液压基础知识培训课件-液压元件

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1、液压基础知识 液压基础原理 研究本院液压所 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 动力元件 液压泵 执行元件 油缸 马达 控制元件 压力控制阀 流量控制阀 方向控制阀 辅助元件 油箱 过滤器 管路 接头 密封 冷却器 蓄能器等 工作介质 液压油 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 1 动力装置 2 执行装置 3 控制装置 4 辅助装置 液压泵 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 液压泵 吸油 封闭的容积总是处于不断增大的状态 排油 封闭的容积总是处于不断减小的状态 液压泵与液压马达原理 上是可逆的 但结构略 有不同 品 质

2、改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 5 73 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 6 73 最高额定工作压力 能连续工作的最高压力能连续工作的最高压力 最高峰值压力 能短时工作的最高压力能短时工作的最高压力 液压泵特性 理论排量 泵主轴转一转所产生的容积变化泵主轴转一转所产生的容积变化 无泄漏的状态下 泵轴转一转排出的液体容积称理论几何排量 理论流量 泵在单位时间理论上所排出的液体体积泵在单位时间理论上所排出的液体体积 无泄漏的状态下 泵轴转一转排出的液体容积称理论流量 容积效率 泵的实际流量和理论流量之比泵的实际流量和理论流量之比 品 质 改 变 世

3、界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 7 73 实际流量 理论流量扣除内外泄漏量为实际流量理论流量扣除内外泄漏量为实际流量 Q实际 Q理论 Q 内泄漏 指配油盘吸油腔和压油腔之间的泄漏 外泄漏 指流向回转体外的泄漏 机械效率 总效率 有于各种机械的和液压的磨损 泵的实际输入扭矩大于理论扭矩 其比值为机械效率有于各种机械的和液压的磨损 泵的实际输入扭矩大于理论扭矩 其比值为机械效率 泵的总输入功率和输出功率的比值为总效率泵的总输入功率和输出功率的比值为总效率 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 8 73 额定转速 允许连续工作的最高转速允许连续工作的最高转速 最高转速

4、允许短时工作的最高转速允许短时工作的最高转速 额定功率 油泵连续使用的允许最大功率油泵连续使用的允许最大功率 极限吸油压力 允许真空度 油泵吸油管路允许的真空度油泵吸油管路允许的真空度 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 9 73 叶片 螺杆泵 摆线泵 外啮合齿轮泵 齿轮泵 叶片泵 径向柱塞 轴向柱塞 柱塞 齿轮内啮合齿轮泵 螺杆泵 单作用叶片泵 双作用叶片泵 活塞偏心式 轴偏心式 斜轴式 斜盘式 定量泵 定量泵 定量泵 定量泵 定量 变量 定量泵 定量 变量 定量 变量 定量 变量 定量 变量 液压泵分类 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 1

5、0 73 性 能 种类 额定压力 bar 额定转速 rpm 额定排量 cc 变量 齿轮泵最高300500 60000 2 200定量 内啮合齿轮泵最高300500 30003 250定量 叶片泵最高701000 30000 5 100变量 径向柱塞泵最高1001000 20005 100定量 斜轴泵350500 30005 1000定量 变量 斜盘泵450500 300010 1000定量 变量 液压泵的性能比较与选用 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 11 73 液压泵的性能比较与选用 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 12 73 轴向柱塞

6、单元 泵 马达 的分类 斜轴式轴向柱塞泵 斜盘式轴向柱塞泵 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 13 73 缸体 柱塞滑履组 配流盘 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 14 73 结构特点 n滑靴 降低接触应力 减小磨损 n柱塞的伸出 由弹簧压紧压盘 有自吸能力 n变量机构 手动变量机构 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 15 73 斜轴式柱塞单元 泵 马达 原理 结构原理 如图所示 锥形柱塞的球 状端连在驱动轴上 另一端则插在缸 体孔中 缸体的轴线与驱动轴的轴线 成一角度 参见示意图 用作泵 驱动轴通过柱塞带动缸体转

7、 动 柱塞则在缸体孔中来回移动 并 通过与缸体配合的配油盘完成吸油和 排油的过程 在变量泵中 缸体与驱 动轴的夹角可以在特定的范围内无级 变化 从而改变泵的排量 而在定量 泵中 这个倾角是固定不变的 用作马达 是个逆向过程 压力油推 动柱塞在缸体孔中运动 柱塞作用在 轴法兰上的力分解后可以驱动轴产生 旋转运动 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 16 73 斜轴式柱塞单元 泵 马达 组件图 结构 见右图 功能 用作泵时 改变倾角和 转速可以改变泵的流量 用作 马达时 输出转速和转矩则分 别与输入流量和进出压力差成 正比 这种斜轴式的设计中 柱塞作 用在缸体上的径向力非常

8、小 而缸体与配流盘之间的球面配 合也使得在转动过程中的泄漏 很小 即使在高压下 缸体和 配流盘之间的压力油膜也能保 证最小的泄漏量 所以能够保 证很高的容积效率 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 17 73 斜盘式柱塞机构原理示意图 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 18 73 缸体转动 斜盘 配油盘不动 缸体 柱塞 配油盘 斜盘 柱塞伸出 低压油 机械装置 典型结构 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 19 73 斜盘式柱塞单元 泵 马达 传动轴1 柱塞2 柱塞面3 柱塞行程4 斜盘5 斜盘倾角6 缸体7 通轴式驱动

9、8 配流盘9 上死点10 下死点11 压力油口12 吸油口13 功能原理 用作泵时 柱塞的位移通过配流盘完成吸油和排油的过程 改 变斜盘的倾角和转速可以改变泵的流量 用作马达时 输出转速和转矩则 分别与输入流量和进出压力差成正比 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 20 73 斜盘式柱塞泵举例 变量泵A4VG 用于闭式回路中 工作压力高过450 bar 变量泵A10VO 用于开式回路 中 工作压力可达315 bar 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 21 73 特点及应用 特点 n容积效率高 压力高 v 0 98 p 32 Mpa 柱塞和缸体均

10、为圆柱表面 易加工 精度高 内泄小 n结构紧凑 径向尺寸小 转动惯量小 n易于实现变量 n构造复杂 成本高 n对油液污染敏感 应用 n用于高压 高转速的场合 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 22 73 选择油泵需要考虑的因素 工作介质 所需要的工作压力范围 期望的速度范围 最低最高工作温度 最低最高工作介质粘度 安装要求 配管方式等 驱动方式 连轴器等 期望的使用寿命 最大允许噪音值 维护容易度 最高造价 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 23 73 液压缸结构 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 二 液压控制阀二

11、液压控制阀 流量控制阀 主要控制流过管路的流量 通过对流量的控制还可以对回路的压力产生一定影响 注意节流会产生损失 压力控制阀 安全阀 限制系统最高压力 保护系统元件不被高压损坏 直动式 中低压系统 先导式 高压系统 过载阀 限制封闭管路最高压力 减压阀 一个泵同时供给两个以上压力不同的回路 方向控制阀 主要控制方向 还可以利用阀的开度适度控制回路的流量和压力 单向阀 只允许液压油单方向通过 选择阀 根据回路中压力的高低自动选择液压油通过的方向 截止阀 一个位置封闭 另一个位置通过 液压控制换向 液压先导控制 电磁阀控制换向 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 流量控制

12、阀 节流阀 使液压油通过小孔 缝隙 窄槽等结构元素后流量 减小并产生压力降 P 阻尼 注意流动的液 压油才具有上述性质 如 果液压油是静止状态 则 根据连通器原理 前后的 压力是相等的 P前P后 P P P P前 前 P P后后 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 压力控制阀 直动式安全阀 弹簧比较硬 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 液压油通过节流孔时 在节 流孔的前后产生压力差 P P P P 弹簧很软 弹簧比较硬 压力控制阀 先导式安全阀 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 压力控制阀 直动式减压阀 液压油通过缝隙

13、产生压力降 P PC PA P 保持出口压力稳定的措 施 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 先导式减压阀 原理与先导式安全阀类似 用于高压系统 缝隙 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 方向控制阀 单向阀 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 方向控制阀 选择阀 梭阀 A1 A2 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 方向控制阀 液控换向阀 先导泵来油 先导泵回油 回位弹簧 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 方向控制阀 电磁阀 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液

14、压元件介绍 液压蓄能器 膜片 充满氮气 原理 气体被压缩后储存能量 作用 吸收液压振动和冲击并且 可以作为应急能源使用 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 液压回路的串联 串联 多路换向阀中上一 个阀的回油为下一个阀的 进油 液压泵的工作压力 是同时工作的执行元件的 总和 这种油路可以做复 合动作 但是克服外载荷 的能力比较差 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 液压回路的并联 并联 多路换向阀中各换向 阀的进油口都与泵的出油路 相连 各回油口都与油箱相 连 这种油路克服外载荷的 能力比较强 但是几个执行 元件同时工作时负载小的先 动 负载大的后

15、动 复合动 作不协调 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 液压回路的合流 合流 一般用于双泵和多 泵系统中 用合流阀或者 使两个回路中相应的换向 阀同时动作 让两个泵同 时向一个执行元件供油以 提高该执行元件的运动速 度 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 旋挖钻机的液压系统 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 液压系统的伺服控制 液压泵液压泵 控制阀控制阀 液压缸液压缸 输入输入 输出输出 误差误差 反馈反馈 是一个位置跟踪装置 液压缸缸体位置始终跟随阀杆 所 以伺服控制系统又叫随动系统 跟踪系统 是一个力的放大装置 移

16、动阀杆的力很小 液压缸的推力 却可以很大 必须有外部能源 液压泵 系统工作时阀杆必须先有一定的开口度 就是说缸体的移动必须落后 于阀杆 或者说输出始终落后于输入 这个称为系统的误差 没有误 差就没有动作 而动作又力图消除误差 伺服控制系统就是这样由不 平衡 有误差 到平衡 消除误差 再由平衡到不平衡地连续工作 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 泵的负流量控制 换向阀中位回油 道上有节流孔 油通过这个节流 孔产生压差 将 节流孔前的压力 引到泵变量机构 来控制泵的排量 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 挖掘机液压系统的主要部件挖掘机液压系统的主要部件 品 质 改 变 世 界北京市三一重机有限公司 液压元件介绍 42 73