液壓與氣動技術(shù) 課件 液壓傳動 項目一 液壓千斤頂回路的識讀與裝調(diào)

液壓與氣動技術(shù)目錄模塊二液壓傳動項目一液壓千斤頂回路的識讀與裝調(diào)項目二翻斗車自動卸料裝置液壓回路的設(shè)計與裝調(diào)項目三模具沖壓裝置壓力控制回路的設(shè)計與裝調(diào)項目四磨床工作臺液壓控制回路的設(shè)計與裝調(diào)項目五液壓壓力機裝置電、液控制回路的設(shè)計與裝調(diào)

項目一液壓千斤頂回路的識讀與裝調(diào)學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用學(xué)習(xí)任務(wù)三液壓千斤頂回路識讀學(xué)習(xí)任務(wù)四液壓千斤頂回路搭建學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知

液壓千斤頂體積小巧，卻可以將人力放大到足夠抬起沉重的汽車，液壓千斤頂?shù)膿雾斈芰?，重型液壓千斤頂頂撐力超過100t。究其根源主要是液壓千斤頂所采用的放大力的工作原理與杠桿不同。它是怎么樣將力傳遞放大的呢？本次任務(wù)讓我們一起來探究液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?，一起動手搭建一個簡易液壓千斤頂回路吧！液壓千斤頂是指采用柱塞或液壓缸作為剛性頂舉件的千斤頂。學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知一、液壓傳動系統(tǒng)原理分析

液壓傳動系統(tǒng)一般由液壓動力元件（液壓泵）、液壓控制元件（各種液壓閥）、液壓執(zhí)行元件（液壓缸和液壓馬達等）、液壓輔件（管道和蓄能器等）和液壓油。液壓泵把機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，液壓控制閥和液壓輔件控制液壓介質(zhì)的壓力、流量和流動方向，將液壓泵輸出的壓力能傳給執(zhí)行元件，執(zhí)行元件將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，以完成要求的動作。液壓與氣壓傳動一樣，是以流體（液壓油）為工作介質(zhì)進行能量傳遞和控制的一種傳動形式。學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知液壓千斤頂是一個簡單的液壓傳動裝置，工作原理如下：泵吸油過程：提起手柄1使小活塞向上移動，小液壓缸2下端油腔容積便增大，形成局部真空，這時單向閥3關(guān)閉，單向閥4打開，放油閥8關(guān)閉，通過吸油管從油箱中吸油；泵壓油和重物舉升過程：用力壓下手柄1，小活塞下移，小液壓缸2下腔壓力升高，放油閥8關(guān)閉，單向閥4關(guān)閉，單向閥3打開，下腔的油液經(jīng)油管7進入大液壓缸11的下腔，使得液壓缸11活塞向上移動，頂起重物。1一杠桿手柄；2一小液壓缸（油腔）；3—排油單向閥；4一吸油單向閥；5一油箱；6、7、9、10一油管；8—放油閥；11一大液壓缸（油腔）；12—重物液壓千斤頂工作原理示意圖學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知重物落下過程：再次提起手柄吸油時，單向閥3關(guān)閉，使油液不能倒流，從而保證重物不會自行下落。不斷地往復(fù)搬動手柄，就可以不斷地把油液壓入舉升缸11下腔，使重物逐漸上升。如果打開截止閥8，舉升缸下腔的油液通過油管、截止閥8流回油箱，大液壓缸11活塞在重力的作用下向下移動，返回原位。1一杠桿手柄；2一小液壓缸（油腔）；3—排油單向閥；4一吸油單向閥；5一油箱；6、7、9、10一油管；8—放油閥；11一大液壓缸（油腔）；12—重物液壓千斤頂工作原理示意圖學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知二、液壓傳動系統(tǒng)組成分析一個完整的液壓系統(tǒng)是由以下五部分組成：（1）動力元件動力元件供給液壓系統(tǒng)壓力油，將原動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能(液壓能)。其能量轉(zhuǎn)換元件為液壓泵。（2）執(zhí)行元件將液壓泵輸入的油液壓力能轉(zhuǎn)換為帶動工作機構(gòu)運動的機械能，以驅(qū)動工作部件運動。執(zhí)行元件有液壓缸和液壓馬達。學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知二、液壓傳動系統(tǒng)組成分析（3）控制調(diào)節(jié)元件用來控制和調(diào)節(jié)油液的壓力、流量和流動方向，控制元件有各種壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥等。（4）輔助元件將前面三個部分連接在一起，組成一個系統(tǒng)，起儲油、過濾、測量和密封等作用，以保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久地工作。輔助元件有管路、接頭、油箱、過濾器、蓄能器、密封件和控制儀表等。（5）工作介質(zhì)傳遞能量的流體，常用的是液壓油。學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知三、液壓傳動的優(yōu)缺點（1）液壓傳動的優(yōu)點1）液壓傳動裝置運動平穩(wěn)、反應(yīng)快、慣性小，能高速啟動、制動和換向。2）在同等功率情況下，液壓傳動裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。3）液壓傳動裝置能在運行中方便地實現(xiàn)無級調(diào)速，且調(diào)速范圍最大可達1：2000（一般為1：100）。4）操作簡單、方便，易于實現(xiàn)自動化。當它與電氣聯(lián)合控制時，能實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)和遠距離控制。5）易于實現(xiàn)過載保護。液壓元件能自行潤滑，使用壽命較長。6）液壓元件實現(xiàn)了標準化、系列化、通用化，便于設(shè)計、制造和使用。學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知三、液壓傳動的優(yōu)缺點（2）液壓傳動的缺點1）液壓傳動不能保證嚴格的傳動比，這是由于液壓油的可壓縮性和泄漏造成的。2）液壓傳動對油溫變化較敏感，這會影響它的工作穩(wěn)定性。因此液壓傳動不宜在很高或很低的溫度下工作，一般工作溫度在30℃~60℃范圍內(nèi)較合適。3）為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上要求較高，因此它的造價高，且對油液的污染比較敏感。4）液壓傳動裝置出現(xiàn)故障時不易查找原因。5）液壓傳動在能量轉(zhuǎn)換（機械能→壓力能→機械能）的過程中，特別是在節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)中，其壓力、流量損失大，故系統(tǒng)效率較低。學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知四、液壓系統(tǒng)的圖形符號用規(guī)定的圖形符號來表示液壓原理圖中的各元件和連接管路的國家標準，即“液壓系統(tǒng)圖圖形符號(GB/T786.1-93)”。對于這些圖形符號有以下幾條基本規(guī)定。（1）符號只表示元件的職能，連接系統(tǒng)的通路，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示元件在機器中的實際安裝位置。（2）元件符號內(nèi)的油液流動方向用箭頭表示，線段兩端都有箭頭，表示流動方向可逆。（3）符號均以元件的靜止位置或中間零位置表示，當系統(tǒng)的動作另有說明時，可作例外。學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知五、液壓傳動的應(yīng)用液壓傳動主要應(yīng)用如下：（1）一般工業(yè)用液壓系統(tǒng)塑料加工機械（注塑機）、壓力機械（鍛壓機）、重型機械（廢鋼壓塊機）、機床（全自動六角車床、平面磨床）等；（2）行走機械用液壓系統(tǒng)工程機械（挖掘機）、起重機械（汽車吊）、建筑機械（打樁機）、農(nóng)業(yè)機械（聯(lián)合收割機）、汽車（轉(zhuǎn)向器、減振器）等；（3）鋼鐵工業(yè)用液壓系統(tǒng)冶金機械（軋鋼機）、提升裝置（升降機）、軋輥調(diào)整裝置等；學(xué)習(xí)任務(wù)一液壓系統(tǒng)認知五、液壓傳動的應(yīng)用液壓傳動主要應(yīng)用如下：（4）土木工程用液壓系統(tǒng)防洪閘門及堤壩裝置（浪潮防護擋板）、河床升降裝置、橋梁操縱機構(gòu)和礦山機械(鑿巖機)等；（5）發(fā)電廠用液壓系統(tǒng)渦輪機（調(diào)速裝置）等；（6）特殊技術(shù)用液壓系統(tǒng)巨型天線控制裝置、測量浮標、飛機起落架的收放裝置及方向舵控制裝置、升降旋轉(zhuǎn)舞臺等；（7）船舶用液壓系統(tǒng)甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；（8）軍事工業(yè)用液壓系統(tǒng)火炮操縱裝置、艦船減搖裝置、飛行器仿真等。請根據(jù)下面圖片寫出相應(yīng)的液壓應(yīng)用實例，你還可以在表格中補充其他的液壓應(yīng)用實例。隨堂測試序號名稱1

2

3

4

請結(jié)合液壓傳動系統(tǒng)組成分析，補充填寫工件運轉(zhuǎn)裝置的組成部分：隨堂測試控制類別名稱動力部分液壓泵執(zhí)行部分

控制部分

輔助部分管路傳動介質(zhì)

自18世紀末英國制成世界上第一臺水壓機起，液壓傳動技術(shù)已有二三百年的歷史。然而，直到20世紀30年代它才真正地推廣使用。

1650年帕斯卡提出靜壓傳遞原理，1850年英國將帕斯卡原理先后應(yīng)用于液壓起重機、壓力機，1795年英國約瑟夫·布拉曼在倫敦用水作為工作介質(zhì)，以水壓機的形式將其應(yīng)用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機；1905年工作介質(zhì)由水改為油，使液壓傳動效果進一步得到改善。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大、反應(yīng)快、動作準的液壓傳動和控制裝置，大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標準的不斷制定和完善，各類元件的標準化、規(guī)格化、系列化，在機械制造、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車制造等行業(yè)中推廣開來。20世紀60年代后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)向前推進，使它在國民經(jīng)濟的各方面都得到了應(yīng)用，已成為實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、提高勞動生產(chǎn)率等必不可少的重要手段之一。知識鏈接-液壓傳動發(fā)展歷程我國的液壓工業(yè)開始于20世紀50年代，其產(chǎn)品最初只用于機床和鍛壓設(shè)備，后來才用到拖拉機和工程機械上。自從1964年從國外引進一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，并自行設(shè)計液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓件已在各種機械設(shè)備上得到了廣泛的使用。20世紀80年代起更加速了對先進液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計劃引進、消化、吸收和國產(chǎn)化工作，以確保我國的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟效益、研究開發(fā)等各個方面全方位地趕上世界水平。十三五期間，我國工程機械、大型鍛壓機械用高壓、數(shù)字液壓元件和系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)機械用靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)等一批高端液壓產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)取得重大突破，高端核級密封件系列產(chǎn)品實現(xiàn)國產(chǎn)替代?！兑簤阂毫鈩用芊庑袠I(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出：到十四五末，80%以上的高端液壓氣動密封元（器）件及系統(tǒng)實現(xiàn)自主保障，受制于人的局面明顯緩解，裝備工業(yè)領(lǐng)域急需的液壓氣動密封元（器）件及系統(tǒng)得到廣泛的推廣應(yīng)用。隨著智能制造2025戰(zhàn)略的推進，設(shè)備自動化、機器替代人工速度大大加快，在裝備制造業(yè)的諸多領(lǐng)域中，液壓氣動技術(shù)都起著非常重要的不可忽視的作用，推動了我國裝備制造業(yè)的發(fā)展。知識鏈接-液壓傳動發(fā)展歷程學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用千斤頂由液壓缸、單向閥、油箱、油管等組成，本次任務(wù)我們將一起認識液壓缸及單向閥等液壓元件，并完成液壓缸及單向閥的選用。一、認識液壓元件1.液壓源液壓源為液壓設(shè)備提供所需能量。液壓源由油箱、電動機、液壓泵、安全閥、過濾器和冷卻器等組成，但液壓源上也可安裝其它液壓元件（如壓力表和換向閥等）。學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用1.液壓源

油箱用于貯存液壓設(shè)備工作所需的潔凈油液，在油箱內(nèi)，應(yīng)將空氣、水和顆粒雜質(zhì)從油液中分離出來。油箱大小取決于實際應(yīng)用情況，對于固定式液壓系統(tǒng)，可將3～5分鐘內(nèi)液壓泵輸出流量作為確定油箱大小依據(jù)；而對于移動式液壓系統(tǒng)，油箱通常僅按系統(tǒng)所需最大油量來確定。

液壓泵:將電動機或其它原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能,向系統(tǒng)供油。

液壓馬達：將泵輸入的液壓能轉(zhuǎn)換為機械能而對負載做功。學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用2.液壓缸液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式可以分成活塞缸、柱塞缸和擺動缸三類。按其作用方式可以分為單作用式和雙作用式兩大類。（1）雙作用單出桿活塞式液壓缸學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用（1）雙作用單出桿活塞式液壓缸①活塞桿伸出速度、推力計算如下圖所示，若泵輸入液壓缸的流量為q，壓力為p，則當無桿腔進油時活塞運動速度υ1及推力F1為：學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用（1）雙作用單出桿活塞式液壓缸

②活塞桿縮回速度、推力計算

如下圖所示，當有桿腔進油時活塞運動速度υ2及推力F2為：學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用（1）雙作用單出桿活塞式液壓缸③差動連接

如下圖所示，當缸的兩腔同時通以壓力油時，由于作用在活塞兩端面上的推力產(chǎn)生推力差，在此推力差的作用下，活塞向右運動，這時，從液壓缸有桿腔排出的油也進入液壓缸的左腔，使活塞實現(xiàn)快速運動，這種連接方式稱為差動連接。這種兩端同時通壓力油，利用活塞兩端面積差進行工作的單出桿液壓缸也叫差動液壓缸。

差動連接通常應(yīng)用于需要快進、工進、快退運動的組合機床液壓系統(tǒng)中。學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用（2）雙作用雙出桿活塞式液壓缸

①安裝形式與適用場合

雙作用雙出桿活塞式液壓缸的活塞兩端都帶有活塞桿，分為缸體固定和活塞桿固定兩種安裝形式。學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用（2）雙作用雙出桿活塞式液壓缸②運動速度υ和推力F由于雙作用雙出桿活塞式液壓缸的兩活塞桿的直徑相等，當輸入液壓缸的流量和油液壓力不變時，其往返的運動速度和推力相等。如下圖所示，運動速度v和推力F為學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用3.緩沖裝置

在液壓系統(tǒng)中，當運動速度較高時，由于負載及液壓缸活塞桿本身的質(zhì)量較大，造成運動時的動量很大，使活塞運動到行程末端時，易與端蓋發(fā)生很大的沖擊。這種沖擊不僅會引起液壓缸的損壞，而且會引起各類閥、配管及相關(guān)機械部件的損壞，具有很大的危害性。所以在大型、高速或高精度的液壓裝置中，常在液壓缸末端設(shè)置緩沖裝置，使活塞在接近行程末端時，使回油阻力增加，從而減緩運動件的運動速度，避免活塞與液壓缸端蓋的撞擊。學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用3.緩沖裝置常見的緩沖裝置形式如下所示：

①圓柱形環(huán)隙式（圖a）

活塞右端為圓柱塞與端蓋圓孔有間隙δ，當柱塞運行致端蓋圓孔內(nèi)時，封閉在缸筒內(nèi)的油液只能從環(huán)形間隙δ處擠出去，活塞就受到一個很大的阻力而減速制動，減緩活塞的沖擊。

②圓錐形環(huán)隙式（圖b）

活塞右端為圓錐柱塞，當柱塞運行致端蓋圓孔內(nèi)時，其間隙δ隨活塞的位移而逐漸減小，而液阻力逐漸增加，緩沖均勻。學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用

③可變節(jié)流槽式（圖c）

活塞右端為開有三角節(jié)流槽的圓柱塞，節(jié)流面積隨柱塞的位移而逐漸減小，而液阻力逐漸增大，緩沖作用平穩(wěn)。

④可調(diào)節(jié)流式（圖d）

活塞端部圓柱塞進入到端蓋圓孔時回油口被堵，無桿腔回油只能通過節(jié)流閥2

回油，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開度，可以控制回油量，從而控制活塞的緩沖速度。當活塞返行程時，壓力油通過回油口、單向閥1很快進入到右腔作用于整個活塞上及時返向。這種緩沖裝置可根據(jù)負載情況調(diào)整節(jié)流閥的開度大小，改變緩沖壓力的大小，因此適用范圍廣。學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用4.方向控制閥

方向控制閥是控制液壓系統(tǒng)中油液流動方向的，分為單向閥和換向閥兩類。

（1）單向閥

單向閥的主要作用是控制油液的流動方向，使其只能單向流動。單向閥有普通單向閥和液控單向閥兩種。

1）普通單向閥

普通單向閥簡稱單向閥，其作用是使油液只能沿一個方向流動，不許反向倒流。圖1-7所示為管式單向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號。壓力油從P1口流入時，克服彈簧3作用在閥芯2上的力，使閥芯2向右移動，打開閥口，油液從P1流向P2口。當壓力油從P2口流入時，液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，使閥口關(guān)閉，液流不能通過。1—閥體；2—閥芯；3—彈簧普通單向閥學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用

1）普通單向閥單向閥的彈簧主要用來克服閥芯的摩擦阻力和慣性力，使閥芯可靠復(fù)位，為了減小壓力損失，彈簧剛度較小，一般單向閥的開啟壓力為0.03～0.05MPa。如換上彈簧剛度較大的彈簧，使閥的開啟壓力達到0.2～0.6MPa，便可作背壓閥使用。型號通徑/mm壓力/MPa流量/（L/min）生產(chǎn)單位DF

DIF102032

508021～31.525～1

200榆次液壓件廠

大連液壓件廠

長江液壓件廠二廠S681015

20253031.510～260德國力士樂公司

北京液壓件廠單向閥產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用

2）液控單向閥液控單向閥的結(jié)構(gòu)及圖形符號如右圖所示。當控制口K不通壓力時，壓力油只能從通口P1流向通口P2，不能反向流動。當控制口K接通壓力油時，活塞1右移通過頂桿2頂開閥芯3，使通口P1和P2接通，油液可在兩個方向自由流動。液控單向閥的最小控制壓力約為主油路壓力的30%。1—活塞；2—頂桿；3—閥芯液控單向閥學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用

2）液控單向閥液控單向閥比普通單向閥多了一種功能，即反向可控開啟。液控單向閥產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)如下表所示。液控單向閥產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)型號通經(jīng)/mm壓力MPa流量/（L/min）生產(chǎn)單位DFY102032

50802125～1200榆次液壓件廠大連液壓件廠SV/SL101520

253031.580～400德國力士樂公司北京液壓件廠上海立新液壓件廠學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用二、液壓千斤頂壓力控制1.液壓油缸內(nèi)的壓力設(shè)小液壓缸2和大液壓缸11的面積分別為Al和A2，則小液壓缸2單位面積上受到的壓力p1=F/Al，大液壓缸11單位面積上受到的壓力p2=G/A2。根據(jù)流體力學(xué)的帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一點的壓力值能等值地傳遞到密閉液體內(nèi)各點”，則有：學(xué)習(xí)任務(wù)二液壓元件認識與選用2.力的傳遞3.運動的傳遞4.功率關(guān)系在液壓傳動系統(tǒng)示意圖上填寫各組成元器件的名稱隨堂測試12換向閥3546過濾器［密度ρ］單位體積內(nèi)所含液體的質(zhì)量稱為密度。單位為kg/m3。知識鏈接-液體狀態(tài)術(shù)語定義［壓力p］液體處于靜止或相對靜止時，液體單位面積上所受的法向作用壓力稱為壓力。常用單位換算關(guān)系：1bar=1.02kgf/cm2=100000Pa=0.1MPa。壓力可用絕對壓力、表壓力和真空度來衡量。［絕對壓力］以絕對真空作為起點的壓力值。一般在表示絕對壓力的符號的右下腳標注“ABS”，即PABS。［相對壓力］即指以大氣壓力為基準測得的高出大氣壓力的那部分壓力。［表壓力］是指高出當?shù)卮髿鈮旱膲毫χ?。由壓力表測得的壓力值即為表壓力。工程計算中，常將當?shù)卮髿鈮毫τ脴藴蚀髿鈮毫a代替，即令Pa=101325Pa。［真空度］低于當?shù)卮髿鈮旱膲毫χ?。真空?大氣壓?絕對壓力［真空壓力］對壓力與大氣壓之差。真空壓力在數(shù)值上與真空度相同，但應(yīng)在其數(shù)值前加負號。知識鏈接-液體狀態(tài)術(shù)語定義液壓元件的圖形符號規(guī)定和說明（1）標準規(guī)定的液壓元件圖形符號，主要用于繪制以液壓油為工作介質(zhì)的液壓系統(tǒng)原理圖，具體見附錄。（2）液壓元件的圖形符號應(yīng)以元件的靜態(tài)或零位來表示；當組成系統(tǒng)的動作另有說明時，可作例外。（3）在液壓傳動系統(tǒng)中，液壓元件若無法采用圖形符號表達時，允許采用結(jié)構(gòu)簡圖表示。（4）元件符號只表示元件的職能和連接系統(tǒng)的通路，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示系統(tǒng)管路的具體位