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1、Global Manufacturing Technology章. 液压基础1Global Manufacturing Technology1. 液压理论2Global Manufacturing Technologyq 什么是液压系统?是为了提供动力发生场所和该动力的使用场所之间的动力传递而使用受压液体的一种手段。即，将在液压泵中生成的液压能量传递到液压缸或电动机时使用液压手段。q 液压定义是将液体用作动力传递媒体的一种技术方法。什么是液压?q 液压设备和装置的应用领域机械加工，冲压机械，制造设备汽车工业，飞机，造船业等3Global Manufacturing Technologyq 液压
2、系统的优缺点优 点缺 点1. 可通过小的设备获得大的力量。2. 对力量和速度可进行无级调节。3. 变换运动方向容易。4. 控制简单。5. 小型轻便。6. 耐摩擦磨损、润滑性、防锈性优良。7. 摩擦损失小，效率高。8. 过载安全装置简单且安全性好。9. 振动小，工作稳定，反应性良好。1. 每个机械都需要动力源。2. 液压用油容易受温度的影响。.3. 有液压油泄漏的可能性。4. 液压油有引起火灾的潜在危险。4Global Manufacturing Technologyq 液压设备的特点项 目空 压液 压1. 蓄能2. 动力源的集中3. 动力源的发生4. 引火，爆炸5. 外泄6. 使用温度7. 工
3、作速度8. 输出9. 压力传递速度储存在罐(箱)中容易多少容易安全没有影响40 5010m/sec1 ton50m/sec储存在蓄能器中困难多少困难液压油可燃性污染，火灾40 501m/sec10 ton1km/sec5Global Manufacturing Technologyq 力量传递原理有关液压系统内传递力量的最为基本的原理是1653年由Pascal提出的帕斯卡原理。q 帕斯卡原理- 当向密闭容器内的流体施加压力时会 产生压强。- 压强以均一的强度传递到容器内液体的各个部分。- 压强垂直作用于界面。- 压强为单位面积的力量。6Global Manufacturing Technolo
4、gyq 压强的传递利用面积的不同，可以同样的压强产生不同的力量(压力)。q 变位传递在液压系统中要产生大的力量，意味着移动的变位根据面积比相对变小。7Global Manufacturing Technologyq 速度 速度也像变位一样，随着面积比变化，在相同时间内移动的距离变短，速度也变慢。 (速度是流量的函数)q 压强与速度公式压强 = 力量(压力) / 面积速度 = 流量 / 面积8Global Manufacturing Technologyq 升降机械我们可以通过说明帕斯卡原理的图想像液压系统是怎样构成的。q 液压系统的构成动力供给部分有电动机或内燃机动力源，泵，油罐，液压油，安全
5、阀等。动力控制部分有可调节速度的速度控制阀和方向控制阀。驱动部分采用油缸。9Global Manufacturing Technologyq 连续性定律v 流量始终是相同的，与截面积无关。 也就是说在截面积小的地方流速要快。v 速度变快意味着速度能量增加。v 根据能量守恒定律，流体所具有的其他能量中的一种即压强能量要减少。v 在构成液压系统时实际上会出现很多如上所示的情形。这可以通过节流阀和可变口(orifice)阀等阀门的速度调节中观察到。时间(t)10Global Manufacturing Technologyq Orifice在orifice中流量与压强差的平方根成比例。这意味着当为了
6、调节速度而使用的阀门中，如果阀门两 端的压强差发生变化，通过的流量也会改变，Cylinder 的速度也会不同。11Global Manufacturing Technologyq 液压油的功能1. 传递液压能量2. 为动作部位提供润滑3. 防腐蚀4. 清除磨损粒子及异物5. 热分散及传递6. 吸收突压q 液压油需要具备的性质1. 要有良好的润滑性2. 防腐蚀3. 不起泡沫4. 不含有石蜡成分5. 粘度指数要大6. 不能混于水中7. 要有化学稳定性液压油12Global Manufacturing Technologyq 粘度粘度小时的特征粘度高时的特征1. 容易泄漏2. 润滑效果低3. 管路阻
7、力小4. Pumping 容易5. 反应时间短(快)6. 容易消除气泡1. 内部泄漏少2. 润滑特性小3. 管路阻力大4. Pumping 难5. 反应时间长(慢)6. 不容易消除气泡q 与粘度变化相关的液压系统的特征当把液压油使用于液压系统时，液体流动时会产生内部阻力，这就叫做粘度。 (粘度 : 液体内部流动阻力)粘度受温度的影响，当温度上升时粘度变小，温度下降时粘度增加。13Global Manufacturing Technologyq 液压油物理性质的表现- 比重 : 一种物质的重量与同体积4水的重量之比。- 燃点 : 当给油加热时油会蒸发并与空气混合，这时当有火源时引燃的温度。- 燃
8、烧点 : 当给油持续加热使油的燃烧继续的温度。- 流点 : 在倾斜面油不流动而是缓慢移动的温度。- 凝固点 : 油停止流动的温度。- 氧化稳定性 : 液压油抵抗物理和化学变化的性质。- 消泡性 : 混入液压油的气泡被分离的性质- 粘度指数 : 随着温度的变化而发生的粘度变化。14Global Manufacturing Technologyq 液压油的物理性质石油基 液压油重水和水液压系水，乙二醇基液 压油磷酸酯基液压油比重(15 )0.850.900.921.101.15粘度(cSt) (38 )407076974343粘度指数(VI)9510013015014016532流点()- 20以
9、下- 825- 30 - 52- 20燃点()200以上无无600氧化及稳定性70 以下66 以下66 以下在70 以下比石 油基的好耐磨性良好良好良好良好15Global Manufacturing Technology石油基 液压油重水和水液压系水，乙二醇基液 压油磷酸酯基液压油消泡性良好良好良好良好腐蚀性良好Cd, Mg等以外良好Cd, Mg, Zn 等以 外良好如果不热分解，对 金属良好泄漏普通有点严重有点严重严重液压油的供应普通要严格地避开与其他规格的混合净化普通一般来讲溶解性强，对涂料和密封材料要给予充分的注意气穴现象普通由于没有水分，容易发生气穴现象， 进口的真空度以127mmH
10、g为好良好价格指数10015040050016Global Manufacturing Technology2. 液压系统17Global Manufacturing Technologyq 油箱的结构油箱不仅为组成油压动力装置的各液压元件提供安装空间，还具有散发液压油的热量，排除空气，消除污染物等多种作用。动力装置液压系统故障中有70为液压油管理不善所致。18Global Manufacturing Technology空气滤清器 : 油箱内要有 清洁的空气循环，并且始终有大气压 作用于液体表面。供给口 : 用于补充液压油，为了不使 杂质进入，要通过过滤器。排放塞 : 位于油箱的最低处， 因
11、此在更换液压油时可以 清洁油箱和过滤器。隔板 : 是油箱内的进入室和归还室 之间的隔板，可稳定归还室的液压油， 使归还的液压油内的杂质沉淀。检验窗口 : 通过计量棒 或检验窗口检验储量。19Global Manufacturing Technologyq 液压过滤器的按结构分类 单层式 ( 2 20 ) 多层式 ( 0.2 100 ) 多孔体式 ( 2 200 ) 吸附式 磁式q 液压过滤器的按用途分类 进入line过滤器 ( 60m 左右) 压力line过滤器 ( 10m 以下) 返回line过滤器 ( 10 25m )20Global Manufacturing Technologyq 液
12、压过滤器的使用方式相关特征区 分优 点缺 点备 考归还line过滤器比较经济 维修简便只消除通过液压设备 的杂质。是普通的方法进入line过滤器保护液压泵免受杂质 的损坏随着使用细过滤器， 有发生气穴现象的危 险在液压泵入口处使用 滤网一样的装置压力line过滤器可使用对杂质敏感的 细过滤器是高费用方式需要高压housing 需要污染指示装置旁路line过滤器可使用小规格过滤器清除杂质的性能差只清除油箱内的杂质21Global Manufacturing Technologyq 液压泵在液压系统中泵是用来生产能量的设备。也就是说是将驱动泵的动力-电能 转化为液体所拥有的能量的设备。q 液压的
13、Ground Rule1. 液压泵不是生产压强而是生成流体的流动。2. 流体的压力是在有阻力的时候形成的。3. 流体向阻力小的方向流动。q 液压泵的作用- 泵是起吸入和排出作用的设备。- 当泵被驱动设备驱动时内部压强变得比大气压低，亦即形成真空状态，- 从而产生压强差，这种压强差使得油箱内的油被泵吸入。液压泵22Global Manufacturing Technologyq 液压泵的种类液压泵 齿轮泵齿轮泵 叶轮泵轮泵 活塞泵泵 外接齿 轮泵 内接齿 轮泵 压力平 衡型 压力不平 衡型 轴流式 半径流式 斜轴式 斜盘式 23Global Manufacturing Technologyq 齿
14、轮泵1. 外接齿轮泵v 排量 : 250/rv 最大压力 : 250barv 适用于定容量型v 速度范围宽v 噪音v 耐异物强v 维修不方便v 小型，比较轻v 价格低24Global Manufacturing Technologyv 排量 : 250/rv 最大压力 : 250barv 适用于定容量型v 速度范围宽v 有点噪音v 耐异物性强v 维修不方便v 对使用的液压油没有很多限制2. 内接齿轮泵25Global Manufacturing Technologyq 叶片泵1. 压力不变型叶片泵从泵排出一侧发生的压力作用于泵轴。这意味着在泵的轴上附加很大的负载。26Global Manufa
15、cturing Technology2. 压力平衡型叶片泵v 排量 : 200/rv 最大压力 : 280barv 压力脉动小v 维护与管理容易v 与输出相比尺寸较小v 寿命长v 需要高精度27Global Manufacturing Technology3. 变量型叶片泵随着排出端的压力增加，排量也会与该压力成比例地减小，当压力小时流量也增加，所以这种泵的排放能量总是一定的。28Global Manufacturing Technologyq 活塞泵1. 轴流式,、斜盘式活塞泵v 排量 : 500/rv 最大压力 : 350barv 效率高活塞泵的排量与活塞数量、活塞尺寸、气缸行程、及转速有
16、关，如果其中有一项是可变的，那么该泵就是变量泵。29Global Manufacturing Technology2. 轴流式、斜轴式活塞泵活塞泵有如图所示，液压油的进出方向与轴向相同的轴流式和 两轴成直角的radial式，即半径流式泵。30Global Manufacturing Technology3. 半径流式活塞泵31Global Manufacturing Technology3. 液压控制设备32Global Manufacturing Technologyq 按压力调节阀的结构分类1. 安全阀2. 减压阀压力调节阀q 按安全阀的用途分类1. 保护泵等液压设备2. 限制液压系统的最大压力3. 反平衡阀4. 制动阀5. 顺序阀33Global Manufacturing Technologyq 直动式卸压阀v 在液压系统中实际多使用的安全阀不是直动型结构，而是间接作用结构。v 因为使用直动型，为了控制液压系统的高压力所使用的弹
