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1、筑养路机械使用与维护,0531-80687431 13505315131,一、液压传动的基本概念,两次能量转换,机械能-压力能-机械能,两个重要特征 1. 液压传动中的液体压力取决于负载 2. 流量决定速度,液压系统的组成,1、动力元件 即液压泵，它可将机械能转化成液压能，是一个能量转化装置。,2、执行元件 其作用是将液压能重新转化成机械能，克服负载，带动机器完成所需的运动。,3、控制元件 如各种阀。其中有方向阀和压力 阀两种。,4、辅助元件 如油箱、油管、滤油器等。 5、传动介质 即液体。,液压传动的优缺点,优点：,1、可以在运行过程中实现大范围的无机调速。,2、在同等输出功率下，液压传动装
2、置的体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。,3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。,4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。,5、由于一般采用油作为传动介质，因此 液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。,6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设计、制造和推广应用。,缺点：,1、损失大、效率低、发热大。,2、不能得到定比传动。,3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问题。,4、液压元件加工精度要求高，造价高。,5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的技术水平要求高。,二、液压油的选用,对液压油的要求： 1、良好的化学稳定性。 2、良好的润滑性能，以减小元件之间 的磨损。 3、
3、质地纯净，不含或含有极少量的杂质、水份和水溶性酸碱等。 4、适当的粘度和良好的粘温特性。,5、凝固点和流动温度较低，以保证油液能在较低温度下使用。 6、自燃点和闪点要高。 7、有较快地排除油中游离空气和较好地与油中水份分离的能力。 8、没有腐蚀性，防锈性能好，有良好的相容性。,泵的分类,液压泵职能符号（国家及ISO标准）,泵工作时必须具备三个条件,有一个密闭、变化的空间 使吸、压油正常进行的装置：吸油阀、排油阀 必须有(足够克服阻力、从而使油进入阀腔的)足够大的压差,液压泵的主要性能参数,1、流量和容积效率,泵的流量是指泵在单位时间内排出液流的体积。其有理论流量和实际流量之分。 泵的理论流量
4、QT=qn ，对于前图所示单柱塞泵， 有 q=d2H/4 ,则QT=d2Hn/4。 泵的实际流量 Q=QT-Q Q是泵的泄露流量。,泵的实际流量和理论流量之比称为 容积效率，即： PV=Q/QT=(QT-Q)/QT =1-Q/QT 且 Q=QTPV,2、压力,工作压力是指泵的输出压力，其数值决定于外负载。如果负载是串联的，泵的工作压力是这些负载压力之和；如果负载是并联的，则泵的工作压力决定于并联负载中最小的负载压力。 额定压力是指根据实验结果而推荐的可连续使用的最高压力，他反映了泵的能力（一般为泵铭牌上所标的压力）。在额定压力下运行时，泵有足够的流量输出，并且能保证较高的效率和寿命。 最高压力
5、比额定压力稍高，可看作是泵的能力极限。一般不希望泵长期在最高压力下运行。,3、功率、机械效率和总效率,泵的理论功率为pQT。输入功率2MTn。不考虑损失，根据能量守恒，有 pQT=2MTn。 p泵的出口压力； MT驱动泵所需理论扭矩。 将QT=nq代入上式，消去n得 MT=pq/2. 总效率p为泵的实际输出功率pQ与实际驱动泵所需的功率2MPn之比，即 P=pQ/2MPn MP驱动泵所需实际扭矩。 将Q=QTPv及QT=nq代入上式得： P=pq.Pv/2Mp 又因为泵的机械效率Pm=pq/2MP 故总功率可表示为： P=Pm.PV,齿轮泵的工作原理,简单构造 一对互相啮合的齿轮 (The t
6、eeth meshed) 主动齿轮由原动机带动回转，齿顶和端面被泵体和前后端盖包围 由于相啮合齿的分隔，吸入腔和排出腔隔开 吸入和排出 图示方向回转时，齿C退出啮合，其齿间V增大，P降低，液体在吸入液面P作用下，经吸入口流入 随着齿轮回转，吸满液体的齿间转过吸入腔，沿壳壁转到排出腔 当重新进入啮合时，齿间的液体即轮齿挤出 结构特点 泵如果反转，吸排方向相反 由于啮合紧密，齿顶和端面间隙都小，液体不会大量漏回吸入腔 磨擦面较多，只用来排送有润滑性的油液。,图为外啮合齿轮泵实物结构,外啮合齿轮泵的几个问题,1、泄漏,2、径向力,3、困油,泄漏的途径,通过齿轮啮合线处间隙 通过泵体和齿顶圆间的径向间
7、隙 通过齿轮两侧和侧盖板间的端面间隙,径向不平衡力分析,轴向柱塞泵,滑靴斜盘结构,缸体结构,配油盘结构,马达的分类,液压马达图形符号,液压马达的主要性能参数,1、流量、排量和转速,设定马达的排量为q，转速为n，泄露量Q 则流量Q为： Q=nq+Q 容积效率 mv=理论流量/实际流量 =nq/Q=nq/(nq+Q) 或 n=(Q/q)mv 可见，q和是mv决定液压马达转速的主要参数。,2、扭矩 理论输出扭矩MT=pq/2 实际输出扭矩MM=MT-M 因机械效率Mm=MM/MT=1-M/MT 故MM=MT.Mm=(pq/2).Mm 可见液压马达的排量q是决定其输出扭矩的主要参数。,3、总功率,液压
8、马达总功率： M=2MMn/pQ=mvMm 可见，容积效率和机械效率是液压泵和马达的重要性能指标。因总功率为它们二者的乘积，故液压传动系统效率低下。总功率过低将使能耗增加并因此引起系统发热，因此提高泵和马达的效率有其重要意义。,液压马达与液压泵的区别,从原理上讲，液压泵与液压马达可以互换，但结构有差异,1、泵的进油口比出油口大，马达的进、出油口相同,2、结构上要求泵有自吸能力,3、马达要正反转，结构具有对称性；泵单方向转，不要对称,4、要求马达的结构及润滑，能保证在宽速度范围内正常工作,5、液压马达应有较大的起动扭矩和较小的脉动,液压缸,液压缸是使负载作直线运动的执行元件。 1、液压缸分类 分
9、为单作用式液压缸和双作用式液压缸两类。 单作用式液压缸又分为无弹簧式、附弹簧式、柱塞式三种，如图31所示。 双作用式液压缸又分为单杆形，双杆形两种，如图32所示。,液压缸及其分类,柱塞式液压缸,单活塞杆式液压缸,双活塞杆式液压缸,伸缩式液压缸,双活塞杆式液压缸,单活塞杆式液压缸,伸缩式液压缸,弹簧复位式液压缸,增压缸,串联式液压缸,2、液压缸结构 1）缸筒主要是由钢材制成，缸筒内要经过精细加工，表面粗糙度Ra0.08um，以减少密封件的摩擦。 2）盖板：通常由钢材制成，有前端盖和后端盖，安装在缸筒的前后两端，盖板和缸筒的连接方法有焊接、拉杆、法兰、罗纹连接等。 3）活塞的材料通常用钢或铸铁，也
10、可采用铝合金。活塞和缸筒内壁间需要密封，采用的密封件有O形环、V形油封、U形油封、X形油封和活塞环等。而活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为缸筒内径的（0.61.0）倍。,4）活塞杆：是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬处理并抛光。 5）缓冲装置：为了防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏，常在液压缸前后端盖上设有缓冲装置，以使活塞移到快接近行程终点时速度减慢下来终至停止。如图33b所示前后端盖上的缓冲阀附近有单向阀的结构。当活塞接近端盖时，缓冲环插入端盖板油出入口，强迫压油经缓冲阀的孔口流出，促使活塞的速度缓慢下来。相反，当活塞从行程的尽头
11、将离去时，如压油只作用在缓冲环上，活塞要移动的那一瞬间将非常不稳定甚至无足够力量推动活塞，故必须使压油经缓冲阀内的止回阀作用在活塞上，如此才能使活塞平稳的前进。 6）放气装置：在安装过程中或停止工作的一段时间后，空气将渗入液压系统内，缸筒内如存留空气，将使液压缸在低速时产生爬行、颤抖现象，换向时易引起冲击，因此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。一般双作用式液压缸不设专门的放气孔，而是将液压油出入口布置在前后盖板的最高处。大型双作用式液压缸则必须在前后端盖板设放气栓塞。对于单作用式液压缸液压油出入口一般设在缸筒底部，在最高处设放气栓塞。 7）密封装置：液压缸的密封装置用以防止油液的泄漏，
12、液压缸的密封主要是指活塞、活塞杆处的动密封和缸盖等处的静密封。常采用O形密封圈和Y形密封圈。,单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。,液压缸、液压泵、液压马达的共性,油缸油泵油马达，工作原理属一家： 能量转换共同点，均靠容积来变化， 出油容积必缩小，进油容积则扩大。 油泵输出压力油，出油当然是高压， 缸和马达与泵反，出油自然是低压。 工作压差看负载，负载含义要记下： 油泵不仅看外载，管路阻力也得加， 缸和马达带负载，压差只是克服它。 流量大小看速度，再看排量小与大， 单位位移需油量，排量含义就是它。
13、,滤油器,一、滤油器的作用和过滤精度,1、液压系统的油液中的各种污染物：,外部污染物:切屑、锈垢、橡胶颗粒、 漆片、棉丝,内部污染物：零件磨损的脱落物、 油液因理化作用的生成物,2、过滤精度和过滤比,滤油器的过滤精度通常用能被过滤掉的杂质颗粒的公称尺寸(m)大小来表示。一般要求系统过滤精度小于运动副间隙的一半。此外，压力越高，对过滤精度要求就越高。 近年来，人们用另一个指标:过滤比x。 x 滤油器入口尺寸大小x (m)颗粒数 滤油器出口处尺寸大小x (m)的颗粒数,二、滤油器的典型结构,滤油器的总类很多，主要类型有：,机械式滤油器,磁性滤器,网式滤油器； 线隙式滤油器； 片式滤油器； 纸芯式滤
14、油器； 烧结式滤油器；,三、滤油器的选用 选用滤油器时应考虑一下三个问题：,1. 滤孔尺寸 滤芯的滤孔尺寸可根据过滤精度或过滤比的要求来选取。,2. 通过能力 滤芯应有足够的通流面积。通过的流量愈高，则要求通流面积愈大。一般可按要求通过的流量，由样本选用相应的规格的滤芯。,3. 耐压 包括滤芯的耐压以及壳体的耐压。这主要靠设,计时的滤芯有足够的通流面积，使滤芯上的压降足够小，以避免滤芯被破坏。当滤芯堵塞时，压降便增加，故要在滤油器上装置安全阀或发讯装置报警。必须注意滤芯的耐压与滤油器的使用压力是两回事。当提高使用压力时，只需考虑壳体（以及相应的密封装置）是否能承受，而与滤芯的耐压无关。,蓄能器
15、的功用,蓄能器在液压系统中的功用主要有以下几个方面：,1.短期大量供油,2.系统保压,3.应急能源,4.缓和冲击压力,5.吸收脉动压力,上诉五项中，前三项属辅助能源，后二项属减少压力冲击，改善性能的辅助装置。,使用蓄能器时应注意一下几点：,气瓶式蓄能器需要垂直安装，气体在上部，油液处于下部，以避免气体随液体一起排出。 装在管路上的蓄能器必须用支承架固定。 蓄能器与管路系统之间应安装截至阀，以便在系统长期停止工作以及充气和检修时，将蓄能器与主油路切断。蓄能器与液压泵之间还应安装单向阀，以防止液压泵停转时蓄能器内的压力油倒流。,六、 方向阀和方向控制回路,一、单向阀,单向阀只允许油液某一方向流动，而反向截止。这种阀也称为止回阀。对单向阀的主要性能要求是：油液通过时压力损失要小；反向截止密封性要好。其结构如图。压力油从P1进入，克服弹簧力推动阀芯，使油路接通，压力油从P2流出；当压力油从反向进入时，油液压力和弹簧力将阀芯压紧在阀座上， 油液不能通 过。单向阀都采用图 示的座阀式结构，这 有利于保证良好的反 向密封性能。,二、液控单向阀,如图所示，液控单向阀下部有一控制油口K，当控制口不通压力油时，此阀的作用与单向阀相同；但当控制口通以压力
