《液压气动系统维修及故障诊断技术 第1讲 液压系统与故障诊断总述课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压气动系统维修及故障诊断技术 第1讲 液压系统与故障诊断总述课件（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第一讲 液压系统与故障诊断总述,7,6,5,4,3,2,1,2,1.1 液压传动的概念,传动装置及传动型式,机器由原动机、工作机和传动装置组成。 传动装置：设置在原动机和工作机之间的 部分，用于实现动力 （或能量） 的传递、 转换与控制，以满足工作机对力（或转矩）、工作速度或转速）及位置的要求。,3,按照传动件（工作介质）的不同， 有,机械传动 电气传动,流体传动（液压传动和气压传动） 复合传动,传动型式,4,以液体作为工作介质，并以压力 能实现动力（或能量） 的传递、 转换与控制的传动型式。,液压传动,5,1.2 液压传动的工作原理、 组成部分及表示,此处以液压传动（千斤顶）作为例子来讲
2、解,6,内部构造及动作原理图,实物外形图,7,工作特征（四个）,（1）力的传递靠液体压力实现，,系统工作压力p取决负载F,（2）运动速度的传递靠容积变化,相等原则实现，运动速度v 取决 于流量q,（3）系统的动力传递符合能量守 恒定律，压力p与流量q的乘积等 于功率P。,（4）液压传动省力但不省功。,8,液压系统的组成部分,先看一个例子,9,挤压机液压系统 原理结构示意图,a),系统原理结构示意图,a）换向阀芯处于右端位置 b）换向阀芯处于左端位置 c）换向阀芯处于中间位置,1油箱 2过滤器 3吸油单向阀 4液压泵 5压油阀 6、7、8、11、 14、 16、17、19管路 9挤压头；10液压
3、缸 12换向手柄 13换向阀 15节流阀 18溢流阀,3,1,4,2,5,10,液压系统的组成部分（5个）及功用,1、动力元件（液压泵及原动机）：机械能液压能,11,2、执行元件（液压缸及马达）：液压能机械能,12,3、控制调节元件（液压阀）：控制液流压力、方向和流量,13,4、辅助元件（过滤器、油箱、热交换器、蓄能器、 压力表、管道等）：各有用途,14,5、工作介质（液压油液）：载能，冷却、润滑,15,元件、回路与系统,动力元件、执行元件、控制调节元件和辅助元件这四个部分统称 为液压元件。,液压元件的基本参数：公称压力（MPa）,通径（mm)或公称流量（L/min）,液压元件都已经三化，为制
4、造、选用和维护提供了方便。,液压回路:能够实现某种特定功能的液压元件的组合。 有压力控制、速度控制、方向控制和多缸动作等多种回路,液压系统：将若干基本功能回路按一定方式连接或复合而成的总 体即称为液压系统。,16,液压系统的表示-图形符号,为了便于进行绘制和技术交流，一般采 用标准图形符号绘制系统原理图。各国 都有自己的液压图形符号标准。,我国液压图形符号标准,我国迄今先后四次（分别于1965年、 1976年、1993年和2009年）颁布了液压图形符号标准。目前执行的标准是GB/T 786.1-2009液压气动图形符号。,17,图1-2 挤压机液压系统结构原理示意图,图1-3 用图形符号绘制的
5、挤压机液压系统原理图,用图形符号绘制的液压系统原理图之一,18,用图形符号绘制的液压系统原理图之二,1油箱；2过滤器；3单向定量液压泵；4压力表开关；5压力表；6溢流阀；7节流阀； 8三位四通电磁换向阀；9活塞式单杆液压缸； 10二位四通电磁换向阀；11双向定量液压马达,19,绘制系统原理图时的注意事项,元件图形符号的大小可根据图纸幅面大小按适 当比例增大或缩小绘制，以清晰美观为原则；,元件的状态一般以静态或零位（例如电磁换向 阀应为断电后的工作位置）画出；,元件的方向可视具体情况进行水平、垂直或反 转180绘制，但液压油箱必须水平绘制且开口 向上。,20,1.3、液压技术的特点及应用,21,
6、优 单位功率的重量轻 微型化、小型化。 相同功率 液压马达、 电动机与 内燃机外 形尺寸 比较,点（8个） 有利于机械设备及其控制系统的,22,布局灵活方便(布局安装具有很大的柔性) 调速范围大(无级调速，调速范围可达,2000)。,工作平稳、快速性好(利用油液的弹性） 易于操纵控制并实现过载保护,易于自动化和机电液一体化（实现自动化） 易于实现直线运动,液压系统设计、制造和使用维护方便 （液压元件属于机械工业基础件，已实现 了三化）,23,缺点（5个）,不能保证定比传动（由于液体的可,压缩性和泄漏等因素的影响）,传动效率偏低（由于需多经两次转换） 工作稳定性易受温度影响,造价较高（为防止和减
7、少泄漏液压元,件制造精度要求较高）,故障不易诊断（因较复杂等）,24,液压技术的应用,由于液压独特的技术优势，使其在国民经济各行 业得到了广泛应用：,工业生产施工作业公共设施日常生活 民用国防,空中水上陆地,要想找到不用任何液压装置的机械设备 已经较为困难,25,采 用 液 压 技 术 的 典 型 机 械 设 备,26,液压传动的注塑机,固 定 机 械 设 备,27,榆次液压件厂生产的,冶金机械液压系统,固 定 机 械 设 备,28,液压传动的挖掘机,行 走 机 械 设 备,29,上海音乐 厅（建于,1930年） 平移工程： 占地1245 平方米、 重量约 5650吨， 用59个液 压千斤顶：
8、 提升近3.4 米，平移 66.4米。,公 共 设 施 机 械 设 备,30,厦门市人民检察院侦查技术6层综合楼平移工程：重5000吨、在 液压千斤顶的牵引下 “转身”45度、平移61米,公 共 设 施 机 械 设 备,31,1.4 液压技术的发展趋势,历时渊源：液压技术最古老的应用可追溯 公元前200多年前17世纪初,螺旋提水工具（希腊人阿基米德发明) 热空气-水力驱动的寺庙大门(埃及人) 水轮(中国),现代液压技术的发展：液体静压力传递原理 （1654年帕斯卡提出） 迄今,新世纪液压面临着：电气传动及控制技术的新竞 争和绿色环保的新挑战，但是因其独特的技术优 势，使其在国民经济发展中，将仍
9、然发挥着无可 替代的重大作用。,32,发展方向和趋势：节能化、智能化、 电子化、高压化、小型化、集成化、 复合化、长寿命、高可靠性、绿色化 （低污染如水压传动、低噪声、低振 动、无泄漏）等，以满足和适应各类 相关主机产品的节能、环保、高效、 自动、安全、可靠等要求。,33,我国液压技术的发展概况 建国前，无液压技术可言,从1952年试制出我国第一只液压元,件-齿轮泵（上海机床厂）,至今，大致经历了创业奠基、体系 建立、成长发展、引进提高等几个 发展阶段。,34,目前，我国液压行业已形成了一个门 类比较齐全，有一定生产能力和技术 水平的工业体系：,现有数以百计的各类液压企业和公 司，形成了国内自
10、行开发、引进技术 制造、合资生产、仿制消化的多元化 格局。,已能为国民经济多种部门提供较为齐,全的液压元件产品。,35,p=p0+gh,p0=F/A,1.5 液压系统基本计算,静压力的计算,液体静压力分布规律,压力,式中,36,压力p的单位,法定计量单位：MPa（兆帕）,1MPa=106Pa,以前曾长期采用过的压力单位：kgf/cm2（公斤力/厘米 2）、bar(巴)、大气压，水柱高或汞柱高等，美国一直 采用英制的lb/in2(磅力/英寸2)。 这些压力单位的换算关系：,1 kgf/cm21 bar=105Pa=0.1MPa,1标准大气压=1.01325105MPa=10.33m水柱高=760
11、mm汞柱高,1工程大气压=1 kgf/cm2=98066.5 Pa,1lbf/in2=6894Pa=0.068工程大气压,37,液压工程中的压力分级,38,压力的度量 根据度量起点的不同，同一位置的液体压力分为,绝对压力和相对压力,绝对压力是以绝对 真空（绝对零压） 为基准度量的液体 压力。 相对压力是以大气 压力pa为基准度量 的压力（表压力）。 真空度是当绝对压 力小于大气压时， 不足于大气压力的 那部分压力值。,压力的度量,39,1.6 液压系统的类型,因着眼点不同，液压系统的分类方式 及名称多样、各异，常见的分类方式如 下图所示。,40,液压系统的分类,41,各类液压系统的特点及示例,
12、42,开式系统,特点（4个）： 液压泵自油箱吸油，执行元 件回油返回油箱。 工作液在油箱中冷却及沉淀 后再进入工作循环。 系统需要较大容积的油箱。 用换向阀换向 应用：最普遍（在固定设 备和行走设备中都有应用）。,43,应用：多用于车辆、起重运输机 械、船舶绞车、造纸和纺织等机 械设备中。,特点:（4个）,执行元件排出的油,液返回到泵的进口。,系统效率较高,需需补油装置补油 换向常采用双向变,量泵,闭式系统,44,固定设备用系统：多为开式系统(包括用于 各类工业设备:机床、压力机，压铸机及注 塑机甚至公共设施如医疗器械、垃圾压榨等 机械设备和工作装置中的系统)。,行走设备用系统：既有开式系统也
13、有闭式系 统(包括用于车辆，物料传送装卸搬运设备 以及航空、航天、航海工程中的各种系统)。,45,液压传动系统：,一般为不带反馈的开环系统（下图为原理方块,图）。,特点：,以传递动力为主，以信息传递为次，追求传动特性的完,善。,系统的工作特性由各组成液压元件的特性和它们的相互 作用来确定，工作质量受工作条件变化的影响较大。 应用：较为普遍，大多数工业设备液压系统属于此类。,46,液压控制系统：,多为采用伺服阀等电液控制阀组成的带反馈的闭,环系统 （下图为原理方块图）。,特点：,以传递信息为主，以传递动力为次，追求控制特性的完善。 由于加入了检测反馈，故系统可用一般元件组成精确的控制系,统，其控
14、制质量受工作条件变化的影响较小。,应用：精数控机床及加工中心、冶金、航空、航天等领域。,47,阀控制系统,通过改变液压阀的节流 口开度控制流量，从而 控制执行元件的速度。,存在节流和溢流损失，,故通常效率较低。,应用：各种机械设备。,48,泵排量控制系统,通过改变变量泵的排量进 行速度无级控制或通过多台 定量泵组合供液来控制流 量，进行有级速度控制。 由于无节流和溢流损失，,故效率较高。,应用于压力加工机械、橡 胶塑料机械等大功率液压设 备,49,泵转速控制系统（变频调速泵控制系统） 通过改变驱动泵的电动机 的转速改变泵的输出流量 实现系统的流量调节和执 行元件的速度控制。 可通过压力传感器检
15、测到 的压力调节变频器 可以减小油箱容量和介质 消耗，能量损失小，运行 成本较低，是一种极具发 展前景的控制方式 但变频器价昂，制造成本,较高。 应用：大型橡塑机械应用 较多,泵转速控制系统原理简图 1定量泵；2电动机；3变频控制器； 4压传感器；5换向阀,50,执行元件控制系统,通过改变变量液压马达排量、或通过多定量液 压马达组合工作、或通过改变复合液压缸作用面 积来控制流量，从而控制速度。,由于无节流和溢流损失，故效率较高。,主要用于：行走机械、压力加工机械等液压设,备。,例子,51,变量马达控制系统,1变量液压马达；2三位四通电磁换阀； 3溢流阀；4定量液压泵,执行元件控制系统,52,复
16、合缸液/压回路,1单向阀；2三位四通电磁换向阀；3液控单向阀,；4二位四通电磁换向阀；5复合液压缸,回路电磁铁动作顺序表,执行元件控制系统,53,中开式系统 主换向阀在中位时，换向阀使液压泵卸荷，液 体低压返回油箱（故系统的主换向阀为M型、H型 等中位机能）。,变量马达控制系统,1变量液压马达；2三位四通电磁换阀； 3溢流阀；4定量液压泵,多定量马达组合系统 1、2定量液压马达；3二位四通手动阀；4三位四通电磁换向阀；5溢流阀； 6定量液压泵,54,中开式系统的特点： 一般采用定量泵油源；,换向阀在中位时，能量传递从基本为零的低值 开始，换向后能量就上升，使压力液体进入执行 元件，去克服负载；,换向阀在中间位置时，内泄漏极微。,通常在能满足同一功能情况下，中开式系统能,耗较低。,多用于：需间歇运动或支承负载而又不希望频,繁启停原动机等工况类型。,55,中闭式系统 主换向阀在中位时，换向阀所有油口均封闭（O
