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1、气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社项目六项目六 液压系统基本回路液压系统基本回路任务任务1 搭建与调试液压泵站搭建与调试液压泵站气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务目的】【任务目的】 工业双泵液压站如图6-1-1所示。任务要求根据图6-1-2单级调压回路图，搭建与调试该液压泵站，使其安全运行；通过调节溢流阀进行系统压力的调节，设定P口系统压力值设为5MPa。图6-1-1 工业双泵液压站1-油箱 2-精过滤器 3-油温液位计 4-储能器 5-电动机 6-单作用叶片泵7-柱塞泵 8-压力表 9-单向阀 10-直动式减压阀 11-液压软管气动与液压技术
2、气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务目的】【任务目的】1.了解单作用叶片泵和直动式溢流阀的结构及工作原理。2.认识单级调压回路。3.掌握液压泵站的搭建与调试方法。4.掌握液压传动系统压力调节方法。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务分析】【任务分析】 单级调压回路如图6-1-2所示。图中，电动机8带动变量泵2，油液从油箱7经粗过滤器1被吸入叶片泵2；叶片泵2将油液推入精过滤器3进入单向阀5，由于油液被单向阀截止，压力持续上升，如压力过大会损坏液压泵站，因此单级调压回路需配置溢流阀。油液进入溢流阀6，油液压力克服弹簧力顶开溢流阀阀芯，油液回到油箱，压力表可显
3、示系统压力。本任务通过调节溢流阀弹簧的预紧力设定系统压力。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【知识链接】【知识链接】 液压泵是液压系统的动力元件，它将电动机或其它原动机输入的机械能转换为液体的压力能，向系统供油。常用的液压泵有叶片泵、柱塞泵和齿轮泵。它们都是靠密封容积的容积变化来工作的，因此称为容积泵。一、单作用叶片泵一、单作用叶片泵1结构和工作原理结构和工作原理吸油压油123 （a a）实物图）实物图 （b b）工作原理图）工作原理图 （c c）符号）符号图6-1-3单作用叶片泵单作用叶片泵气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社 单作用叶片泵如图单作用
4、叶片泵如图6-1-3所示，它所示，它由由转子子1、定子、定子2、叶片、叶片3和和配油盘等部件组成，转子和定子呈现偏心位置配油盘等部件组成，转子和定子呈现偏心位置，叶片在，叶片在转子槽子槽内可灵活滑内可灵活滑动，转子子转动时产生的离心力将叶片生的离心力将叶片顶部部紧贴在定在定子内表面上，于是，相子内表面上，于是，相邻的两叶片、配油的两叶片、配油盘、定子和、定子和转子形成子形成封封闭的工作腔。当的工作腔。当转子按子按图示方向旋示方向旋转时，右，右侧叶片向外伸出，叶片向外伸出，密封容密封容积腔逐腔逐渐增大，形成真空，油液通增大，形成真空，油液通过吸油口吸油口进入密封工入密封工作腔；而左作腔；而左侧叶
5、片向内叶片向内缩回，密封容回，密封容积逐逐渐减小，油液通减小，油液通过压油口被推送到系油口被推送到系统中。叶片中。叶片泵每每转一圈，吸一次油，一圈，吸一次油，压一次油，一次油，因此称因此称为单作用叶片作用叶片泵。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社2.2.特点特点（1 1）改变定子和转子之间的偏心距）改变定子和转子之间的偏心距e e便可改变液压泵的排量大便可改变液压泵的排量大小。因此单作用叶片泵常用作变量泵。小。因此单作用叶片泵常用作变量泵。（2 2）改变偏心的方向，吸油和压油方向也改变。）改变偏心的方向，吸油和压油方向也改变。（3 3）由于转子转一周，吸压油各一次，吸油区
6、和压油区的压力）由于转子转一周，吸压油各一次，吸油区和压油区的压力不等，因此在转子上存在径向不平衡力。不等，因此在转子上存在径向不平衡力。单作用叶片泵可做成多种形式的变量泵，最常用的是限压式变单作用叶片泵可做成多种形式的变量泵，最常用的是限压式变量泵。这种液压泵可以根据系统负载变化自动调节输出流量，量泵。这种液压泵可以根据系统负载变化自动调节输出流量，负载大时，摄入量减小，液压泵无溢流损失。负载大时，摄入量减小，液压泵无溢流损失。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社3.限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵不管外负载再怎么加大，泵的输出压力不会再升高，所以被称为限压式变量叶片泵。
7、限压式变量叶片泵可分为外反馈式和内反馈式两种。图6-1-4外反馈限压式变量叶片泵的工作原理图外反馈限压式变量叶片泵的工作原理图1-转子转子 2-调压弹簧调压弹簧 3-定子定子 4-滑块滚针支承滑块滚针支承5-反馈柱塞反馈柱塞 6-流量调节螺钉流量调节螺钉气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社 它能根据外负载（泵的工作压力）的大小自动调节泵的排它能根据外负载（泵的工作压力）的大小自动调节泵的排量。如图量。如图6-1-46-1-4所示，转子所示，转子1 1中心固定不动，定子中心固定不动，定子3 3可左右移动。可左右移动。定子左侧有调压弹簧定子左侧有调压弹簧2 2，右侧是反馈柱塞，
8、右侧是反馈柱塞5 5，它的油腔与泵的压，它的油腔与泵的压油腔相通。在液压泵未运行时，定子油腔相通。在液压泵未运行时，定子3 3在调节弹簧在调节弹簧2 2的作用下，的作用下，紧靠反馈柱塞紧靠反馈柱塞5 5，这时定子和转子存在一个偏心距，这时定子和转子存在一个偏心距e e，调节流量，调节流量调节螺钉调节螺钉6 6的位置，便可改变流量的位置，便可改变流量. .气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社二、直动式溢流阀二、直动式溢流阀 溢流阀是压力控制阀的一种，具有稳压溢流和安全保护溢流阀是压力控制阀的一种，具有稳压溢流和安全保护作用，按照结构可分为直动式和先导式。如图作用，按照结构可分
9、为直动式和先导式。如图6-1-56-1-5所示为直所示为直动式溢流阀，当进油口口压力大于调压弹簧的弹簧力时，液动式溢流阀，当进油口口压力大于调压弹簧的弹簧力时，液体顶开阀芯进出油口开启，起到溢流稳压或安全保护作用；体顶开阀芯进出油口开启，起到溢流稳压或安全保护作用；转动调压手柄，可以改变弹簧压力，可以实现压力的调节。转动调压手柄，可以改变弹簧压力，可以实现压力的调节。调压手柄调压弹簧阀芯进油口进油口出油口进口油压大于弹簧力进口油压小于弹簧力（a a）实物图）实物图 （c c）符号）符号（b b）工作原理图）工作原理图图6-1-5 直动式溢流阀直动式溢流阀气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版
10、社高等教育出版社【任务实施】【任务实施】一、元件清单一、元件清单表6-1-1“液压泵站”所需元件清单气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社二、液压回路仿真设计二、液压回路仿真设计 1 1打开仿真软件打开仿真软件FluidSIM-HFluidSIM-H，新建一个制图区并保存，新建一个制图区并保存，名称为名称为“搭建与调试液压泵站搭建与调试液压泵站”。如图。如图6-1-66-1-6所示。所示。图6-1-6 新建制新建制图区并保存区并保存气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社 2在窗口左边的元件库中将涉及的液压元件直接拖到制在窗口左边的元件库中将涉及的液压元件直接
11、拖到制图区，完成液压元件的选择。图区，完成液压元件的选择。如图如图6-1-7所示。所示。图图6-1-7元件选择并合理布局元件选择并合理布局气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社3 3连接各液压元件，形成液压回路图。连接各液压元件，形成液压回路图。如图如图6-1-86-1-8所示。所示。4 4. .双击液压源，调整溢流阀工作压力为双击液压源，调整溢流阀工作压力为5MPa并确定，如并确定，如图图6-1-9所示所示。图图6-1-8回路连接回路连接图图6-1-9系统压力设定系统压力设定气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社5. .回路仿真，观察现象。回路仿真，观察现
12、象。单击仿真开始按钮，观察压力表单击仿真开始按钮，观察压力表读数，如图读数，如图6-1-10所示。所示。图图6-1-10回路仿真回路仿真气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社三、实验操作三、实验操作1. . 元件选择与固定元件选择与固定 根据元件清单，在实验台抽屉中找出相应的液压元件，固根据元件清单，在实验台抽屉中找出相应的液压元件，固定在操作平台上，定在操作平台上，安装时需检查单向阀和溢流阀密封圈是否完安装时需检查单向阀和溢流阀密封圈是否完好，如不完好需及时更换，如图好，如不完好需及时更换，如图6-1-11所示。所示。图图6-1-11 元件的选择与固定元件的选择与固定气动与
13、液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社2. 2. 回路连接与检查回路连接与检查 根据正确的液压仿真回路图，连接相应的元件，形成调压根据正确的液压仿真回路图，连接相应的元件，形成调压回路，并进行检查，如图回路，并进行检查，如图6-1-12（a）所示。完成连接后，在快）所示。完成连接后，在快速接头连接处施加适当拉力，以检查管路连接是否牢固，并将速接头连接处施加适当拉力，以检查管路连接是否牢固，并将溢流阀手柄逆时针拧松，如图溢流阀手柄逆时针拧松，如图6-1-126-1-12（b b）所示。）所示。（a a）回路连接）回路连接 （b b）检查溢流阀）检查溢流阀图图6-1-12 回路连接与检
14、查回路连接与检查气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社3 3操作运行操作运行（1 1）设定系统压力。）设定系统压力。 打开泵站电源，空载运行，关闭电源，观察电机运转方向打开泵站电源，空载运行，关闭电源，观察电机运转方向是否正确，如图是否正确，如图6-1-13（a）所示；电动机方向正确后再次打开）所示；电动机方向正确后再次打开泵站电源，顺时针拧动直动式溢流阀调压手柄，待压力表读数泵站电源，顺时针拧动直动式溢流阀调压手柄，待压力表读数到达系统压力设定值（到达系统压力设定值（5MPa），锁紧调压手柄，），锁紧调压手柄，如如图6-1-13（b）所示，关闭泵站电源。在压力设定过程中对遇
15、到的问）所示，关闭泵站电源。在压力设定过程中对遇到的问题进行分析和解决。题进行分析和解决。图图6-1-13 设定系统压力设定系统压力气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社（2 2）液压泵站卸压。）液压泵站卸压。 打开泵站电源，打开泵站电源，逆时针拧松直动式溢流阀调压手柄，当压力逆时针拧松直动式溢流阀调压手柄，当压力表读数恢复到表读数恢复到“0 0”位时，卸压完成，关闭电源。位时，卸压完成，关闭电源。如图如图6-1-14所示所示。图图6-1-14 液压泵站卸压液压泵站卸压气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社 四、工位的四、工位的5S5S 小组完成任务后，拆下
16、油管及元件，并整理后放回原处小组完成任务后，拆下油管及元件，并整理后放回原处。如如图6-1-15所示所示。图图6-1-15 6-1-15 工位的工位的5S5S气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【任务评价任务评价】评价项目评价项目评分标准评分标准学生自评学生自评教师评价教师评价操作过程安全性操作过程安全性操作规范，无人身和设备安全隐患操作规范，无人身和设备安全隐患 职业素养职业素养工位整洁，元件、工具摆放合理工位整洁，元件、工具摆放合理 实验操作能力实验操作能力元件选择、固定正确元件选择、固定正确 管路连接正确管路连接正确 实验现象实验现象实验现象正确实验现象正确 工作原理
17、表述工作原理表述原理表述准确合理原理表述准确合理 气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社【拓展延伸拓展延伸】一、柱塞泵一、柱塞泵 柱塞泵是通过柱塞在柱塞孔内往复运动时密封工作容积的柱塞泵是通过柱塞在柱塞孔内往复运动时密封工作容积的变化来实现吸油和排油的一种液压泵。按柱塞的排列方式不同，变化来实现吸油和排油的一种液压泵。按柱塞的排列方式不同，分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。如图分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵。如图6-1-16（a）所示，是一种）所示，是一种定量轴向柱塞泵。定量轴向柱塞泵。（a a）实物图）实物图 （b b）工作原理图）工作原理图 （c c）图形符号）图形符号图6-1-1
18、6柱塞泵柱塞泵1凸轮凸轮 2柱塞柱塞 3泵体泵体 4弹簧弹簧 5、6单向阀单向阀气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社 单柱塞柱塞泵的工作原理的工作原理如图如图6-1-16所示，它由凸轮所示，它由凸轮1、柱塞、柱塞2、泵体、泵体3、弹簧、弹簧4和单向阀和单向阀5、6等部件组成。等部件组成。泵体体3 和柱塞和柱塞2 构成一个密封容积，凸构成一个密封容积，凸轮1 由原动机带动旋转，当凸由原动机带动旋转，当凸轮由由图示位置示位置顺时针转半周半周时，柱塞在，柱塞在弹簧簧4的右移动，密封容积的右移动，密封容积逐渐增大，形成局部真空，油箱内的油液在大气压作用下，逐渐增大，形成局部真空，油
19、箱内的油液在大气压作用下，顶开单向阀顶开单向阀6进入密封腔中，实现吸油；当偏心轮继续再转进入密封腔中，实现吸油；当偏心轮继续再转半周时，它推动柱塞向左移动，密封容积逐渐减小，油液受半周时，它推动柱塞向左移动，密封容积逐渐减小，油液受柱塞挤压而产生压力，使单向阀柱塞挤压而产生压力，使单向阀6关闭，油液顶开单向阀关闭，油液顶开单向阀5输输入系统，液压泵的供油压力为入系统，液压泵的供油压力为p，供油流量为，供油流量为q。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社二、齿轮泵二、齿轮泵 齿轮泵是常用的一种液压泵，按照结构形式不同分为外啮合齿轮泵是常用的一种液压泵，按照结构形式不同分为外啮合
20、齿轮泵和内啮合齿轮泵。如图齿轮泵和内啮合齿轮泵。如图6-1-17所示为外啮合齿轮泵。所示为外啮合齿轮泵。（a a）实物图）实物图 （b b）工作原理图）工作原理图图图6-1-17齿轮泵齿轮泵压油口吸油口气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社 如图如图6-1-17（b b）所示，在泵体内部有一对外啮合齿轮，）所示，在泵体内部有一对外啮合齿轮，当齿轮按照图示箭头方向旋转时，右油腔由于轮齿逐渐脱当齿轮按照图示箭头方向旋转时，右油腔由于轮齿逐渐脱开啮合，使密封容积逐渐变大而形成真空，油箱中的油液开啮合，使密封容积逐渐变大而形成真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经油管进入油腔，充满齿
21、槽，并随着在大气压力的作用下经油管进入油腔，充满齿槽，并随着齿轮的旋转被带到左油腔。左油腔内齿轮不断进入啮合，齿轮的旋转被带到左油腔。左油腔内齿轮不断进入啮合，使密封容积逐渐减小，齿槽内油液受挤压，从压油口被压使密封容积逐渐减小，齿槽内油液受挤压，从压油口被压出。随着齿轮不断转动，吸油口不断吸油，压油口不断压出。随着齿轮不断转动，吸油口不断吸油，压油口不断压油，实现供油的连续不断。油，实现供油的连续不断。气动与液压技术气动与液压技术高等教育出版社高等教育出版社三、先导式溢流阀三、先导式溢流阀 先先导式溢流式溢流阀由主由主阀和先和先导阀两部分两部分组成，先成，先导阀用于用于调定系定系统压力，主力
22、，主阀用于控制油口用于控制油口的通断。如的通断。如图6-1-18（b）所示，当系统压力小于先导阀的调定压力时，压力油由进口进入，通）所示，当系统压力小于先导阀的调定压力时，压力油由进口进入，通过小孔作用于锥阀芯，锥阀关闭；液压油作用于主阀的上下端，压力相等，主阀关闭，不溢流。过小孔作用于锥阀芯，锥阀关闭；液压油作用于主阀的上下端，压力相等，主阀关闭，不溢流。当系统压力大于溢流阀调定压力时，作用于先导阀上的压力克服调压弹簧弹力使锥阀打开，压当系统压力大于溢流阀调定压力时，作用于先导阀上的压力克服调压弹簧弹力使锥阀打开，压力油经主阀芯中间的孔流入主阀下端，主阀芯两端形成压力差，主阀芯在此压力差的作用下克力油经主阀芯中间的孔流入主阀下端，主阀芯两端形成压力差，主阀芯在此压力差的作用下克服弹簧的弹力上移，主阀溢流口打开，实现溢流稳压所用。先导式溢流阀的符号如图服弹簧的弹力上移，主阀溢流口打开，实现溢流稳压所用。先导式溢流阀的符号如图6-1-18（c）所示。）所示。（a a）实物图）实物图 （c c）符号）符号系统压力小于先导阀的调定压力系统压力小于先导阀的调定压力系统压力大于等于先导阀开启压力系统压力大于等于先导阀开启压力（b b）工作原理图）工作原理图图图6-1-18 直动式溢流阀直动式溢流阀
