《液壓控制元件及輔》課件

《液壓控制元件及輔助機(jī)構(gòu)原理》本課程介紹液壓控制元件和輔助機(jī)構(gòu)的基本原理，包含液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓閥、液壓缸等核心元件及其工作原理。課程學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握液壓系統(tǒng)基本原理了解液壓系統(tǒng)的定義、工作原理、組成部分及應(yīng)用。理解液壓系統(tǒng)中各元件的功能和作用。熟悉液壓控制元件學(xué)習(xí)常見液壓元件的分類、工作原理、性能參數(shù)和應(yīng)用。掌握液壓控制元件的選型和使用方法。掌握輔助機(jī)構(gòu)原理學(xué)習(xí)常見輔助機(jī)構(gòu)的分類、工作原理和應(yīng)用。了解輔助機(jī)構(gòu)在液壓系統(tǒng)中的作用。液壓系統(tǒng)概述液壓系統(tǒng)是一種利用液壓油作為工作介質(zhì)，通過液壓元件的相互作用，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞和控制的系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、功率大、響應(yīng)快、調(diào)速方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、機(jī)床、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等各個(gè)領(lǐng)域。液壓原理帕斯卡原理封閉容器中的靜止流體，壓力向各個(gè)方向傳遞，且大小相等。能量傳遞液壓系統(tǒng)利用液體傳遞能量，實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)作，如升降或旋轉(zhuǎn)。壓力與力液壓系統(tǒng)中，壓力與作用力成正比，液壓缸壓力越大，輸出力越大。能量轉(zhuǎn)換液壓泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)運(yùn)行。流體參數(shù)粘度流體在流動(dòng)時(shí)，抵抗剪切變形的能力。密度單位體積流體的質(zhì)量。壓縮性流體在壓力作用下體積變化的性質(zhì)。流動(dòng)性流體流動(dòng)時(shí)的阻力。壓力參數(shù)壓力是液壓系統(tǒng)中最重要的參數(shù)之一。壓力是指單位面積上所受的力，它是液壓系統(tǒng)中流體能量的表現(xiàn)形式之一。壓力參數(shù)包括工作壓力、系統(tǒng)壓力和安全壓力等。流量參數(shù)流量是液壓系統(tǒng)中一個(gè)重要的參數(shù)，它表示單位時(shí)間內(nèi)流過液壓元件的液壓油的體積。L/min流量單位流量通常以升/分鐘(L/min)或毫升/分鐘(ml/min)為單位。Q流量符號流量通常用字母Q表示。流體傳動(dòng)特性壓力液壓系統(tǒng)中流體產(chǎn)生的壓力，是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要參數(shù)。流量流體在單位時(shí)間內(nèi)流過的體積，決定了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度。粘度流體內(nèi)部抵抗流動(dòng)的阻力，影響系統(tǒng)效率和能量損失。溫度流體溫度會(huì)影響其粘度和工作特性，需要進(jìn)行溫度控制。液壓泵的工作原理液壓泵是液壓系統(tǒng)的心臟，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能。液壓泵將油液從低壓區(qū)吸入，通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將油液加壓，再將高壓油液輸出到液壓系統(tǒng)。1吸油過程在吸油行程中，泵的吸油腔體積增大，產(chǎn)生負(fù)壓，將油箱內(nèi)的油液吸入。2壓縮過程在壓油行程中，泵的壓油腔體積減小，將油液壓縮，使其壓力升高。3排油過程高壓油液從泵的排油口排出，進(jìn)入液壓系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件。液壓泵的分類按結(jié)構(gòu)分類齒輪泵葉片泵軸向柱塞泵徑向柱塞泵按排量分類定量泵變量泵按驅(qū)動(dòng)方式分類電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵按用途分類通用液壓泵專用液壓泵液壓馬達(dá)的工作原理液壓馬達(dá)的輸入液壓馬達(dá)的輸入是高壓液壓油，它來自液壓泵或液壓系統(tǒng)中的其他組件。液壓油進(jìn)入馬達(dá)液壓油進(jìn)入馬達(dá)的進(jìn)油口，并進(jìn)入馬達(dá)的工作腔。液壓油推動(dòng)活塞液壓油的壓力推動(dòng)活塞或葉片，使其旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩或力活塞或葉片的旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩或力，作為馬達(dá)的輸出。液壓馬達(dá)的分類11.按結(jié)構(gòu)分類液壓馬達(dá)可分為齒輪式、葉片式、軸向柱塞式、徑向柱塞式等，每種類型都有其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和工作原理。22.按流量分類根據(jù)流量大小，液壓馬達(dá)可分為低流量、中流量、高流量等，流量直接影響輸出功率和轉(zhuǎn)速。33.按工作壓力分類液壓馬達(dá)根據(jù)承受壓力大小分類，主要有低壓、中壓、高壓等，工作壓力直接影響液壓馬達(dá)的性能。44.按轉(zhuǎn)速分類根據(jù)輸出轉(zhuǎn)速，液壓馬達(dá)可分為低速、中速、高速等，轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了液壓馬達(dá)的應(yīng)用范圍。液壓缸的工作原理1輸入能量液壓油2轉(zhuǎn)換液壓缸3輸出能量機(jī)械能液壓缸是一種將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的執(zhí)行元件。液壓油輸入液壓缸后，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生線性運(yùn)動(dòng)。液壓缸的分類結(jié)構(gòu)形式液壓缸根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為活塞式和柱塞式，活塞式結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，而柱塞式結(jié)構(gòu)緊湊、密封性好。安裝形式液壓缸根據(jù)安裝方式可分為單作用式、雙作用式、伸縮式和旋轉(zhuǎn)式。單作用式液壓缸只在一個(gè)方向上工作，雙作用式則在兩個(gè)方向上都可以工作。液壓閥的工作原理1液壓閥液壓閥是液壓系統(tǒng)中的核心元件，負(fù)責(zé)控制液壓油的流動(dòng)方向、流量和壓力。2控制液壓油通過閥芯的移動(dòng)，液壓閥可以開啟或關(guān)閉液壓油的通路，從而改變液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。3實(shí)現(xiàn)控制功能液壓閥的控制方式可以是手動(dòng)、電磁或液壓，能夠?qū)崿F(xiàn)對液壓系統(tǒng)的精確控制。液壓閥的分類方向控制閥控制液壓油流動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)液壓缸的伸縮。壓力控制閥控制液壓系統(tǒng)工作壓力，防止過載損壞。流量控制閥控制液壓油流量，調(diào)節(jié)液壓缸速度。節(jié)流閥通過調(diào)節(jié)節(jié)流口大小，控制液壓油流量。節(jié)流閥11.控制流量通過調(diào)節(jié)閥芯的開度，控制流體通過節(jié)流閥的流量。22.產(chǎn)生壓力降節(jié)流閥在控制流量的同時(shí)，也會(huì)造成一定的壓力損失。33.調(diào)整速度通過調(diào)節(jié)流量來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度。44.穩(wěn)定系統(tǒng)節(jié)流閥可以用來穩(wěn)定系統(tǒng)的壓力和流量。方向控制閥方向控制閥的作用方向控制閥用于控制液壓流體的流動(dòng)方向，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作方向切換。方向控制閥的分類根據(jù)結(jié)構(gòu)和控制方式的不同，方向控制閥可分為手動(dòng)控制閥、電磁閥、液壓控制閥等。方向控制閥的工作原理通過控制閥芯的移動(dòng)，改變液壓流體流向，實(shí)現(xiàn)對液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制。壓力控制閥壓力控制閥的作用壓力控制閥是一種常用的液壓元件，用來控制液壓系統(tǒng)中壓力的大小。壓力控制閥的工作原理當(dāng)液壓系統(tǒng)中的壓力超過設(shè)定值時(shí)，壓力控制閥會(huì)自動(dòng)打開泄油口，將多余的液壓油排回油箱，從而降低液壓系統(tǒng)的壓力。壓力控制閥的分類壓力控制閥主要分為直接作用式壓力控制閥和間接作用式壓力控制閥。壓力控制閥的應(yīng)用壓力控制閥廣泛應(yīng)用于各種液壓系統(tǒng)中，例如，液壓升降機(jī)、液壓挖掘機(jī)、液壓機(jī)床等。流量控制閥作用流量控制閥用于控制液壓系統(tǒng)中流體的流量。它可以限制或調(diào)節(jié)流經(jīng)液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量。分類定量流量控制閥比例流量控制閥伺服流量控制閥液壓管路元件彎頭改變液壓管路方向，連接不同方向的管路。接頭連接液壓管路，方便拆卸和維護(hù)。三通將液壓管路分成兩路或?qū)陕泛喜⒊梢宦?。閥門控制液壓油流向，調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)壓力。液壓連接件11.連接方式液壓連接件主要用于連接液壓管路，使油液能夠順利流動(dòng)。22.連接類型常見的連接類型包括法蘭連接、螺紋連接、快速連接等。33.材質(zhì)液壓連接件的材質(zhì)通常為鋼材、鋁合金或塑料，需滿足耐壓、耐腐蝕等要求。44.密封性能連接件必須保證良好的密封性能，防止油液泄漏。液壓油箱儲(chǔ)存液壓油液壓油箱是液壓系統(tǒng)的核心部件，它負(fù)責(zé)儲(chǔ)存液壓油，并為系統(tǒng)提供油液供應(yīng)。散熱功能油箱通常配備散熱器，以降低液壓油的溫度，防止油液過熱。過濾功能油箱內(nèi)置過濾器，用于去除液壓油中的雜質(zhì)，確保液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)作。液壓系統(tǒng)過濾器過濾作用液壓系統(tǒng)過濾器主要用于清除液壓油中的雜質(zhì)，確保液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。過濾精度過濾精度取決于過濾器的類型和濾芯的孔徑，通常以微米為單位。常見類型吸油過濾器回油過濾器旁路過濾器液壓系統(tǒng)制冷系統(tǒng)制冷系統(tǒng)功能液壓系統(tǒng)制冷系統(tǒng)的主要功能是降低液壓油的溫度，防止油溫過高導(dǎo)致液壓元件損壞。過高的油溫會(huì)導(dǎo)致液壓油粘度降低，流動(dòng)性變差，導(dǎo)致液壓元件工作效率下降，甚至造成液壓元件損壞。常見制冷方式液壓系統(tǒng)常用的制冷方式包括風(fēng)冷和水冷。風(fēng)冷系統(tǒng)使用風(fēng)扇將熱空氣帶走，水冷系統(tǒng)使用水循環(huán)帶走熱量。液壓系統(tǒng)散熱器功能液壓系統(tǒng)散熱器主要作用是散熱，降低油液溫度，保證液壓系統(tǒng)正常工作。類型散熱器類型包括板式、管式、風(fēng)冷式和水冷式，不同類型適用于不同的應(yīng)用場景。設(shè)計(jì)散熱器設(shè)計(jì)需考慮散熱面積、散熱效率、油液流量和工作環(huán)境溫度等因素。液壓系統(tǒng)安全元件1安全閥保護(hù)液壓系統(tǒng)免受超壓損壞。2溢流閥防止液壓系統(tǒng)壓力超過設(shè)定值。3壓力繼電器當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)發(fā)出信號。4緊急停止按鈕在緊急情況下快速停止液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)測量元件壓力傳感器壓力傳感器用于測量液壓系統(tǒng)中的壓力，提供系統(tǒng)的壓力信息。這些信息可以用來監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。流量傳感器流量傳感器用于測量液壓系統(tǒng)中的流量，提供系統(tǒng)的流量信息。這些信息可以用來監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。溫度傳感器溫度傳感器用于測量液壓系統(tǒng)中的油溫，提供系統(tǒng)的溫度信息。這些信息可以用來監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)。位置傳感器位置傳感器用于測量液壓缸或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置，提供系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)信息。這些信息可以用來控制液壓系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力源液壓電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)液壓泵，為整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。匹配與效率液壓電機(jī)需要與液壓泵的性能相匹配，以確保最佳的效率和可靠性。速度控制液壓電機(jī)的速度可以通過調(diào)整電壓或頻率來控制，以滿足不同工作需求。液壓系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制方式液壓系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：開環(huán)控制、閉環(huán)控制和比例控制?？刂圃簤合到y(tǒng)控制系統(tǒng)通常