。3、困油現(xiàn)象的危害困油區(qū)容積減小會使被困油液受擠壓而產(chǎn)生高壓，并從隙縫中流出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，軸承等機件受到附加的不平衡負(fù)載；困油區(qū)容積增大又會造成局部真空，產(chǎn)生空穴現(xiàn)象。4、消除困油的方法：在兩端蓋板上開一對矩形卸荷槽①開卸荷槽的原則困油區(qū)容積減小時，使卸荷槽與壓油腔相通；困油區(qū)容積增大時，使卸荷槽與吸油腔相通；保證壓油腔、吸油腔任何時候都不能通過卸荷槽直接相通；保證能夠徹底消除困油現(xiàn)象。②根據(jù)以上原則，無變位的標(biāo)準(zhǔn)齒輪泵，卸荷槽的間距應(yīng)為：(3.18)式中：α為齒輪分度圓上的壓力角。pb為標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基節(jié)。提高外嚙合齒輪泵壓力的措施1、限制外嚙合齒輪泵壓力提高的原因是泄漏，而外嚙合齒輪泵泄漏的主要途徑是端面泄漏。所以，要提高外嚙合齒輪泵的壓力就要減小端面泄漏。2、減小端面泄漏的方法：齒輪端面間隙自動補償裝置。3、常見的齒輪端面自動補償裝置：浮動軸套(P65，圖3.10)或彈性側(cè)板。內(nèi)嚙合齒輪泵(學(xué)生自學(xué))螺桿泵(學(xué)生自學(xué))葉片泵葉片泵按結(jié)構(gòu)來分有：雙作用葉片泵、單作用葉片泵。單作用葉片泵主要作變量泵；雙作用葉片泵作定量泵。雙作用葉片泵一、雙作用葉片泵的工作原理1、結(jié)構(gòu)簡圖(P67，圖3.14)明確雙作用葉片泵的構(gòu)成。2、雙作用葉片泵的工作原理①密閉工作腔：由相鄰兩葉片、定子、轉(zhuǎn)子、兩端配油盤構(gòu)成。②密閉工作腔容積交替變化：定子內(nèi)表面曲線吸油：如圖3.15所示，轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)，右上、左下1/4周，密閉工作腔容積↑，產(chǎn)生局部真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下進(jìn)入吸油腔，實現(xiàn)吸油。壓油：右下、左上1/4周，密閉工作腔容積↓，壓力↑，油液受擠壓，進(jìn)入液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)壓油。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，密閉工作腔吸油、壓油兩次。所以稱為雙作用葉片泵。③吸、壓右腔分開是通過配油盤來實現(xiàn)的。二、雙作用葉片泵的排量和流量(學(xué)生自學(xué))三、雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點1、定子工作表面曲線①定子工作面曲線組成：兩端大半徑為R的圓弧b1，b2和兩段小半經(jīng)為r的圓弧a1，a2，以及圓弧之間的四段過渡曲線b1a2和a1b2②對過渡曲線的要求：保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中滑動時徑向速度和加速度變化均勻，并且使葉片在過渡曲線和圓弧的交界處的加速度突變較小。③常用過渡曲線：阿基米德螺線，等加速－等加速曲線等。2、配油盤①封油區(qū)夾角ε(3.23)②卸荷三角槽△原因：當(dāng)相鄰兩葉片從定子封油區(qū)突然轉(zhuǎn)入壓油窗口時，其油液迅速達(dá)到泵的輸出壓力，油液瞬間被壓縮，使壓油腔中油液倒流進(jìn)來，泵的瞬時流量較少，引起流量脈動和噪聲?！魑恢茫盒逗扇遣坶_在從定子封油區(qū)進(jìn)入壓油窗口一邊?！鞒叽纾盒逗扇遣鄣某叽缤ǔＳ蓪嶒瀬泶_定。③環(huán)形槽使葉片根部始終與壓油腔相通。④吸、壓油區(qū)對稱分布，徑向液動力基本平衡，使泵軸及軸承的壽命長。所也稱為平衡式葉片泵。3、葉片傾角①葉片傾角的方向及大?。貉匦D(zhuǎn)方向向前，一般α＝10°～12°②葉片傾角的作用：使葉片的壓力角減小，保證葉片在轉(zhuǎn)子槽中能夠靈活移動，較少磨損。(見圖3.22)四、高壓雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點即：提高雙作用葉片泵壓力的措施。1、減小泄漏。端面間隙自動補償(同齒輪泵)2、較小葉片對定值內(nèi)表面的作用力由于F＝ΔpA，所以要減小作用力，就必須減小Δp或A。①減小作用在葉片底部的油壓力。(減小Δp)②減小葉片底部受壓力油作用的面積。(減小A)③采用雙葉片結(jié)構(gòu)。(減小Δp)④采用復(fù)合葉片(子母葉片)結(jié)構(gòu)(減小Δp)單作用葉片泵一、單作用葉片泵的工作原理1、密閉工作腔：由相鄰兩葉片、定子、轉(zhuǎn)子、兩端配油盤構(gòu)成。2、密閉工作腔容積交替變化：定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心。吸油：如圖3.25所示，轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動，在右側(cè)1/2周，密閉工作腔容積↑，產(chǎn)生局部真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下進(jìn)入吸油腔，實現(xiàn)吸油。壓油：在左側(cè)1/2周，密閉工作腔容積↓，壓力↑，油液受擠壓，進(jìn)入液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)壓油。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，實現(xiàn)一次吸油和壓油。所以稱為單作用葉片泵。3、吸、壓右腔分開是通過配油盤來實現(xiàn)的。二、單作用葉片泵的排量和流量(學(xué)生自學(xué))三、單作用葉片泵的結(jié)構(gòu)特點1、定子和轉(zhuǎn)子偏心：通過改變偏心量可以改變單作用葉片泵的排量，因此可以把單作用葉片泵做成變量泵。2、葉片傾角①葉片傾角的方向及大?。貉匦D(zhuǎn)方向向后，一般α＝20°～30°②葉片傾角的作用：使葉片所受的慣性力和葉片的離心力等的合力與轉(zhuǎn)子中葉片槽的方向一致，以免葉片葉片伸出受阻。(如圖3.26a)所示3、配油盤①吸油腔一側(cè)，葉片根部與吸油腔相通；壓油腔一側(cè)，葉片根部與壓油腔相通。②吸、壓油腔分布不對稱，稱為非平衡式葉片泵，或非卸荷式葉片泵。單作用變量葉片泵－限壓式變量葉片泵一、限壓式變量葉片泵的工作原理與特性1、外反饋限壓式變量葉片泵①通過偏心調(diào)節(jié)螺釘1，使定子、轉(zhuǎn)子之間具有偏心e0(它決定泵的最大流量)；調(diào)節(jié)預(yù)緊力調(diào)劑螺釘2，使限壓彈簧有一個預(yù)壓縮量x0。②當(dāng)系統(tǒng)壓力較小，且pA＜Ksx0，即：(pb稱為拐點壓力)。定子不動，偏心保持最大偏心e0不變，泵也保持最大流量qmax，此時為定量泵。③當(dāng)系統(tǒng)壓力增大，且pA＞Ksx0，即：。定子向右移動Δx，偏心量e=e0－Δx，泵的流量q減??；④當(dāng)偏心逐漸較小為量時，液壓泵出口壓力達(dá)到最大pc。此時，彈簧的壓縮量為x＝x0＋e0。且有pcA＝Ks(x0＋e0)，即：pc＝Ks(x0＋e0)/A。2、內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵①吸、壓油窗口相對泵中心線y不是對稱的，存在偏角θ。②依靠壓油腔壓力直接作用在定子上來控制定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心。二、限壓式變量葉片泵的壓力－流量特性(圖3.31)1、當(dāng)時，定量泵(AB段)。2、當(dāng)時，變量泵，并且p↑，q↓(BC段)。3、BC段的斜率與Ks的關(guān)系：Ks↑,BC越平緩；Ks↓,BC越陡。4、調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)螺釘1，可以改變偏心e0，改變最大流量qmax。使AB段上下平移；調(diào)劑預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘2，可以改變彈簧預(yù)壓縮量x0，改變拐點壓力pb和最大壓力pc，使BC段左右平移。三、限壓式變量葉片泵的應(yīng)用用于執(zhí)行機構(gòu)需要快慢速的液壓系統(tǒng)。常與調(diào)速閥構(gòu)成限壓式變量葉片泵－調(diào)速閥容積節(jié)流調(diào)速回路。柱塞泵柱塞泵的特點：工作壓力高；易于變量(變量泵)；流量范圍大。徑向柱塞泵一、徑向柱塞泵工作原理1、密閉工作腔：由配油軸、柱塞孔、柱塞構(gòu)成。2、密閉工作腔容積交替變化：定子和轉(zhuǎn)子之間的偏心。吸油：如圖3.32所示，轉(zhuǎn)子順時針旋轉(zhuǎn)，在上面1/2周，密閉工作腔容積↑，產(chǎn)生局部真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下進(jìn)入吸油腔，實現(xiàn)吸油。壓油：在下面1/2周，密閉工作腔容積↓，壓力↑，油液受擠壓，進(jìn)入液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)壓油。注意：配油軸固定不動。3、吸、壓油腔通過配油軸分開。二、徑向柱塞泵排量和流量(學(xué)生自學(xué))三、閥配流徑向柱塞泵的工作原理徑向柱塞泵的配油方式：軸配油(圖3.32)、閥配油(圖3.33)1、密閉工作腔：由單向閥4、5及柱塞2，閥體孔構(gòu)成2、密閉工作腔容積交替變化：偏心輪的偏心旋轉(zhuǎn)運動。吸油：如圖3.33，當(dāng)偏心e從emin→emax時，密閉工作腔容積↑，產(chǎn)生局部真空，油箱中的油液在大氣壓的作用下進(jìn)入吸油腔，實現(xiàn)吸油。壓油：當(dāng)偏心e從emax→emin時，密閉工作腔容積↓，壓力↑，油液受擠壓，進(jìn)入液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)壓油。3、吸、壓油腔通過單向閥4、5分開。軸向柱塞泵(簡要介紹)一、軸向柱塞泵的工作原理1、斜盤式(圖3-34)2、斜軸式改變缸體軸線與斜盤法線之間的夾角γ，可以做成變量泵。二、軸向柱塞泵的排量和流量(學(xué)生自學(xué))三、軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)(學(xué)生自學(xué))各種液壓泵的性能比較及應(yīng)用(學(xué)生自學(xué))作業(yè)：P953-53-93-103-17液壓傳動執(zhí)行元件(液壓缸、液壓馬達(dá))液壓缸的分類和特點按照液壓缸的結(jié)構(gòu)特點不同分為：活塞式、注塞式、擺動式。活塞缸活塞式液壓缸按結(jié)構(gòu)形式分為：雙桿活塞缸、單桿活塞缸活塞式液壓缸的固定方式分為：缸筒固定、活塞桿固定一、雙桿活塞桿1、固定，活塞缸的運動范圍是活塞有效行程的3倍；活塞固定，活塞缸的運動范圍是活塞有效行程的2倍。2、活塞缸的速度和推力(3.1)(3.2)二、單桿活塞缸1、無桿腔進(jìn)油(圖4.2a)所示)(4.3)(4.4)2、有桿腔進(jìn)油(圖4.2b)所示)(4.5)(4.6)3、差動連接(圖4.3所示)(4.8)(4.9)注意：差動連接時，活塞向有桿腔一方運動(缸體固定)；差動連接用于快進(jìn)與快退速度相同的場合。差動連接實現(xiàn)快進(jìn)，有桿腔進(jìn)油實現(xiàn)快退，即v2=v3，則：。三、活塞缸的安裝和選用(學(xué)生自學(xué))四、應(yīng)用舉例1、活塞缸并聯(lián)例：圖示液壓系統(tǒng)，液壓缸活塞的面積A1＝A2＝A3＝20cm2，所受的負(fù)載F1＝4000N，F(xiàn)2＝6000N，F(xiàn)3＝8000N，泵的流量q，試分析：1)三個液壓缸是怎樣動作的？2)液壓泵的工作壓力有何變化？3)各液壓缸的運動速度？解：推動液壓缸Ⅰ運動所需的壓力：推動液壓缸Ⅱ運動所需的壓力：推動液壓缸Ⅲ運動所需的壓力：1)三個缸的動作順序：缸Ⅰ、缸Ⅱ、缸Ⅲ。2)液壓泵的工作壓力變化：缸Ⅰ運動時，液壓泵工作壓力p＝2Mpa。缸Ⅱ運動時，液壓泵工作壓力p＝3Mpa。缸Ⅲ運動時，液壓泵工作壓力p＝4Mpa。三缸運動都停止時，液壓泵工作壓力p＝5Mpa。3)各個液壓的運動速度：總結(jié)：液壓缸并聯(lián)時，負(fù)載最小的液壓缸最先動作；當(dāng)一個缸在運動時，其他液壓缸靜止，液壓泵輸出的流量全部流入運動的液壓缸。2、液壓缸串聯(lián)圖示兩個結(jié)構(gòu)相同相互串聯(lián)的液壓缸，無桿腔的面積A1＝100cm2，有桿腔面積A2＝80cm2，缸1輸入壓力p1=9×105Pa，輸入流量q1=12L/min，不計損失和泄漏，求：1)兩缸承受相通負(fù)載時(F1=F2)，該負(fù)載的數(shù)值及兩缸的運動速度？2)缸2的輸入壓力時缸1的一半時()，兩缸各能承受多少負(fù)載？3)缸1不承受負(fù)載時(F1=0)，缸2能承受多大的負(fù)載。解：1)求F1、F2？求兩個的運動速度v1，v2？2)已知：，求F1、F2？3)已知F1＝0，求F2？總結(jié)：液壓串聯(lián)時，求速度時，前一液壓缸的輸出為后一液壓缸的輸入；求力時對每一個液壓進(jìn)行受力平衡分析。柱塞缸(簡單介紹)1、柱塞缸只能制成單作用缸，要實現(xiàn)往復(fù)運動，則必須使用兩個柱塞缸?；爻炭捎酶讖捷^小的柱塞缸。2、柱塞缸可用于大型或超長行程的場合。(這時活塞缸不易實現(xiàn))3、柱塞缸的輸出力F及運動速度v的計算公式(4.10)(4.11)擺動缸1、擺動缸輸出轉(zhuǎn)矩并實現(xiàn)往復(fù)擺動，它有單葉片和雙葉片兩種形式。如圖4.7所示。2、擺動液壓缸的擺動軸輸出轉(zhuǎn)矩T和角速度ω的計算公式。(4.12)(4.13)其它型式的常用缸(學(xué)生自學(xué))1、增壓缸2、多級缸3、齒條活塞缸4、氣－液阻尼缸缸的結(jié)構(gòu)液壓缸一般由缸體組件(缸筒、缸蓋等)、活塞組件(活塞、活塞桿等)、密封件和連接件、緩沖裝置和排氣裝置等五部分組成。缸體組件1、缸體組件的組成缸體組件通常由缸筒、缸蓋、缸底、導(dǎo)向環(huán)和支承環(huán)等組成。2、缸體組件的連接形式(缸筒和缸蓋)3、導(dǎo)向套對活塞桿或活塞氣導(dǎo)向的和支承的作用。活塞組件活塞組件由活塞、活塞桿和連接件等構(gòu)成。一、活塞組件的連接形式(活塞與活塞桿)1、螺紋式連接結(jié)構(gòu)。如圖4.21a)2、半環(huán)式連接結(jié)構(gòu)。如圖4.21b)3、整體式結(jié)構(gòu)4、焊接式結(jié)構(gòu)5、錐銷式連接二、活塞和活塞桿的材料活塞一般用鑄鐵或鋼制造，要求有一定強度和良好的耐磨性?；钊麠U用鋼制造，它必須有足夠的強度和剛度，并要求其表面耐磨、防繡。因此表面需鍍鉻。三、活塞的密封形式a)O形密封圈密封b)L形密封圈密封c)Y形密封圈密封d)小Y形密封圈密封四、活塞桿伸出端結(jié)構(gòu)1、液壓缸常用的伸出端端蓋結(jié)構(gòu)(如圖4.23所示)2、活塞桿頭部的連接形式(如圖4.25所示)內(nèi)、外螺紋連接常用于標(biāo)準(zhǔn)化液壓缸；雙耳環(huán)連接、半耳連接多用于非標(biāo)準(zhǔn)化液壓缸。緩沖裝置1、緩沖原理：使活塞或缸筒在其走向行程終端時，在出口腔內(nèi)產(chǎn)生足夠的緩沖壓力，即增大工作介質(zhì)出口阻力，從而降低液壓缸的運動速度，避免活塞與缸蓋相撞。2、液壓缸中常用的緩沖裝置排氣裝置1、排氣裝置一般都是安裝在液壓缸的最高部位處。2、應(yīng)用場合：速度穩(wěn)定性要求高的液壓缸和大型液壓缸。3、排氣裝置的兩種結(jié)構(gòu)形式：排氣閥和排氣塞。液壓缸的設(shè)計缸主要尺寸的計算對于活塞缸，缸主要尺寸指：1、缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑。根據(jù)最大總負(fù)載Fmax和選取的工作壓力p來確定。2、液壓缸的缸筒長度。由活塞最大行程，活塞長度，活塞導(dǎo)向長度，活塞桿密封長度和特殊要求的的其它長度確定。活塞長度B=(0.6～1.0)D；導(dǎo)向套長度A＝(0.6～1.5)d；液壓缸缸筒的長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20～30倍。3、缸的進(jìn)出口直徑d0。(4.25)v為液壓缸配管內(nèi)液體的平均流速(一般取v＝4～5m/s)。注意：缸的進(jìn)出口直徑d0是一個標(biāo)準(zhǔn)值。計算出來之后需圓，然后整按照標(biāo)準(zhǔn)選取。缸的強度計算和校核(學(xué)生自學(xué))1、缸筒壁厚δ的計算2、活塞桿直徑的校核3、液壓缸固定螺栓直徑計算4、活塞桿穩(wěn)定性計算。緩沖裝置的設(shè)計計算緩沖裝置的工作原理(學(xué)生自學(xué))液壓缸緩沖裝置的設(shè)計計算一、緩沖裝置的設(shè)計計算主要是確定：緩沖行程l(緩沖柱塞的長度)、緩沖柱塞直徑d。二、設(shè)計計算的步驟：1、先確定緩沖行程的長度即緩沖柱塞直徑。2、校核強度，合格則采用初選值；不合格則重新選擇。液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)的分類、特點及應(yīng)用液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)(簡要講述)1、壓力2、流量和排量3、轉(zhuǎn)速和容積效率4、轉(zhuǎn)矩和機械效率5、功率和總效率高速液壓馬達(dá)1、高速液壓馬達(dá)的特點轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)動慣量小，便于啟動、制動、調(diào)速和換向。2、高速液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)型式齒輪式、葉片式、柱塞式。低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)1、低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)的特點轉(zhuǎn)矩大，低速穩(wěn)定性好，因此可以直接與工作機構(gòu)相連，不需要減速裝置，使傳動結(jié)構(gòu)大為簡化。2、低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)型式單作用曲軸連桿徑向柱塞使液壓馬達(dá)、多作用內(nèi)曲線徑向注塞式液壓馬達(dá)。作業(yè)：P1294-104-11思考：P1294-14-9液壓傳動控制調(diào)節(jié)元件概述控制閥的分類1、2、3、4、控制閥的性能參數(shù)閥的性能參數(shù)是對閥進(jìn)行評價和選用的依據(jù)，它反映了閥的規(guī)格大小和工作特性。方向控制閥(單向閥、換向閥)單向閥一、單向閥的作用及分類1、作用：控制液體只能向一個方向流動、反向截止或有控制的反向流動。2、分類：普通單向閥、液控單向閥、梭閥、雙壓閥等二、普通單向閥1、作用：控制液體只能單向流動、不允許反向流動。2、工作原理及圖形符號：3、應(yīng)用①裝在泵的出口處，隔離油路，防止液壓沖擊影響泵。②分隔通道，防止管路間的壓力相互干擾。三、液控單向閥1、作用：通入控制壓力油即允許流體雙向流動。2、工作原理及圖形符號。3、應(yīng)用①常用于保壓(P221，圖7.12)、鎖緊(圖5.2.1)和平衡回路(P222，圖7.14)；②對液壓缸進(jìn)行鎖閉、保壓(P221，圖7.12)；③用于防止立式液壓缸停止時的自動下滑(P222，圖7.14)。四、梭閥、雙壓閥1、梭閥(或門)的圖形符號及工作原理工作原理：①P1、P2中只有一個信號輸入，則有信號的通道與A接通的；②P1、P2中都有信號輸入：P1＝P2時，先輸入信號的通道與A接通；P1≠P2時，壓力大的通道與A接通。2、雙壓閥的圖形符號及工作原理工作原理：①P1、P2中只有一個信號輸入，輸出口A無輸出；②P1、P2中都有信號輸入時，A口才有輸出：P1＝P2時，后輸入信號的通過A輸出；P1≠P2時，壓力小的通道與A接通。換向閥一、換向閥的分類換向閥的作用：借助于閥心與閥體之間的相對位置，使與閥體相通的各通道之間實現(xiàn)接通或斷開來改變液體流動的方向。二、滑閥式換向閥(一)、滑閥換向閥的結(jié)構(gòu)和工作原理1、主體結(jié)構(gòu)：閥心和閥體(P137，表5.1)2、“位”和“通”的概念“位”：閥心移動后可停留的工作位置?！巴ā保夯y閥體上的通道數(shù)。換向閥的名稱按其工作位置和通道數(shù)稱為幾位幾通。3、換向閥的圖形符號圖形符號的意義：方框表示閥的工作位置，即二框表示二位、三框表示三位；方框中↑，↓，↖，↗表示通道處于接通狀態(tài)，但不一定表示液體流動的實際方向；方框內(nèi)堵塞符號“⊥”或“〒”表示通道不同；一個方框外部的接口數(shù)有幾個，就表示有幾通；一般來說，進(jìn)口用子母P表示，出口用O或T表示，本書用O表示，連接執(zhí)行機構(gòu)的接口用A、B等表示；換向閥通常有兩個或兩個以上的工作位置，其中1個為常位(即閥心未受操作時所處的位置)，通常三維閥的中位為常位，二位閥的常位是靠近彈簧的那個框。注意：繪制系統(tǒng)圖時，通道一般應(yīng)連接在常位上。舉例說明：二位三通、三位四通。(二)、三位滑閥換向閥的中位機能1、三位換向閥的特點三位換向閥的左位和右位用于實現(xiàn)流體方向的改變，因此不同的三位換向閥，左位和右位時各通道的連通狀態(tài)是不變的，只是中位時不同。2、三位換向閥常用的中位機能、代號、圖形符號及其特點。掌握O、H、M、Y、P型中位機能。P139，表5.23、分析選擇閥的中位機能的幾個要點①系統(tǒng)保壓：P口關(guān)閉，系統(tǒng)保持壓力；P口與O口連接不通暢，系統(tǒng)能保持一定壓力，供控制部分使用。如：O、P型中位機能。②系統(tǒng)卸荷：P口和O口通暢連接。如H、M、Y型中位機能。③執(zhí)行機構(gòu)換向精度與平穩(wěn)性A、B口都堵塞時，換向過程易產(chǎn)生沖擊、換向不平穩(wěn)，但換向精度高；如：O型中位機能。A、B口都與O口相通時，換向過程中工作部件不易制動，換向精度低，但換向的沖擊小，平穩(wěn)。如：H型中位機能。④啟動平穩(wěn)性液壓缸某腔通油箱(A、B或其一與O口通時)，則啟動時，該腔因無油液起緩沖作用，啟動不平穩(wěn)。如：Y、H型中位機能。⑤執(zhí)行機構(gòu)“浮動”和任意位置停止A、B口互通(如：U、H型)，A、B兩口與P口相通(雙桿活塞缸，如：P型)，A、B口與O口相通(如：Y型)，臥式液壓缸呈“浮動”狀態(tài)。A、B口封閉，或A、B口分別與兩個不同的P口相通，液壓缸可在任意位置停止。(三)、換向閥的主要性能(學(xué)生自學(xué))(四)、換向閥的操作方式根據(jù)推動閥心移動方式分：手動換向閥、機動換向閥、電磁換向閥、液動換向閥、電液換向閥和氣動換向閥等。1、手動換向閥①彈簧鋼球定位式，彈簧自動復(fù)位式。②多路換向閥并聯(lián)式：可以同時對三個或單獨對其中一個執(zhí)行元件供油。串聯(lián)式：液壓泵依次向各個執(zhí)行元件供油。注意：所有執(zhí)行元件上的負(fù)載壓力之和不應(yīng)超過泵壓。順序單動式：液壓泵按順序向各執(zhí)行元件供油。操作前面一個閥時，就切斷了后面的油路，從而可以防止各執(zhí)行元件之間的動作干擾。2、機動換向閥(行程閥)圖5.9機動換向閥(行程閥)圖5.10電磁換向閥3、電磁換向閥利用電磁鐵吸力推動閥心來改變閥的工作位置。注意：電磁換向閥的使用壽命在很大程度上取決于電磁鐵的壽命；電磁換向閥只適用于流量不大的場合。當(dāng)流量較大時，采用液動或電液動控制。4、液動換向閥液動換向閥是利用控制油路的壓力油來改變閥心位置的換向閥。①換向時間不可調(diào)式②換向時間可調(diào)式③液動換向閥的應(yīng)用場合壓力高、流量大、閥心移動行程長的場合。5、電液換向閥①應(yīng)用場合：高壓、大流量，自動化要求高的場合。②電磁換向閥起先導(dǎo)作用，時間可調(diào)的液動換向閥為主閥；為了保證先導(dǎo)閥在中位時，主閥也在中位，電磁換向閥為Y型中位機能。三、球閥式換向閥(學(xué)生自學(xué))四、插裝式換向閥(在5.5節(jié)中介紹)壓力控制閥壓力控制閥的種類：溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器。溢流閥一、溢流閥的功用和分類1、功用：調(diào)壓(保持系統(tǒng)壓力恒定)；限壓(對系統(tǒng)起過載保護(hù)作用)。2、按結(jié)構(gòu)原理分為：直動式溢流閥、先導(dǎo)式溢流閥。二、溢流閥的結(jié)構(gòu)和工組原理1、直動式溢流閥①工作原理及圖形符號原理：開始P口和O口相通，隨著P口壓力的增加，閥心下移接通P口和O口，P口的壓力保持基本恒定(壓力大小由閥心上端的彈簧調(diào)定)。通過調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)緊力，從而調(diào)節(jié)P口的壓力。②應(yīng)用場合小流量、壓力較低的場合。壓力較高時采用先導(dǎo)式溢流閥。2、先導(dǎo)式溢流閥①先導(dǎo)式溢流閥組成：溢流閥由先導(dǎo)調(diào)壓閥(一般由溢流閥充當(dāng))和溢流閥兩部分組成。②先導(dǎo)式溢流閥工作原理及圖形符號遠(yuǎn)程控制口K口的作用：K口接油箱，系統(tǒng)卸荷，P口壓力為零；K口被堵塞，P口壓力由先導(dǎo)閥調(diào)定；K口接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥，P口壓力由遠(yuǎn)程調(diào)壓閥和先導(dǎo)閥中調(diào)定壓力低者調(diào)定。③P口輸入的流量，大部分流量經(jīng)主閥節(jié)流口流回油箱，少部分流量經(jīng)先導(dǎo)閥流回油箱三、溢流閥的主要性能1、壓力調(diào)節(jié)范圍。2、壓力－流量特性。3、啟閉特性。四、溢流閥的應(yīng)用1、調(diào)壓或溢流(P155，圖5.22)2、遠(yuǎn)程調(diào)壓(P155，圖5.23)3、安全保護(hù)(P155，圖5.24)，注意與調(diào)壓應(yīng)用相互比較。安全保護(hù)時，系統(tǒng)正常工作時，溢流閥中無流量通過。4、造成被壓。舉例說明。5、系統(tǒng)卸荷。只有先導(dǎo)式溢流閥具有此作用。6、多級調(diào)壓。見教材第七章，調(diào)壓回路。五、溢流閥應(yīng)用分析1、溢流閥的串聯(lián)：系統(tǒng)的壓力為所有溢流閥調(diào)定壓力之和。例1：如圖所示的回路，求系統(tǒng)最大壓力？答案：系統(tǒng)最大壓力P＝SUM(P1，P2)＝5Mpa2、溢流閥并聯(lián)：系統(tǒng)壓力取決于所以溢流閥中，調(diào)定壓力最小的。例1：如圖所示的回路，求系統(tǒng)最大壓力？答案：系統(tǒng)最大壓力P＝min(P1，P2)＝2Mpa3、先導(dǎo)式溢流閥K口的作用例1：K口接油箱。系統(tǒng)卸荷，系統(tǒng)壓力為零。如圖所示的回路，求系統(tǒng)最大壓力？答案：系統(tǒng)最大壓力P＝0Mpa。系統(tǒng)卸荷。例2：K口接遠(yuǎn)程調(diào)壓閥。系統(tǒng)壓力取決于先導(dǎo)閥和遠(yuǎn)程調(diào)壓閥調(diào)定壓力中的最小值。如圖所示，求系統(tǒng)最大壓力。答案：系統(tǒng)最大壓力P＝2Mpa。例3：K口被堵塞。系統(tǒng)壓力由先導(dǎo)閥調(diào)定。如圖所示，求系統(tǒng)的最大壓力。答案：系統(tǒng)最大壓力P＝2Mpa。例四：綜合應(yīng)用。如圖所示，系統(tǒng)中溢流閥的調(diào)整壓力分別為pA＝4Mpa，pB=3Mpa，pC=2Mpa。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載為無窮大時，液壓泵的出口壓力各為多少？減壓閥一、分類及作用1、分類2、作用定值減壓閥的作用：降壓并保持出口壓力恒定。定差減壓閥的作用：降壓并保持進(jìn)、出口壓差恒定。二、定值減壓閥的結(jié)構(gòu)和工作原理1、直動式減壓閥當(dāng)p≤p調(diào)時，p1、p2口直接相通。當(dāng)p>p調(diào)時，依靠進(jìn)油口的節(jié)流作用減壓，依靠閥心上受力平衡來穩(wěn)定輸出壓力，調(diào)整彈簧預(yù)壓縮量可使輸出壓力在一定范圍內(nèi)變化。2、先導(dǎo)式減壓閥特點：先導(dǎo)閥調(diào)壓，主要減壓。原理：原理和直動式減壓閥基本相同，只是其采用先導(dǎo)閥調(diào)壓，這樣主閥心上的彈簧就可以做得較軟，增加對閥心控制的靈敏度，及提高穩(wěn)壓精度。應(yīng)用場合：輸出壓力高，通徑較大的場合。三、減壓閥的主要性能(略講)1、調(diào)壓范圍；2、壓力特性；3、流量特性。四、減壓閥應(yīng)用－用在需要減壓或穩(wěn)壓的場合注意：在減壓閥后要使用單向閥，以防系統(tǒng)壓力降低時，液體倒流，并可短時保壓。五、減壓閥的串聯(lián)、并聯(lián)例1：如圖所示，隨著負(fù)載壓力的增加，當(dāng)兩個不同調(diào)定壓力的減壓閥串聯(lián)后的出口壓力決定于那個閥？為什么？另一個閥處于什么狀態(tài)？又當(dāng)兩個不同調(diào)定壓力的減壓閥并聯(lián)后的出口壓力決定于那個閥？為什么？另一個閥處于什么狀態(tài)？答：減壓閥串聯(lián)時，出口壓力取決于調(diào)定壓力小的。并且一個閥工作時，另一個閥相當(dāng)于一個液流通道。當(dāng)兩個減壓閥串聯(lián)時，出口壓力取決于調(diào)定壓力大的。并且一個閥工作時，另一個閥處于完全關(guān)閉的狀態(tài)。順序閥一、順序閥的功用及分類1、功用：以進(jìn)口壓力(內(nèi)控式)或外來壓力(外控式)為信號，控制閥口開啟，實現(xiàn)多個執(zhí)行元件的順序動作。2、分類按照結(jié)構(gòu)的不同分：直動式和先導(dǎo)式按照控制壓力的來源不同分：內(nèi)控式和外控式二、順序閥的結(jié)構(gòu)和工作原理1、直動式順序閥泵起動后，泵的出口壓力p1克服負(fù)載使液壓缸I運動。當(dāng)I缸運動到終點時，泵的出口壓力繼續(xù)升高，當(dāng)壓力大于順序閥的調(diào)定壓力時，順序閥閥口打開。泵的出口壓力達(dá)到p2克服負(fù)載時液壓缸II運動。實現(xiàn)I、II缸的順序動作。注意：要實現(xiàn)順序動作，則必須p2>p1；順序閥的調(diào)定壓力p2>p>p1。2、先導(dǎo)式順序閥注意：K口的作用。三、順序閥的應(yīng)用1、順序動作回路。P163，圖5.31a)2、卸荷閥(雙泵供油回路)。P163，圖5.31b)3、單向順序閥。P163，圖5.31a把單向閥于順序閥并聯(lián)，構(gòu)成單向順序閥。4、平衡回路。P163，圖5.32a)內(nèi)控式順序閥，功率損耗大(下行時順序閥起被壓閥的作用，前后有壓差，消耗的功率大)；b)外控式順序閥，效率高(下行時順序閥卸荷，前后壓差近似為零，消耗的功率小)。壓力繼電器(略)一種液電轉(zhuǎn)換元件，將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號。流量控制閥流量控制原理：常用的流量控制閥：節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流節(jié)流閥節(jié)流閥一、節(jié)流閥的工作原理由孔口流量計算通用公式(2.42)可知，改變節(jié)流口過流面積，則可調(diào)節(jié)進(jìn)入到液壓系統(tǒng)中的流量。二、節(jié)流閥的流量特性1、壓差Δp對流量穩(wěn)定性的影響。對于薄壁小孔，φ＝0.5，細(xì)長孔φ＝1。所以薄壁小孔時，壓差Δp對流量穩(wěn)定型性的影響較小。2、溫度變化對流量穩(wěn)定性的影響。油溫變化，液體的粘度變化，從而影響流量。油液細(xì)長小孔的流量于粘度關(guān)系密切，所以油溫變化對細(xì)長小孔閥口的的流量影響十分明顯。而銳邊或薄壁小孔型閥口，油溫變化對流量影響較小。3、最小穩(wěn)定流量和流量調(diào)節(jié)范圍。了解節(jié)流堵塞的原因：由于油液中的雜質(zhì)、油液高溫氧化后析出的膠質(zhì)等附在節(jié)流口表面上所致。減小節(jié)流堵塞的措施：采用水力半徑大的節(jié)流口；選擇化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化穩(wěn)定性好的油液；精細(xì)過濾；定期換油等。三、節(jié)流口的結(jié)構(gòu)形式－P167，圖5.36四、節(jié)流閥的典型結(jié)構(gòu)1、普通節(jié)流閥。如圖5.35a)所示，P1652、單向節(jié)流閥。P167，圖5.37調(diào)速閥定差減壓閥與節(jié)流閥串聯(lián)而成。一、調(diào)速閥的工作原理在節(jié)流閥的基礎(chǔ)上，利用定差減壓閥維持節(jié)流閥前后壓差基本恒定，從而使，穩(wěn)定性更好。兩種形式：先減壓再節(jié)流、先節(jié)流后減壓。二、調(diào)速閥的流量特性如圖5.39d)所示。三、溫度補償調(diào)速閥的工作原理分流節(jié)流閥分流節(jié)流閥是分流閥、集流閥和分流集流閥的總稱。分流閥的作用：使液壓系統(tǒng)中由同一油源向兩個執(zhí)行元件供應(yīng)相同流量(等量分流)、或按一定比例供應(yīng)流量(比例分流)，以實現(xiàn)兩個執(zhí)行元件的速度保持同步或定比關(guān)系。集流閥的作用：從兩個執(zhí)行元件收集等量或按比例的回油量，以實現(xiàn)其相互之間的速度同步或定比關(guān)系。分流節(jié)流閥具有分流閥和集流閥的功能。a)分流閥b)集流閥c)分流節(jié)流閥插裝閥插裝閥概述一、插裝閥的組成主閥、蓋板、先導(dǎo)控制閥、閥塊體二、插裝閥工作原理及插裝閥(插裝件)單元的結(jié)構(gòu)1、插裝閥元件結(jié)構(gòu)：閥套、閥心、彈簧、蓋板2、插裝閥工作原理：相當(dāng)于一個液控單向閥。與液控單向閥的區(qū)別：X通壓力油不能使插裝閥反向通油。插裝方向閥1、插裝單向閥2、插裝換向閥重點介紹如何判斷“位”數(shù)和“通”數(shù)。插裝壓力閥用直動式溢流閥作為先導(dǎo)閥控制主閥，構(gòu)成不同的壓力閥。1、溢流閥、順序閥2、卸荷閥。注意比較卸荷閥與溢流閥、順序閥的區(qū)別3、減壓閥(詳細(xì)說明一下)插裝流量閥1、插裝節(jié)流閥2、插裝調(diào)速閥插裝閥及其集成系統(tǒng)的特點(學(xué)習(xí)自學(xué))電液數(shù)字控制閥用數(shù)字信號直接控制的閥稱為電液數(shù)字控制閥，簡稱數(shù)字閥。數(shù)字閥的結(jié)構(gòu)一、增量式數(shù)字閥二、脈寬調(diào)制式數(shù)字閥原理：控制閥的開和關(guān)、以及開和關(guān)的時間間隔(即脈寬)，從而控制液流的方向、流量和壓力。三、數(shù)字閥的應(yīng)用：數(shù)控系統(tǒng)中電液比例控制閥(比例閥)電－機轉(zhuǎn)換器(比例閥的控制部分)常用的電－機轉(zhuǎn)換器有：比例電磁閥、動圈式馬達(dá)、力矩馬達(dá)、伺服電機和步進(jìn)電機等五種。1、比例電磁鐵－移動式電－機轉(zhuǎn)換器吸力(或位移)與輸入電流成正比，運動件是軛鐵。2、動圈式力馬達(dá)－移動式電－機轉(zhuǎn)換器運動件是線圈，力的大小與磁場強度及電流大小成正比。3、力矩馬達(dá)P179圖5.574、伺服電機連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電－機轉(zhuǎn)換器。5、步進(jìn)電機數(shù)字式旋轉(zhuǎn)運動的電－機轉(zhuǎn)換器，將脈沖信號轉(zhuǎn)換位相應(yīng)的角位移。比例閥的結(jié)構(gòu)(簡要介紹)在普通液壓閥上用電－機轉(zhuǎn)換器取代原有的控制部分。要求掌握下列比例閥的圖形符號。1、比例壓力閥2、比例流量閥(比例調(diào)速閥)3、比例方向控制閥功用：不僅能夠改變液流的方向，還可以控制流量的大小。應(yīng)用場合：要求對液壓參數(shù)進(jìn)行連續(xù)遠(yuǎn)程控制或程序控制，但對控制精度和動態(tài)特性要求不太高的場合。液壓參數(shù)超過三個時，應(yīng)用比例閥控制最恰當(dāng)。作業(yè)及思考：5-35-65-95-115-125-16液壓系統(tǒng)輔助元件畜能器畜能器的功能1、短時內(nèi)向系統(tǒng)提高壓力液體2、吸收系統(tǒng)的壓力脈沖和減小壓力沖擊等畜能器的類型1、重力式畜能器2、彈簧式畜能器3、充氣式畜能器：氣瓶式、活塞式、氣囊式4、薄膜式畜能器畜能器容積計算(學(xué)生自學(xué))1、作為輔助動力源時的容量計算2、作為吸收沖擊用的容量計算畜能器的應(yīng)用(重點介紹)1、輔助動力源液壓缸慢進(jìn)和保壓時，畜能器存儲壓力油；液壓缸快進(jìn)、快退時，畜能器與泵一起供油。2、應(yīng)急動力源3、保壓裝置4、吸收壓力脈沖和液壓沖擊過濾器過濾器的類型和結(jié)構(gòu)一、過濾器分類1、網(wǎng)式過濾器－粗濾2、線隙式過濾器－作吸濾器或回流過濾器，普通過濾器3、金屬燒結(jié)式過濾器－精濾4、紙質(zhì)過濾器－過濾精度高，缺點：無法清洗，為一次性使用，需要經(jīng)常更換濾心。5、磁性過濾器－過濾鐵質(zhì)雜質(zhì)6、復(fù)式過濾器。二、過濾器發(fā)信裝置(學(xué)生自學(xué))三、過濾器的圖形符號過濾器的選用1、有足夠的過濾能力2、能承受一定的工作壓力3、有足夠的過濾精度4、過濾器濾芯應(yīng)易于清洗更換5、在一定溫度下，過濾器應(yīng)有足夠的耐久性過濾器的安裝1、安裝在泵的吸油管路上2、安裝在泵的壓油管上3、安裝在回油路上4、安裝在系統(tǒng)的分支油路上5、單獨過濾系統(tǒng)注意：一般過濾器只能單向使用，進(jìn)出有口不能反用，以利于濾芯清洗和安全，因此過濾器不能安裝在液流方向可能改變的油路上。可以將單向閥和過濾器組合構(gòu)成雙向過濾裝置，如下圖所示。密封裝置根據(jù)兩個需要密封的耦合面間是否有相對運動，將密封分為：動密封、靜密封。對密封裝置的要求(學(xué)生自學(xué))1、具有良好的密封性2、具有良好的安定性3、磨擦力小，運動靈活，工作壽命長4、結(jié)構(gòu)簡單，制造，使用，維修簡單。密封件的材料1、丁腈橡膠，一種最常用的耐油橡膠。2、聚氨酯，耐油性比丁腈橡膠好，常用于動密封。常用的密封方法1、間隙密封依靠相對運動零件的配合面間的微小間隙來防止泄漏。活塞外圓表面開的平衡槽的作用：①使壓力平衡，使活塞能夠自動對中，減小磨擦力。②增大工作介質(zhì)泄漏阻力，減小偏心量，提高密封性能。③對于油缸來說可存儲油液，使活塞能自動潤滑。2、活塞環(huán)密封活塞環(huán)密封依靠裝在活塞環(huán)形槽內(nèi)的彈性金屬環(huán)緊貼缸筒內(nèi)壁實現(xiàn)密封。應(yīng)用場合：高壓、高速和高溫的場合。3、密封圈密封密封圈的類型：O形、V形、Y形及組合形密封圈材料：耐油橡膠、尼龍等。密封件的類型1、O形密封圈O形密封圈的安裝要點：①必須保證適當(dāng)?shù)念A(yù)壓縮量，過小不能密封，過大則摩擦力增大；②當(dāng)用于動密封使，P>10Mpa，則O形圈低壓側(cè)設(shè)置1.25～2.5mm厚的四氟乙烯或尼龍制成的擋圈。如圖6.40所示。2、唇形密封圈安轉(zhuǎn)要點：唇形密封圈安裝時，唇口應(yīng)對著壓力高的一側(cè)，當(dāng)壓力變化較大，動速度較高時，要使用支承環(huán)，以固定密封圈。注意：不等高唇形密封，短唇與密封面接觸。3、V形密封安裝時，V形密封圈的開口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)。4、組合密封將不同形狀和不同密封材料的密封圈組合在一起，取長補短，達(dá)到良好的密封效果。液壓傳動基本回路概述1、2、基本回路的分類方向控制回路一般方向控制回路采用普通換向閥構(gòu)成換向回路。如圖7.1所示，利用三位四通換向閥的左位和右位換向。復(fù)雜方向控制回路頻繁連續(xù)動作且對換向過程有很多附加要求時，需要采用復(fù)雜方向控制回路。一、時間控制制動式換向回路。如圖7.3所示1、換向原理：先導(dǎo)閥2控制換向閥3的工作位置，主油路方向由換向閥3控制，換向閥3換向之前要閥心要移動l，使活塞先停止，制動時間：，制動時間可通過節(jié)流閥J1、J2調(diào)節(jié)。2、應(yīng)用場合：工作部件運動速度較高，要求換向平穩(wěn)，無沖擊，但換向精度要求不高的場合。二、行程控制制動式換向回路。如圖7.4所示1、換向原理：先導(dǎo)閥2先移動一段固定行程l，使工作部件進(jìn)行預(yù)制動，再由換向閥3來完成主油路的換向。注意：制動時間與運動部件的運動速度v有關(guān)，v↑，t↓。2、應(yīng)用場合：由于先導(dǎo)閥的制動行程恒定不變，所以換向精度高，但運動部件速度較快時，制動時間短，換向沖擊大。所以，主要用于工作部件運動速度不大但換向精度要求高的場合。壓力控制回路調(diào)壓回路主要液壓元件：溢流閥。1、調(diào)壓回路的作用：使系統(tǒng)整體或一部分的壓力保持恒定(穩(wěn)壓)或不超過某個值(限壓)。2、常見的調(diào)壓回路單級調(diào)壓、多極調(diào)壓、比例調(diào)壓(比例溢流閥)。減壓回路主要液壓元件：減壓閥一、減壓回路是使系統(tǒng)中某一部分具有較低的穩(wěn)定壓力。二、減壓閥的使用要點：最低調(diào)整壓力不應(yīng)小于0.5Mpa；最高調(diào)整壓力應(yīng)比系統(tǒng)壓力壓力低0.5Mpa。三、如圖7.7所示的減壓回路中，單向閥的作用：防止油缸4中的壓力油倒流。四、減壓閥應(yīng)用舉例例1(減壓閥并聯(lián))：在圖示回路中，已知活塞在運動時，所需克服的摩擦阻力為F＝1500N，活塞面積A＝15cm2，溢流閥調(diào)整壓力pY＝4.5Mpa，兩個減壓閥的調(diào)整壓力分別為pJ1=2Mpa，pJ2=3.5Mpa，如果管道和換向閥處的壓力損失均可不計，試問：1)DT吸合合不吸合時對夾緊壓力有無影響？2)如減壓閥的調(diào)整壓力改為pJ1=3.5Mpa，pJ2=2Mpa，DT吸合和不吸合時對夾緊壓力有何影響？解：1)摩擦阻力在液壓缸中引起的負(fù)載壓力為：可見不管DT是否吸合，夾緊都能正常進(jìn)行。當(dāng)DT吸合時，減壓閥1和減壓閥2并聯(lián)，出口壓力取決于兩者中調(diào)整壓力高者，又因為pJ1=2Mpa＜pJ2=3.5Mpa。所以出口壓力最高可達(dá)pmax=pJ2=3.5Mpa，最高的夾緊壓力可達(dá)3.5Mpa。當(dāng)DT不吸合時，減壓閥2沒有接入回路，只有減壓閥1起作用，此時出口壓力最高可達(dá)pmax=pJ1=2Mpa，最高的夾緊壓力可達(dá)2Mpa。顯然，DT吸合與不吸合時夾緊壓力是不同的。2)當(dāng)pJ1=2Mpa，pJ2=3.5Mpa時DT吸合時，減壓閥1、2并聯(lián)，夾緊力取決于兩者中調(diào)整壓力高者(減壓閥1)，為3.5Mpa。DT不吸合時，減壓閥2沒有沒有接入回路，只有減壓閥1起作用，夾緊力為3.5Mpa。所以，DT吸合和不吸合時對夾緊壓力無影響總結(jié)：減壓閥并聯(lián)時，起作用的是調(diào)整壓力大的那個，并且當(dāng)出口達(dá)到最大壓力時，調(diào)整壓力小的閥口被關(guān)閉。例2(減壓閥串聯(lián))：圖示回路中，已知活塞運動時的負(fù)載F=1200N，活塞面積A＝15cm2，溢流閥調(diào)整壓力pY＝4.5Mpa，兩個減壓閥的調(diào)整壓力分別為pJ1=3.5Mpa，pJ2=2Mpa，如果管道和換向閥處的壓力損失均可不計，試確定活塞在運動時和停在終端位置處時，A、B、C三點的壓力。解：1)活塞運動時，A、B、C三點的壓力。推動負(fù)載運動所需的壓力：在活塞運動時，根據(jù)受力平衡，C點處的壓力pC=0.8Mpa。由于此時，減壓閥1、2后的負(fù)載沒有達(dá)到其調(diào)定壓力，所以它們不起減壓作用，相當(dāng)于通油通道，所以A、B、C三點的壓力的壓力相等。都為0.8Mpa。2)活塞停在終端位置處時，A、B、C三點的壓力從輸出端開始，減壓閥2出口壓力只能為pC＝2Mpa，減壓閥1出口壓力為pA＝3.5Mpa，泵的出口處壓力有溢流閥限定，為pB＝4.5Mpa。結(jié)論：減壓閥串聯(lián)時，減壓閥的出口壓力取決于調(diào)定壓力小。增壓回路主要液壓元件：增壓缸一、作用：使系統(tǒng)某一個部分具有較高的穩(wěn)定壓力，能使系統(tǒng)中的局部壓力遠(yuǎn)高于液壓泵的輸出壓力。二、增壓原理，當(dāng)F一定的情況下，要增大壓力p，則需要減小承壓面積A。保壓回路一、作用：使執(zhí)行元件在一段時間內(nèi)，保持壓力基本不變。二、常見的保壓回路1、利用畜能器保壓的回路。如圖7.10主換向閥左位時，活塞向右一定，進(jìn)行夾緊工作；當(dāng)壓力增加到壓力繼電器調(diào)定值時，發(fā)出信號，使二位二通閥通電，液壓泵卸荷，液壓缸則由畜能器進(jìn)行保壓。2、用液壓泵的保壓回路。如圖7.11所示當(dāng)壓力較小時，即：小于卸荷閥4(外控制式順序閥)調(diào)定壓力，低壓大流量泵和高壓小流量泵同時給系統(tǒng)供油；當(dāng)壓力升高到卸荷閥調(diào)定壓力時，低壓大流量泵卸荷，高壓小流量泵起保壓作用，溢流閥3調(diào)定系統(tǒng)壓力。3、用液控單向閥的保壓回路采用液控單向閥和電接點壓力表的自動補油保壓。①當(dāng)電磁鐵2YA+時，換向閥右位工作，油缸上腔壓力上升，當(dāng)上升至電接點壓力表上限調(diào)定壓力值時，發(fā)出信號，使電磁鐵2YA－，換向閥處于中位，液壓泵卸荷，液壓缸上腔由液控單向閥保壓；當(dāng)液壓缸上腔壓力下降到電接點壓力表下限值時，發(fā)出信號，電磁鐵2YA通電，換向閥再次右位工作，液壓泵給系統(tǒng)補油，加壓。②當(dāng)加壓完成之后，使2YA－，1YA＋，活塞向上運動，加壓結(jié)束。卸荷回路1、用先導(dǎo)溢流閥的卸荷回路如圖7.10所示2、用三位換向閥中位的卸荷回路如圖7.12所示。平衡回路一、平衡回路的作用：防止垂直液壓缸及其工作部件因自重自行下落或下行運動中因自重造成失控失速。二、常見的平衡回路1、用單向順序閥構(gòu)成的平衡回路。如圖7.13所示注意：回路中順序閥和溢流閥的調(diào)定壓力的計算。舉例說明。例：如圖7.13所示的平衡回路中，若液壓缸無桿腔面積A1＝80×10－4m2，有桿腔面積A2＝40×10－4m2，活塞與運動部件自重G＝6000N，運動時活塞上的磨擦力Ff解：①順序閥的最小調(diào)整壓力：順序閥的作用就是要能支承負(fù)載的自重，因此順序閥的調(diào)整壓力至少大于活塞與運動部件自重需要的壓力F/A2。所以，順序閥的最小調(diào)整壓力：②溢流閥的最小調(diào)整壓力：溢流閥的調(diào)整壓力，必須要保證活塞向上、向下的正常運動?；钊蛳聲r運動時溢流閥的最小調(diào)整壓力pYmin：活塞向上運動時溢流閥的最小調(diào)整壓力pYmin：為了保證活塞能夠向上、向下運動，則溢流閥的調(diào)整壓力應(yīng)為以上兩種情況下的大值，所以溢流閥的最小調(diào)整壓力pYmin＝3.25Mpa。2、用液控單向閥鎖緊的平衡回路。如圖7.14所示。釋壓回路作用：為使高壓、大容量液壓缸中存儲的能量緩慢釋放，以免產(chǎn)生很大的壓力沖擊。釋壓原理：如圖7.15所示，換向閥4右位工作時，液壓缸向下加壓；當(dāng)加壓完成時，換向閥處于中位工作，這時液壓缸上腔通過節(jié)流閥5→單向閥6→換向閥4的中位→油箱釋壓。當(dāng)壓力降低到壓力繼電器調(diào)定值時，發(fā)出信號，使換向閥4左位工作，液壓缸回退。速度控制回路概述一、調(diào)速原理1、液壓缸的運動速度(7.1)由于液壓的通流截面積一般都不能被改變，所以，對于液壓缸而言，主要是通過調(diào)節(jié)流入液壓缸的流量q來調(diào)速的。2、液壓馬達(dá)的運動速度(轉(zhuǎn)速)(7.2)由于液壓馬達(dá)的排量是可以改變的，所以，對于液壓馬達(dá)而言，可以通過調(diào)節(jié)流入液壓馬達(dá)的流量q和改變其排量V來調(diào)速。二、調(diào)速回路的分類節(jié)流調(diào)速回路一、節(jié)流調(diào)速回路組成：定量泵＋流量閥(普通節(jié)流閥、調(diào)速閥)＋溢流閥二、分類定壓：指泵的出口壓力不隨負(fù)載變化；變壓：指泵的出口壓力要隨負(fù)載變化。三、進(jìn)口節(jié)流調(diào)速1、回路結(jié)構(gòu)和調(diào)速原理①調(diào)速原理：通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口量，調(diào)節(jié)通過節(jié)流閥流入液壓缸流量，從而調(diào)節(jié)液壓缸的速度。②各液壓元件的作用：節(jié)流閥調(diào)速；溢流閥維持液壓泵出口壓力恒定(在回路工作時，溢流閥始終處于開啟的狀態(tài)，即Δq≠0)。③進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，液壓缸的速度④溢流閥的調(diào)定壓力(即液壓泵的工作壓力)(7.4)ΔpTmin表示節(jié)流閥最小工作壓差。2、速度－負(fù)載特性1)速度大?。孩俟?jié)流閥通流截面積AT一定時，負(fù)載F↑，↓，從而使↓，液壓缸的運動速度↓，并且當(dāng)Δp=0時，q＝0，速度為零。②負(fù)載F一定時，則一定，AT↑，則↑，液壓缸的運動速度↑。2)速度剛度①速度剛度的定義：液壓缸運動速度受負(fù)載影響的程度的評定方法。速度剛度表示引起單位速度變化時，負(fù)載的變化量。即：(7.6)式中：tanα表示機械特性曲線上任意點的斜率。其α的含義與與圖7.17所示的不一樣。②進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路中，影響速度剛度的因素(7.7)當(dāng)AT一定時，F(xiàn)↑，kv↓；反之，F(xiàn)↓，kv↑。當(dāng)F一定時，AT↑，v↑，kv↓；反之，AT↓，v↓，kv↑。結(jié)論：要使進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路有較好的速度穩(wěn)定性(kv大)，則要求負(fù)載要小，速度要低。所以進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路一般用于低速、小負(fù)載的場合。③功率特性調(diào)速回路的功率特性包括輸入功率、輸出功率、功率損失和回路效率。不包括液壓泵、液壓元件和管路中的功率損失。A、節(jié)流調(diào)速回路的輸入功率。即液壓泵的輸出功率(7.8)B