液压技术基础_

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1、液压技术基础 主讲人 王玉超 学习要求 1 熟练掌握风机液压系统的作用 2 掌握风机液压系统图 2 液压系统构成 3 电控部分 液压传动部分 输入信号 信号处理 液压控制部分 动力部分 执行部分 液压系统是以 有压液体作为 工作介质进行 能量转换的系 统 其可在动 力源与工作点 之间进行传递 能量 3 1 一个简单的液压系统 其由油箱 A 电动机 B 液压泵 C 溢 流阀 D 过滤器 E 节流阀 F 电磁换向阀 G 液压缸 H 组成 A B C D E F G H 4 5 动力元 件 液压系统 执行元 件 控制元 件 辅助元件工作介 质 它将机械 能转换为 液压能为 系统提供 一定压力 一定流

2、 量的液体 将流体 的液压 能转换 为机械 能 克 服负载 带动机 器完成 所需的 动作 用于控 制系统 液流的 压力 流量和 流向的 元件 总称为 液压控 制元件 通常指液 压油 液 压油基本 功能 传 递功率 润滑移动 件 密封 零件间的 间隙 冷 却或散热 除上面的 装置以外 的元件如 油管 管 接头 压 力表 滤 油器 蓄 能器 油 箱等 第一章 液压动力元件 液压泵的作用和分类 1 作用 液压泵是液压传动系统中的动力元件 它将电动机输人的 机械能转换为液体的压力能 为系统提供具有一定流量和 压力的工作介质 液压泵是液压传动系统的重要组成部分 是整个系统的动 力之源 2 分类 液压泵的

3、种类很多 按照不同标准可分类如下 1 按照结构的不同 可分为齿轮泵 叶片泵 柱塞泵和螺杆 泵等 2 按其输油方向能否改变 分为单向泵和双向泵 3 按其输出的流量能否调节 分为定量泵和变量泵 4 按其额定压力的高低 分为低压泵 中压泵和高压泵等 齿轮泵 齿轮泵 齿轮泵工作原理 液压执行元件 液压马达实现连续的回转 或摆动 运动 使系 统输出一定的转矩和转速 液压马达和液压缸是将液压系统中的压力能转换 成机械能的能量转换装置 都是执行元件 液压缸实现直线往复运动 输出推力和速度 液压控制元件主要是各种控制阀 在液压系统 中控制液体流动方向 流量大小和压力的高低 以 满足执行元件的工作要求 液压控制

4、元件 阀芯 阀体 驱动装置 液压阀基本结构 原理 利用阀芯在阀体内相 对运动来控制阀口的通断及 开口大小来实现压力 流量 和方向控制 控制阀按用途分类 液压阀可分为三类 方向控制阀 单向阀 换向阀等 压力控制阀 溢流阀 减压阀 顺序 阀 和流量控制阀 节流阀 调速阀 这三类阀还可以根据需要相互组合成组合阀 如单项溢流阀 单向节流阀等 这样可以减少连接 管路 使其结构更加紧凑 并提高效率 方向控制阀是通过控制液体流动的方向来操纵执行元件 的运动 如液压缸的前进 后退与停止 液压马达的正反转 与停止等 单向阀 单向阀使油只能在一个方向流动 反方向则堵塞 液控单向阀 在普通单向阀的基础上多了一个控制

5、口 当控制口空接时 该阀相当于一个普通单向阀 若控制口接 压力油 则油液可双向流动 为减少压力损失 单向阀的弹簧刚度很小 但若置于回 油路作背压阀使用时 则应换成较大刚度的弹簧 方向控制阀 方向控制阀 单向阀 普通单向阀 方向控制阀 单向阀 普通单向阀 方向控制阀 单向阀 普通单向阀 方向控制阀 液控单向阀 液控单向阀 方向控制阀 液控单向阀 液控单向阀 方向控制阀 单向阀 液控单向阀 方向控制阀 液控单向阀 液控单向阀 换向阀 工作原理 利用阀芯和阀体的相对运动 使油路接通 关断或 变换油流的方向 从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动 停止或变换运动方向 换向阀符号的规定和含义 1 方框表

6、示换向阀的 位 有几个方框就表示该方向阀有几 个工作位 2 箭头方向不一定是油液实际流向 它只表示油路联通 T 表示油路被堵塞 3 在一个方框内 的首 尾和 T 与方框的交点数表示 通路数 4 每一个方框内所标示的内容 表示阀在该工作状态下主油 路的联通方式 P 进油口 A B 工作口 T 回油口 L 泄油口 方向控制回路 P T A B AB P T 溢流阀 液压泵 方向控制回路 P T A B AB P T 溢流阀 液压泵 方向控制回路 AB P T 溢流阀 液压泵 P T A B 在液压传动系统中 控制液压油压力高低的液压阀称之为压力控制阀 这类阀的共同点主要是利用在阀芯上的液压力和弹簧

7、力相平衡的原理来工作 的 5 2 1 溢流阀及其应用 当液压执行元件不动时 由于泵排出的油无处可去而成一密闭系统 理 论上压力将一直增至无限大 实际上压力将增至液压元件破裂为止 此时电 机为维持定转速运转 输出电流将无限增大至电机烧掉为止 前者使液压系 统破坏 液压油四溅 后者会引起火灾 因此要绝对避免 防止方法就是在 执行元件不动时 提供一条旁路使液压油能经此路回到油箱 它就是 溢流阀 Relief valve 其主要用途有二个 5 2 压力控制阀及其应用 溢流阀 Relief valve 其主 要用途有二个 1 作溢流阀用 在定量泵的液 压系统中如图4 16 a 所 示 常利用流量控制阀调

8、节 进入液压缸的流量 多余的 压力油可经溢流阀流回油箱 这样可使泵的工作压力保 持定值 2 作安全阀用 图4 16 b 所示液压系统 在正常工作 状态下 溢流阀是关闭的 只有在系统压力大于其调整 压力时 溢流阀才被打开溢 流 对系统起过载保护作用 1 溢流阀结构及分类 1 直动型溢流阀 Spring loaded type relief valve 结构如图4 17b所示 压力由弹簧设定 当油的压力超过设定值时 提 动头上移 油液就从溢流口流 回油箱 并使进油压力等于设 定压力 由于压力为弹簧直接 设定 一般当安全阀使用 图 4 17c为直动式溢流阀的职能 符号 直动型溢流阀直动型溢流阀 P

9、T 符号 P T 2 先导型溢流阀 Pilot operated relief valve 结构如图4 18所 示 由主阀和先导阀两部分组成 主要特点是利用主阀平衡活塞 上下两腔油液压力差和弹簧力相 平衡 先导型溢流阀先导型溢流阀 调节螺钉 锥阀锥阀座调压弹簧 阀体 主阀芯 主阀体 主阀弹簧 遥控口K 进油口 P 出油口 T P T 符号 先导型溢流阀工作原理先导型溢流阀工作原理 先导型溢流阀工作原理先导型溢流阀工作原理 先导型溢流阀工作原理先导型溢流阀工作原理 2 溢流阀的应用 除了图4 16 a 所示作溢流 阀用在回路中起调压作用 图4 16 b 所示 作安全阀用外 还有下列用途 1 远程

10、压力控制回路 从较远距离的地方来控制 泵工作压力的回路 图4 19所示回路压力调 定是由遥控溢流阀 remote control relief valves 所控制 回路压力维持在3MPa 遥控溢流 阀的调定压力一定要低于主溢流阀调定压力 否则等于将主溢流阀引压口堵塞 2 溢流阀的应用 除了图4 16 a 所示作溢流阀用在 回路中起调压作用 图4 16 b 所 示作安全阀用外 还有下列用途 2 多级压力切换回 路 如图4 20利 用电磁换向阀可调 出三种回路压力 注意最大压力一定 要在主溢流阀上设 定 5 2 2 减压阀及其应用 当回路内有两个以上液压 缸 其中之一需要较低的工作 压力 同时其

11、它的液压缸仍需 高压运作时 此刻就得用减压 阀 Reducing valve 提供一较 系统压力为低的压力给低压缸 1 减压阀结构及工作原理 减压阀有直动型和先导型两种 图4 21所示 为先导型减压 阀 由主阀和先导阀组成 先 导阀负责调定压力 主阀负责 减压作用 减压阀减压阀 2 减压阀的应用 1 减压回路 图4 22为减压回路 不管回路压力多 高 A缸压力决 不会超过3MPa 压力继电器 是一种将液压系统的 压力信号转换为电信号输出的元 件 其作用是 根据液压系统压 力的变化 通过压力继电器内的 微动开关 自动接通或断开电气 线路 实现执行元件的顺序控制 或安全保护 5 压力继电器 是一种

12、将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件 其 作用是 根据液压系统压力的变化 通过压力继电器内的微动开关 自 动接通或断开电气线路 实现执行元件的顺序控制或安全保护 压力继电器按结构特点可分为柱塞式 弹簧管式和膜片式等 图4 28为单触点柱塞式压力继电器 主要零件包括柱塞1 调节螺帽2和电气 微动开关3 如图所示 压力油作用在柱塞的下端 液压力直接与上端弹 簧力相比较 当液压力大于或等于弹簧力时 柱塞向上移压下微动开关 触头 接通或断开电气线路 当液压力小于弹簧力时 微动开关触头复 位 显然 柱塞上移将引起弹簧的压缩量增加 因此压下微动开关触头的 压力 开启压力 与微动开关复位的压力 闭合压

13、力 存在一个差值 此差 值对压力继电器的正常工作是必要的 但不易过大 5 2 5 压力继电器 是一种将 液压系统的压力信号转换为 电信号输出的元件 其作用 是 根据液压系统压力的变 化 通过压力继电器内的微 动开关 自动接通或断开电 气线路 实现执行元件的顺 序控制或安全保护 流量控制阀 节流阀 节流阀 节流阀 入口 出口压差 Q K A pm K节流系数 A过流面积 流量特性方程 p m孔口形状指数 辅助元件辅助元件 液压辅助元件 蓄能器 油箱 管件 滤油器 要求 掌握各种辅助元件的结构原理 熟知其使用方法及适用场合 滤油器纸芯外形 滤油器的安装位置 1 泵入口的吸油滤油器 2 泵出口油路上

14、的高压滤 油器 3 系统回路上的低压滤油 器 4 安装在系统以外的旁 路过滤系统 安装滤油器应注意 1 滤油器只能单向使用 2 便于滤芯清洗 3 考虑滤油器及周围环境的安全 一 功用 特点 1 辅助动力源 短 时大量供油 蓄能器 采用蓄能器辅助供 油 可以减小泵的 流量 电机的功率 降低系统的温升 2 保持系统压力 特点 保压时间长 压 力稳定 但工作 中需要一定的充 液时间 3 作应急动力源 特点 短时维持系统 压力 避免事 故发生 4 吸收冲击压力或 脉动压力 特点 可以减小冲击压 力或脉动压力的 幅值 蓄能器的分类 按产生液体压力的方式分弹簧式 重力式 充气式 管路 实线 液压系统中的主

15、管路 包括泵的进出油管 压力油管 通油箱的回油管 长虚线 用于控制阀或其他元件的动作的操作 油路 短虚线 返回油箱的泄漏油液 柔性回路 回路连接 交叉线路 58 58 液压图纸及故障分析 读 液 压 图 60 液压泵 61 过滤器 62 单向阀 63 溢流阀 64 压力开关 65 换向阀 66 蓄能器 67 换向阀 68 执行元件 69 70 71 联合动力1500液压系 统1 第6章 液压系统的使用和维护 据统计 由于油液污染引起的故障占总故障的 75 以上 固体颗粒是液压系统中最主要的污染 物 可见要保证液压系统工作灵敏 稳定 可 靠 就必须控制油液的污染 液压油污染原因 1 藏在液压元件

16、和管道内的污染物 液压元件在装配前 零件未去毛刺和未经严格清洗 铸造 型砂 切屑 灰尘等杂物潜藏在元件内部 液压元件在运输过 程中油口堵塞被碰掉 因而在库存及运输过程中侵入灰尘和杂 物 安装前未经管道和管道接头内部的水绣 焊渣和氧化皮等 杂物冲洗干净 2 液压油工作期间产生的污染物 油液氧化变质产生的胶质和沉淀物 油液中的水分在工作 过程中使金属腐蚀形成的水锈 液压元件因磨损而形成的磨屑 油箱内壁上的底漆老化脱落形成的漆片等 3 外界侵入的污染 油箱防尘性差 容易侵入灰尘 切屑和杂物 油箱没有设 置清理箱内污物的窗口 造成邮箱内部难清理或无法清理干净 切削液混进油箱 使油液严重乳化或掺进切屑 维修过程中 不注意清洁 将杂物带入油箱或管道内等 4 管理不严 新液压油质量未检验 未清理干净的桶用来装新油 使油 液变质 未建立液压油定期取样化验的制度 换新油时 未清 洗干净管路和油箱 管理不严 库存油液品种混乱 将两种不 能混合使用的油液混合使用 液压油被污染的危害 油液污染会使系统工作灵敏性 稳定性和可靠性降低 液压元件使用 寿命缩短 具体危害如下 1 污染物使节流孔口和压力控制阀的阻尼孔