液压基础之1打开你的液压之门课件.ppt

打开你的“液压之,基础篇,所谓“液压”压力的产生油膜之我见思考问题的方法-四关,四个论题,所谓“液压”,所谓“液压”，所谓“传动”。液压分为“液”和“压”，“液”之为液体，“压”之为压力。所以，我说之液压就是，以流体为载体，施以压力，为传动储备能量的一种方式。所以，液压只是一个人类改造世界的过程中逐渐发现的一种动力传动的规律。,什么干什么为什么,什么是液压？液压能干什么，怎么干液压？为什么要做液压的相关工作？,所谓“传动”,所谓动力就是能够被人类所支配的一些种类的能量，服务于人类，用于改造人类世界的能量形式，我们称之为动力；例如，愚公移山使用的均是原始的人之动力，现在取而代之的是用燃油机械作为动力，并使之转变成挖斗的动力，用于机械移山，在这个过程中，燃油燃烧所产生的能量，我们通过转换的装置，传到挖斗上面，这个过程就是所谓的传动。,能量传递的方式,为什么要使用这么多的传动形式？,因为特点，它们有最适合使用的场所或装置，可以实现最有效、最精确、最安全等性能，因此，我们在使用不同的传动形式的时候，就必须首先熟知传动的特性和特点。在人类的古代，人们就开始使用了很多的机械和液力传动，例如杠杆、滑轮常用于过去战争中的攻城，水车的原理应用了齿轮传动，民间纺织的纺车就使用了相当于今天的皮带传动，,能量转换,原动机,液压传动电传动气传动液力传动机械传动,应用,内燃机电动机空压机,机床工程机械塑料机械压力机水利机械船用机械电力设备钢铁设备等等设备,各种传动系统,运动的两种方式,1，直线运动：-液压油缸-气动缸-螺旋运动,之一,运动的两种方式,2，旋转运动-液压马达-减速机-气动马达-电动机,之二,早期传动形式-水车,传动形式有很多，人类最早发明的机械传动，以及到后来气动，电动，液力传动，液压传动等传动形式。,水车转啊转,水车有两种传动方式：一种是人力水车，是人类利用杠杆连续让水车旋转，把水汲出，将水输送出去。一种是液力水车，利用高处流下水流的冲击力，推动水车旋转，作为动力，再推动另外汲水车。,原始的皮带传动,皮带机,回答第一个问题：什么是液压？,我们所讲的液压，就指的是液压传动？所谓液压传动，就是使用了液压元件，利用合理的液压系统，通过液压油的传输，实现高效动力的传送。这就是我们所讲的“液压传动”。,就是液压传动！,关于流体,流体力学原理,流体静力学,流体动力学,帕斯卡定律,伯努利方程,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,帕斯卡定律的要点：1，密闭+静止的流体（与液力传动的区别）2，作用于密闭容器内表面的力，永远垂直于压力表面。3，压力的大小与作用于该表面面积上的力平衡。4，密闭容器内部的压力处处相等。,压力在流体中的传递,流体力学原理,F1-小活塞上的作用力F2-大活塞上的作用力A1-小活塞截面积A2-大活塞截面积W1-小活塞做功W2-大活塞做功P-流体的压力,压力之我见,例如，要使得液压油发挥更大的作用，就要给液压油足够的能量，给予足够的压力，同等油量下，压力越高，能量就越大，发挥的作用就越大。,压力之我见,液压动力传动实际上是势能的传递，要传递势能，首先要建立势，说白了就是压力，在我们静压传动的应用中，都是势能（就是压力能）在起作用。,第一，节流增压,节流有两种情况-小孔节流（长孔节流）和窄缝节流（平面和柱面）无论哪种节流，都是在油流的输出管路上将流通的截面积在某处或多处减小，截面积减小的点就是节流点，应有的流量（液压泵泵出的流量）就会在这点上开始减少，然而，液压泵的输出还在源源不断的，无处可走的液压油，就会压缩和内泄，在内泄不足以放掉节流的流量的时候，压力就会不断地增加，直到平衡了流量，才会在某个压力值上稳定下来，表现的为压力表的表针很稳定，不会动。,节流增压,第二，有负荷才会有压力,这是一个外部的液压功能的表现，负载导致压力。当设备没有负荷的时候，液压油在管路中的流动很通畅，表现的压力也很小；当我们人为给设备增加负荷的时候，例如，行走液压系统在车辆爬坡的时候，液压油在马达处被节流，压力会随着负荷的增加而增加来驱动车辆的上坡运动，所以，表现为压力在爬坡的时候会很高。相反，我们也应该知道，当我们发现液压系统的压力比较高的时候，就可以判断其系统所承受的负荷比较大，继而查证负荷产生所在的机构，发现设备故障的原因。,有负荷才会有压力举例,液压系统的工作压力取决于外负载,流体力学原理,液压系统中的压力取决于负载,-正负载：由液压系统产生动力给负载-负负载：由负载产生动力给液压系统（吸空）-节流负载：用节流的方式使得油泵产生动力,流体力学原理,节流处,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,流量不变,V1V2,流体力学原理,流体力学原理,伯努利方程,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,流体力学原理,管道流速选择,了解液压油,了解液压油,液压之历史,流体传动=液压+气压17世纪帕斯卡先生，提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术；1795年英国约瑟夫布拉曼，在伦敦用水作为工作介质,以水压机的形式将其应用于工业上,诞生了世界上第一台水压机。1905年将工作介质水改为油（液压油缸）,又进一步得到改善。,液压之历史,第一次世界大战(1914-1918)后液压传动广泛应用,特别是1920年以后,发展更为迅速。19 世纪末 20 世纪初的20年间,才开始进入正规的工业生产阶段。,液压之历史,1925 年威格士先生(F.Vikers)发明了压力平衡式叶片泵,为近代液压元件工业或液压传动 的逐步建立奠定了基础。20 世纪初康斯坦丁尼斯克(GConstantimsco)对能量波动传递所进行的理论及实际研究；1910年对液力传动(液力联轴节、液力变矩器等)方面的贡献，使这两方面领域得到了发展。,液压之历史,第二次世界大战(1941-1945)期间，在美国机床中有30%应用了液压传动。应该指出，日本液压传动的发展较欧美等国家晚了近 20 多年。在 1955 年前后，日本迅速发展液压传动，1956 年成立了”液压工业会”。近2030 年间，日本液压传动发展之快，居世界领先地位。,液压传动系统的应用,2023/1/21,www.3ts.cc,现代的应用,液压系统的应用,液压传动的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等;,塑料机械,压力机械,工程机械,机场设备,建筑机械,机床,液压系统的应用,液压传动应用,钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等;土木水利工程用的防洪闸门及堤坝装置、河床升降装置、桥梁操纵机构等;发电厂涡轮机调速装置、核发电厂等,水利设备,钢铁厂,发电机组,河床设备,液压传动应用,船舶用的甲板起重机械(绞车)、船头门、舱壁阀、船尾推进器等;特殊技术用的巨型天线控制装置、测量浮标、升降旋转舞台等;军事工业用的火炮操纵装置、船舶减摇装置、飞行器仿真、飞机起落架的收放装置和方向舵控制装置等。,飞机起落架,液压传动应用,液压传动应用,绞车,升降旋转舞台,液压的优点（一）,与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点：1、与机械传动相比-液压传动的各种元件，可以根据需要方便、灵活地来布置。2、与机械和电气传动相比-重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快。3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速（调速范围达2000：1）-与机械传动相比。4、可自动实现过载保护-与机械传动相比。,液压的优点（二）,5、一般采用矿物油作为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长。6、很容易实现直线运动，例如，使用油缸。7、很容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制过程，而且可以实现远程控制-遥控。,同样功率的元件外形尺寸,液压的缺点,1、由于流体流动的阻力和泄露较大，所以效率较低。如果处理不当，泄露不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。2、由于工作性能易受到温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。3、液压元件制造精度要求较高，因而价格较贵。4、由于液体介质的泄漏及可压缩性影响，不能得到严格的传动比。5、液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。,三大缺点之一-发热,1、发热 由于（1）介质（液压油）压差和流动导致液体内部存在一定的内摩擦生热；（2）液体和管路内壁之间也存在摩擦，这些都是导致液压油温度升高的原因。结果：1）温度升高将导致内外泄漏增大，降低其容积效率。2）高温液压油会发生膨胀，导致压缩性增大，使控制动作无法很好的传递。解决办法：（1）发热无法根除只能尽量减轻。（2）使用质量好的液压油（3）液压管路的布置中应尽量避免弯头的出现、使用优质管件等。,三大缺点之二-振动,2、振动 由于（1）大流量产生的冲击（2）压力波动产生的冲击。结果会导致（1）系统控制动作发生错误（2）使系统中一些较为精密的仪器发生错误，导致系统故障。解决办法：（1）液压管路应尽量固定，避免出现急弯（2）避免频繁改变液流方向，无法避免时应做好减振措施（3）应有良好的减振措施，还要避免外来振源对系统的影响。,三大缺点之三-泄漏,泄漏 可分为内泄和外漏。内泄指泄漏过程发生在系统内部，例如液压缸活塞两边的泄漏、控制阀阀芯与阀体之间的泄漏等。内泄会（1）降低容积效率，动力损失；（2）既定的控制动作可能会受到影响，直至引起系统故障。外漏是指发生在系统和外部环境之间的泄漏。液压油直接泄漏到环境中，除了会影响系统的工作环境外，还会导致系统压力不够引发故障。泄漏到环境中的液压油还有发生火灾的危险。,液压系统概念,一个完整的液压系统由五个部分组成，动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件介质-液压油。,液压系统概念,液压系统概念,液压系统概念,液压系统动力元件-液压泵,动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能；指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有：齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等等。,液压泵的分类,液压泵的基本要素,液压泵基本特性,液压泵基本特性,液压泵基本特性,液压泵基本特性,液压泵基本特性,液压泵基本特性,液压泵基本特性,液压泵基本特性,液压泵基本特性,液压系统元件-执行元件,执行元件：包括液压油缸和液压马达；其作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动，摆动或回转运动。,液压系统元件-控制元件,控制元件=各种液压阀在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。按功能分，液压阀可分为：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。,控制阀的分类,2023/1/21,www.3ts.cc,压力 控制阀溢流阀（安全阀）、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。,换向阀和减压阀图解,液压系统元件-附件和油液,辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。,“完全密封”是相对的,“系统泄漏”是绝对的。对于任何液压系统和任何液压元件，当它们在工作的时候，都或多或少地存在一定的内泄（我们称元件在工作时候的液压油泄漏到元件的内部，再通过元件的回油口会到油箱的过程，叫 内泄。）所有，液压元件的内泄流量是有标准规定的，例如，某滑阀在30MPa的工作压力下的内泄量不得大于10毫升/每小时。,第一，微观,2023/1/21,www.3ts.cc,所有的液压元件的正常工作，其内部的所有以液压油为媒介的元件均是在液压油膜保护下工作的，正常的工作寿命是很长的，一般地在3-5年。一旦，我们所说的油膜被破坏了，例如，杂质的颗粒直径过大，杂质的数量过多，液压油中含水，液压油中含气，元件的配合间隙、等等。,油膜之我见,油膜之我见,对于所有的液压件来讲，内部的配件的配合是有一定间隙的，图中间隙B，因为液压件工作的特点就是，所有的配件都是在介质里面工作的，就是液压油。我们设计液压元件的时候，一套配合副之间的间隙被确定了，在一定的间隙下会在液压油里面运动的时候产生油膜，而且油膜会润滑配合件，避免相对运动产生磨损。液压系统的工作是靠油压作功的，元件之间的工作既有相对运动又要保持一定的油压，其性能的形成归功于油膜的作用。,油膜之我见,油膜之我见,因为介质黏度的原因，油膜的厚度和黏度和压力有着直接的关系，例如，黏度较大的时候，即使油膜的厚度较厚，系统也能够保持住高压；如果油液的黏度较小的时候，油膜的厚度将会较薄；或者，如果黏度较小，同时间隙又较大，这样配合间隙之间就会有流动，也就是元件的内部产生泄漏，俗称其为“内泄”。所以我们应该知道，液压元件内部的配合和工作中，产生泄漏是绝对的，而完全密封是相对的。就是说，油膜是“流动的”保护膜。,油膜之我见,一般地，液压件的配合偶件的材料是不同，一个很硬而且和光洁，而其配合元件的材料则比较软；从其工作的状态分析，液压油会附着在软质材料的表面，而光滑质硬的元件则在其表面滑动，形成“无磨损“运动。,油膜之我见,液压之门,了解液压，就需要知道有“液”有“压”，牢记液压传动本来就是在介质（液压油）被增压后传输动力（压力）的过程。如果，你了解了，液压之门就开了！,液压之门,我们在这里提出的三“guan(关)”的概念，指的是微观、宏观和相关，从这三个方面去分析故障形成的原因并正确而快速地诊断故障是非常有效的。具体说来：请看下页！,液压之门,微观我们指的元件内部的运动元件摩擦副的工作特性，也是设备的部件或元件在工作的过程中，产生故障的基本因素，而且是人们目测所不及的一些故障点。从微观上分析故障因素，首先必须具备丰富的理论知识，并能举一反三应用于故障分析；微观上考虑的关键问题是：油质与特性、元件材质与特性、配合公差及污染。,液压之门,例如，某摊铺机系统高温，发现一组油管温度最高，经过测量，这组油管的弯管处，其扁度达到1:1.4，而行业的标准是1:1.1，经过计算，弯管处大约被节流30%,因此，节流处产生高温；其实，从微观上看，产生高温的原理，就是流经节流处的流速增加，液压油分子之间的摩擦力增加，已经液压油与管壁的相对速度也增加，分子之间及油与管壁之间的摩擦产生了大量的热量，导致局部温度过高，成了系统的“加热器”。其实就是液压油的物理特性的变化。,液压之门,近似计算方法：周长相等的椭圆和圆，（谁的）圆的面积大。此时，设椭圆的长半轴为a，短半轴为b，则圆面积-椭圆面积=（a-b）2（为圆周率）可见，公式里面的计算，对于管子来讲，弯管处越扁，就是a-b的差越大，结果是，圆面积比椭圆面积差越大，就是椭圆的流通面积就越小，弯管处的节流越严重。弯管的标准为a/b1.1。,液压之门,宏观-指的液压元件的性能和外部特性，是我们可以通过感官、仪器等可以捕捉或检测到的一些设备信息，通过这些信息来判断设备的故障与否。例如，发动机的转速、机油压力、温度及排烟等参数和现象；液压系统的压力、流量、方向、温度、泄漏、振动等参数和现象；电气系统的电流、电压、温度等参数。,液压之门,相关-指的是我们在诊断设备的故障点的时候，一定要综合考虑设备的各种部件和各种系统的相关因素，找出最正确的故障点。例如，设备的柴油机冒黑烟，就有两方面的原因，要么柴油机动力下降，要么设备的负荷意外增加，那么，柴油机动力下降是柴油机的故障，设备的负荷增加是设备传动部分的故障。因此，我们在诊断故障的时候，必须地考虑相关的问题。,打开液压之门,从微观的角度看液压问题，液压油油膜的生产是关键所在，其相关的因素有液压油品质、液压油的物理特性的适应性，外界环境的条件的变化。重视液压油膜的机理是了解并掌握液压本质的关键；宏观不可缺获的元件和系统参数，能够帮助你做具体液压工作和操作，加之与液压系统密切相关的元件和装置，你就会完整地了解液压传动了。谢谢！,