液壓與氣動技術(shù) 課件 03汽車起重機液壓系統(tǒng)；04組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)

液壓與氣動技術(shù)21世紀技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機械設(shè)計制造系列項目三汽車起重機液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓缸123目錄例題講解4液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓缸123目錄例題講解4液壓系統(tǒng)工作原理

汽車起重機系統(tǒng)包含支腿收放、底座回轉(zhuǎn)、起升機構(gòu)、吊臂伸縮以及變幅等5個部分組成。液壓系統(tǒng)工作原理液壓系統(tǒng)工作原理1、支腿收放

進油路：液壓泵→三位四通換向閥A（左位）→液控單向閥→支腿液壓缸無桿腔。

回油路：支腿液壓缸有桿腔→液控單向閥→三位四通換向閥A（左位）→閥B（中位）→閥C（中位）→閥D（中位）→閥E（中位）→閥F（中位）→油箱液壓系統(tǒng)工作原理2、底座回轉(zhuǎn)

進油路：液壓泵→閥A→閥B→閥C→液壓馬達。

回油路：液壓馬達→閥C→閥D→閥E→閥F→油箱。液壓系統(tǒng)工作原理3、起升機構(gòu)

起升機構(gòu)也是通過三位四通手動換向閥C驅(qū)動大扭矩液壓馬達完成動作，與底座回轉(zhuǎn)控制回路相比，起升機構(gòu)控制回路中設(shè)置了單向順序閥和單向節(jié)流閥，單向順序閥用以防止重物自由下落，即當負載吊在半空時，單向順序閥起到平衡閥的功能，同時也需要另外設(shè)有制動器，防止產(chǎn)生“溜車”現(xiàn)象；單向節(jié)流閥的作用是使制動器制動快，重物迅速停止下降，反向則是避免當負載再次起升時，液壓馬達產(chǎn)生反轉(zhuǎn)產(chǎn)生滑降現(xiàn)象。液壓系統(tǒng)工作原理4、吊臂伸縮

進油路：液壓缸→閥A→閥B→閥C→閥D→閥5中的單向閥→伸縮缸無桿腔。

回油路：伸縮缸有桿腔→閥D→閥E→閥F→油箱。

液壓系統(tǒng)工作原理5、吊臂變幅

吊臂變幅是通過液壓缸改變起重臂的起落角度，控制回路與吊臂伸縮基本相同；吊臂變幅控制要求平穩(wěn)可靠，則設(shè)置平衡閥6，其主要動作則是由三位四通換向閥E控制。液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓缸123目錄例題講解4按其結(jié)構(gòu)類裂來分可分為：齒輪式、葉片式、柱塞式和其它型式。按其額定轉(zhuǎn)速分為：高速和低速。按其排量是否可變，可分為：定量馬達和變量馬達液壓馬達1、液壓馬達的分類通過密封工作容腔體積變化來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的。當體積由小變大時輸入液壓油，體積由大變小時排出液壓油。在輸入壓力油作用下，直接或間接對轉(zhuǎn)動部件施加壓力并產(chǎn)生扭矩，以克服負載實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。2、液壓馬達的工作原理液壓馬達單向定量液壓馬達單向變量液壓馬達雙向定量液壓馬達雙向變量液壓馬達3、液壓馬達圖形符號液壓馬達1）、容積效率和轉(zhuǎn)速由于理論流量等于排量乘以轉(zhuǎn)速，則馬達轉(zhuǎn)速為：容積效率

v

：理論流量與實際流量之比值。4、性能參數(shù)液壓馬達2）、機械效率和轉(zhuǎn)矩機械效率

m：液壓泵的實際輸入轉(zhuǎn)矩T與理論轉(zhuǎn)矩Tt之比。4、性能參數(shù)液壓馬達3）、液壓馬達的總效率4、性能參數(shù)液壓馬達液壓馬達可正反轉(zhuǎn)，所以在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有對稱性，而液壓泵一般只能單方向。為了減小吸油阻力，減小徑向力，一般液壓泵的吸油口比出油口的尺寸大；而液壓馬達沒有此要求。液壓泵在結(jié)構(gòu)上需保證具有自吸能力；而液壓馬達就不需要。5、液壓馬達與液壓泵的區(qū)別液壓馬達單桿液壓缸

單桿活塞式液壓缸即活塞只有一端帶活塞桿，它也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都約是活塞有效行程的兩倍。其工作原理主要通過壓力油驅(qū)動運動部件的移動，以此帶動工作臺實現(xiàn)往復運動。1、工作原理與圖形符號單向閥的作用是只允許液流朝一個方向流動，不能反向流動。普通單向閥2、普通單向閥的應(yīng)用保護液壓泵單向控制閥普通單向閥2、普通單向閥的應(yīng)用作背壓閥普通單向閥單向節(jié)流閥單向順序閥其他輔助元件1、油管

液壓系統(tǒng)中，常用的油管有鋼管、銅管、尼龍管、橡膠管和塑料管等。油管主要按壓力和工作環(huán)境來選擇，管徑一般按使用液壓元件的接口選取，然后進行流量和壓力校核。其他輔助元件2、管接頭

管接頭是連接液壓元件與油管之間的可拆式元件。要求連接可靠，拆裝方便，密封性好。常用的管接頭有卡套式、擴口式和焊接式，還有軟管接頭和快速接頭等。一般軟管與接頭集成供應(yīng)，選用也是根據(jù)使用壓力和流量大小來確定的。液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓缸123目錄例題講解4按其結(jié)構(gòu)形式，可以分為：活塞缸柱塞缸擺動缸按其作用方式，可以分為：單作用缸雙作用缸液壓缸的分類（一）活塞缸1、雙桿式活塞缸液壓缸的分類

2、單桿式活塞缸當無桿腔進油、有桿腔回油時液壓缸的分類2、單桿式活塞缸當有桿腔進油、無桿腔回油時液壓缸的分類2、單桿式活塞缸單桿活塞缸差動連接時液壓缸的分類（二）柱塞缸液壓缸的分類

（三）擺動缸液壓缸的分類（一）液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成（二）液壓缸的組成1、缸筒與缸蓋液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成2、活塞和活塞桿液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成3、密封裝置常用的密封方法有：

間隙密封活塞環(huán)密封密封圈密封(a)O形密封圈(b)Y形密封圈(c)V形密封圈液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成4、緩沖裝置液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成5、排氣裝置液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成液壓缸的設(shè)計1、注意問題（1）在保證設(shè)計要求的前提下，盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊、尺寸小、采用標準形式和標準件，使設(shè)計、制造容易，裝配、調(diào)整、維護方便。(2)盡量使活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。(3)在確定與設(shè)備的固定形式時，必須考慮缸體受熱后的伸長問題，為此，缸體只應(yīng)在一端固定，而讓另一端能自由伸縮。液壓缸的設(shè)計2、設(shè)計步驟（1）選擇缸的類型和各部分的結(jié)構(gòu)形式；（2）確定基本參數(shù)，主要有工作壓力、缸筒內(nèi)徑及活塞桿直徑；（3）結(jié)構(gòu)計算和驗算，包括缸筒壁厚、外徑和端蓋厚度的強度計算，活塞桿強度和穩(wěn)定性，驗算以及各部分連接結(jié)構(gòu)的強度計算；（4）導向、密封、緩沖、排氣及防塵裝置的設(shè)計；（5）整理設(shè)計計算說明書，繪制裝配圖和零件圖。液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—液壓缸123目錄例題講解4例1：一液壓馬達的排量為90cm3/r，工作壓力為20MPa，轉(zhuǎn)速為2000r/min，如果實際輸入馬達的流量為189.5L/min，實際輸出轉(zhuǎn)矩為263.3Nm。求馬達的容積效率、機械效率和總效率是多少？馬達的輸出功率是多少？例題分析解：例2：一低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達的排量為6504.1cm3/r，轉(zhuǎn)速范圍0.5~110r/min，工作壓力為20MPa，機械效率為0.9，容積效率為0.95.求馬達的輸出轉(zhuǎn)矩是多少？輸入馬達的最小和最大流量是多少？例題分析解：例3：液壓泵驅(qū)動兩個液壓缸串聯(lián)工作。已知兩缸結(jié)構(gòu)尺寸相同，缸筒內(nèi)徑D＝90mm,活塞桿直徑d＝60mm，負載力F1＝F2＝10000N，液壓泵輸出流量Q＝25L/min，不計損失，求泵的輸出壓力及兩液壓缸的運動速度。例題分析例題分析解：設(shè)泵的工作壓力為p，密封區(qū)域壓力為p’，列出兩個活塞的受力平衡方程：解出：感謝您的聆聽THANKSFORLISTENING液壓與氣動技術(shù)21世紀技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機械設(shè)計制造系列項目四組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—方向控制閥123目錄例題講解4液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—方向控制閥123目錄例題講解4液壓系統(tǒng)工作原理

組合機床是通用部件和部分專用部件組成的高效、專用、自動化程度較高的機床，它能完成鉆、擴、鉸、鏜、銑、攻絲等加工工序。動力滑臺是組合機床的通用部件，它上面常安裝有各種旋轉(zhuǎn)工具，通過液壓或機械裝置使滑臺按一定的動作循環(huán)完成進給運動。液壓系統(tǒng)工作原理1-過濾器2-變量泵3、6、7、12、17-單向閥4-三位五通液動換向閥5-三位五通電磁換向閥8、9-節(jié)流閥10-液壓缸11-行程閥13-壓力繼電器14-二位二通電磁換向閥15、16-調(diào)速閥18-先導式順序閥19-背壓閥液壓系統(tǒng)工作原理1、快進

啟動按鈕，電磁鐵1YA通電，電液換向閥的先導閥5及換向閥4均處于左方位置，行程閥11未被壓下，調(diào)速閥15被短路，處于圖示位置，液壓缸10兩腔油路為差動連接。因為這時滑臺的負載較小，系統(tǒng)壓力較低，所以限壓式變量泵14輸出最大流量，動力滑臺快速前進。2、第一次工進

快進到一定位置，滑臺上的行程擋塊壓下行程閥11，使得原來通過行程閥11進入液壓缸左腔的油路切斷，此時，3YA處于斷電狀態(tài)，經(jīng)換向閥4（左位）的油液進入調(diào)速閥16、電磁閥14，最終進入液壓缸的左腔，液壓缸右腔的油液再經(jīng)換向閥4（左位）、順序閥18和背壓閥19回油箱，液壓缸完成第一工進速度向左運動。液壓系統(tǒng)工作原理3、第二次工進

當滑臺以第一次工進速度運動到一定位置時，擋塊壓下行程開關(guān)，使得3YA通電，經(jīng)閥14的通路被切斷，從調(diào)速閥16出來的油液再經(jīng)調(diào)速閥15進入液壓缸的左腔，由于閥15的開口比閥16的小，滑臺的進給速度降低，即完成第二次工進速度進給，同時，速度大小由調(diào)速閥15調(diào)節(jié)。4、死檔鐵停留

當滑臺以第二工進速度行進碰到死擋塊后，滑臺停止運動。由于滑臺停止運動，泵的壓力升高，流量減小，直至輸出流量僅能滿足補償系統(tǒng)的泄漏量為止。此時液壓缸左腔道德壓力隨之升高，壓力繼電器動作并發(fā)出信號給時間繼電器，使滑臺在死擋塊停留一段時間后開始下一工況，死擋塊停留的時間長短由時間繼電器設(shè)定。液壓系統(tǒng)工作原理5、快速退回

當滑臺在死擋塊停留一段時間后，時間繼電器發(fā)生使滑臺退回的信號，即1YA斷電，2YA通電，閥4、閥5處于右位狀態(tài)。由于快速退回為空載狀態(tài)，系統(tǒng)壓力較低，泵輸出的流量較大，滑臺向右快速退回。6、原位停止

當滑臺快退至原位時，擋塊壓下原位行程開關(guān)，使得所有電磁鐵均斷電，閥4、閥5處于中位，滑臺停止運動。泵則通過閥4中位卸荷。液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—方向控制閥123目錄例題講解41、工作原理限壓式變量葉片泵2、限壓式變量葉片泵的流量-壓力特性限壓式變量葉片泵的靜態(tài)特性主要是指其流量和壓力之間的關(guān)系，稱流量-壓力特性。限壓式變量葉片泵限壓式變量葉片泵的壓力-流量特性曲線3、限壓式變量葉片泵的優(yōu)缺點和應(yīng)用結(jié)構(gòu)復雜、尺寸大，相對運動的機件多，軸上受單向徑向液壓力大，故泄漏大，容積效率和機械效率較低。由于流量有脈動和困油現(xiàn)象的存在，因而壓力脈動和噪聲大，工作壓力的提高受到限制。流量可隨負載的大小自動調(diào)節(jié)，故功率損失小，可節(jié)省能源減少發(fā)熱。由于它在低壓時流量大，高壓時流量小，特別適合驅(qū)動快速推力小，慢速推力大的工作機構(gòu)。限壓式變量葉片泵

行程閥又稱機動換向閥，主要用來控制機械運動部件的行程，借助于安裝在工作臺上的檔鐵或凸輪迫使閥芯運動，從而控制液流方向。行程閥利用控制油路的壓力油來改變閥芯位置的換向閥。三位四通液動換向閥三位五通電磁換向閥三位五通電磁換向閥壓力繼電器是一種將油液的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的電液控制元件。壓力繼電器1、工作原理調(diào)速閥由定差減壓閥(進出口壓力差為定值)與節(jié)流閥串聯(lián)組成。調(diào)速閥2、流量特性分析壓差很小時，節(jié)流閥與調(diào)速閥的流量特性相通。壓差達到一定值時，調(diào)速閥的速度穩(wěn)定性優(yōu)于節(jié)流閥。調(diào)速閥液壓系統(tǒng)工作原理認識主要元器件知識拓展—方向控制閥123目錄例題講解4對換向閥的主要性能要求：(1)油液流經(jīng)換向閥時的壓力損失??；(2)各關(guān)閉閥口的泄漏量小；(3)換向可靠，換向時平穩(wěn)迅速。換向閥的性能要求及分類換向閥按結(jié)構(gòu)分有轉(zhuǎn)閥式和滑閥式；按閥芯工作位置數(shù)分有二位、三位和多位等；按進出口通道數(shù)分有二通、三通、四通和五通等；按操縱和控制方式分有手動、機動、電動、液動和電液動等；按安裝方式分有管式、板式和法蘭式等。換向閥的性能要求及分類換向閥的工作原理三位五通換向閥換向閥的