风力发电机液压系统的运行与维护 教学课件.pptx

液压系统的工作原理和结构组成液压元件及其作用风力发电机组液压系统,风力发电机组液压系统的运行与维护,液压系统的主要功能,液压系统的主要功能是为变桨距控制装置、安全桨距控制装置、偏航驱动和制动装置、停机制动装置提供液压驱动力。在定桨距风力发电机组中，液压系统的主要任务是执行风力发电机组的气动刹车、机械刹车以及偏航驱动和制动；在变桨距风力发电机组中，液压系统主要用于控制变距机构、机械制动和偏航驱动与制动；控制变桨距机构以实现风力发电机组的转速控制、功率控制。,与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点：(1)液压传动的各种元件可根据需要方便、灵活地来布置；(2)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)；(4)可自动实现过载保护；(5)一般采用矿物油为工作介质，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；(7)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，而且可以实现遥控。,举个简单例子：千斤顶，能抬几吨重的东西，马达直接带动也行吗？,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、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。4、由于液体介质的泄露及可压缩性影响，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。,液压系统三大顽疾,发热由于传力介质（液压油）在流动过程中存在各部位流速的不同，导致液体内部存在一定的内摩擦，同时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。振动液压系统的振动也是其痼疾之一。由于液压油在管路中的高速流动而产生的冲击以及控制阀打开关闭过程中产生的冲击都是系统发生振动的原因。漏油液压系统的泄漏分为内泄漏和外泄漏。内泄漏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。,内泄漏虽然不会产生液压油的损失，但是由于发生泄漏，既定的控制动作可能会受到影响，直至引起系统故障。外泄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。,液压系统的组成,任务一 动力元件的认知与维护,液压泵是能量转换装置，能将原动机提供的机械能转换为液压能，是液压系统中的液压能源，是组成液压系统的心脏，用它向液压系统输送足够量的压力油，从而推动执行元件对外做功。,容积泵的工作原理,1-偏心凸轮 2-柱塞 3-弹簧 4-密封工作腔 5-吸油阀 6-压油阀,当偏心凸轮1由原动机带动旋转时，柱塞2做往复运动。柱塞右移时，弹簧3使之从密封工作腔4中推出，密封容积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下，通过单向吸油阀5进入密封工作腔4，这是吸油过程。当柱塞左移被偏心轮压人工作腔时，密封容积逐渐减小，使腔内油液打开单向压油阀6进入系统，这是压油过程。偏心轮不断旋转，泵就不断地吸油和压油。,液压泵的性能参数,（1）工作压力和额定压力 液压泵的工作压力（用P表示）是揩实际工作时输出的压力，它主要取决于执行元件的外负载，而与泵的流量无关。泵的铭牌上标出的额定压力是根据泵的强度、寿命、效率等使用条件而规定的正常工作的压力上限，超过此值就是过载。,（2）排量和流量 液压泵的排量（用V表示）是指泵在无泄漏情况下每转一周，由其密封油腔几何尺寸变化而决定的排出液体的体积。,（3）效率 液压泵在能量转换过程中必然存在功率损失，功率损失可分为容积损失和机械损失两部分。,风力发电机组常用齿轮泵,齿轮泵的工作原理,当齿轮按图示方向旋转时，齿轮泵右侧（吸油腔）轮齿脱开啮合，齿槽内密封容积增大，形成局部真空，在外界大气压的作用下，从油箱中吸油，而且随着齿轮的旋转，吸人的油液被齿间槽带人左侧的压油腔。泵的左腔（压油腔）轮齿进入啮合，使密封齿槽内的容积逐渐减小，压力升高，由于液体的体积变化很小，故经管道输出给液压系统，也就是压油。泵轴不停地转动，油箱中的油就源源不断地被泵送入液压系统。,外啮合齿轮泵在结构上存在的几个问题,（1）困油现象 齿轮泵要平稳工作，齿轮啮合的重叠系数必须大于1，于是总有两对轮齿同时啮合，并有一部分油液被围困在两对轮齿所形成的封闭空腔之间，如图5-4所示。这个封闭的容积随着齿轮的转动在不断地发生变化。封闭容腔由大变小时，被封闭的油液受挤压并从缝隙中挤出而产生很高的压力，油液发热，并使轴承受到额外负载；而封闭容腔由小变大，又会造成局部真空，使溶解在油中的气体分离出来，产生气穴现象。这些都将使泵产生强烈的振动和噪声。这就是齿轮泵的困油现象。,（2）径向不平衡力 齿轮泵工作时，作用在齿轮外圆上的压力是不均匀的。在压油腔和吸油腔，齿轮外圆分别承受着系统工作压力和吸油压力；在齿轮齿顶圆与泵体内孔的径向间隙中，可以认为油液压力由高压腔压力逐级下降到吸油腔压力。这些液体压力综合作用的合力相当于给齿轮一个径向不平衡作用力，使齿轮和轴承受载。工作压力愈大，径向不平衡力越大，严重时会造成齿顶与泵体接触，产生磨损。,（3）泄漏 外啮合齿轮泵高压腔（压油腔）的压力油向低压腔（吸油腔）泄漏有三条路径：一是通过齿轮啮合处的间隙；二是泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙；三是通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙。三条路径中，端面轴向间隙的泄漏量最大，约占总泄漏量的70%80%。因此，普通齿轮泵的容积效率较低，输出压力也不容易提高。要提高齿轮泵压力的首要问题是要减小端面轴向间隙。,齿轮泵的常见故障及排除方法,（1）齿轮泵的优点 结构简单，工艺性较好，成本较低。与同样流量的其他各类泵相比，结构紧凑，体积小。自吸性能好。无论在高、低转速甚至在手动情况下都能可靠地实现自吸。转速范围大。因泵的传动部分以及齿轮基本上都是平衡的，在高转速下不会产生较大的惯性力。油液中污物对其工作影响不严重，不易咬死。,（2）齿轮泵的缺点 工作压力较低。齿轮泵的齿轮，轴及轴承上受的压力不平衡，径向负载大，限制了泵压力的提高。容积效率较低。这是由于齿轮泵的端面泄漏大。流量脉动大，引起压力脉动大，使管道、阀门等产生振动，噪声大。,任务二 控制元件的认知与维护,在液压系统中，用于控制和调节工作液体的压力高低、流量大小以及改变流量方向的元件，统称为液压控制阀。液压控制阀通过对工作液体的压力、流量及液流方向的控制与调节，从而可以控制液压执行元件的开启、停止和换向，调节其运动速度和输出扭矩（或力），并对液压系统或液压元件进行安全保护等。因此，采用各种不同的阀，经过不同形式的组合，可以满足各种液压系统的要求。,一、液压控制阀分类,1.按用途分类（1）压力控制阀。用于控制或调节液压系统或回路压力的阀，如溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等。（2）方向控制阀。用于控制液压系统中液流的方向及其通、断，从而控制执行元件的运动方向及其启动、停止的阀，如单向阀、换向阀等。（3）流量控制阀。用于控制液压系统中工作液体流量大小的阀，如节流阀、调速阀、分集流阀等。,2.按阀的控制方式分类（1）开关（或定值）控制阀。借助于通断型电磁铁及手动、机动、液动等方式，将阀芯位置或阀芯上的弹簧设定在某一工作状态，使液流的压力、流量或流向保持不变的阀。这类阀属于常见的普通液压阀。（2）比例控制阀。采用比例电磁铁（或力矩马达）将输入电信号转换成力或阀的机械位移，使阀的输出量（压力、流量）按照其输入量连续、成比例地进行控制的阀。比例控制阀一般多采用开环液压控制系统。,（3）伺服控制阀。其输入信号（电量、机械量）多为偏差信号（输入信号与反馈信号的差值），阀的输出量（压力、流量）也可按照其输入量连续、成比例地进行控制的阀。这类阀的工作性能类似于比例控制阀，但具有较高动态响应和静态性能，多用于要求精度高、响应快的闭环液压控制系统。,3.按结构形式分类 液压控制阀按结构形式分类有：滑阀（或转阀）、锥阀、球阀等。,二、方向控制阀,方向控制阀的作用是控制油液的通、断和流动方向。它分单向阀和换向阀两类。,（1）普通单向阀普通单向阀的作用是只允许油液流过该阀时单方向通过，反向则截止。,（2）液控单向阀,与普通单向阀相比，在结构上增加了控制油腔a、控制活塞1及控制油口K。当控制油口通以一定压力的压力油时，推动活塞1使锥阀芯2右移，阀即保持开启状态，使单向阀也可以反方向通过油流。为了减小控制活塞移动的阻力，控制活塞制成台阶状并设一外泄油口L（接油箱）。控制油的压力不应低于油路压力的30%50%。,2.滑阀式换向阀,l-阀芯 2-阀体,常用滑阀式换向阀有二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、二位五通及三位五通等类型。,通常所说的“二位阀”、“三位阀”是指换向阀的阀芯有两个或三个不同的工作位置。,所谓“二通阀”、“三通阀”、“四通阀”是指换向阀的阀体上有两个、三个、四个各不相通且可与系统中不同油管相连的油道接口，不同油道之间只能通过阀芯移位时阀口的开关来沟通。,（4）电磁换向阀,电磁换向阀是利用电磁铁的吸力控制阀芯换位的换向阀。它操作方便，布局灵活，有利于提高设备的自动化程度，因而应用最广泛。,电磁铁按衔铁工作腔是否有油液，又可分为“干式”和“湿式”。干式电磁铁不允许油液流人电磁铁内部，因此必须在滑阀和电磁铁之间设置密封装置，而在推杆移动时产生较大的摩擦阻力，也易造成油的泄漏。湿式电磁铁的衔铁和推杆均浸在油液中，运动阻力小，且油还能起到冷却和吸振作用，从而提高了换向的可靠性及使用寿命。,1衔铁 2推杆 3阀芯 4弹簧,三、压力控制阀,常见压力控制阀分为溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等几类。,1.溢流阀 溢流阀的作用是限制所在油路的液体工作压力。当液体压力超过溢流阀的调定值时，溢流阀阀口会自动开启，使油液溢回油箱。,（1）直动式溢流阀工作原理,如图所示为锥阀式（还有球阀式和滑阀式）直动式溢流阀。当进油口P从系统接人的油液压力不高时，锥阀芯2被弹簧3紧压在阀体1的孔口上，阀口关闭。当进口油压升高到能克服弹簧阻力时，便推开锥阀芯使阀口打开，油液就由进油口P流入，再从出油口T流回油箱（溢流），进油压力也就不会继续升高。,1-阀体 2-锥阀芯 3-弹簧 4-调压螺钉,（2）先导式溢流阀工作原理,是一个小规格锥阀芯直动式溢流阀，其主阀的阀芯5上开有阻尼小孔e。在它们的阀体上还加工了孔道a、b、c、d。油液从进油口P进入，经阻尼孔e及孔道c到达先导阀的进油腔（在一般情况下，远程控制口K是堵塞的）。当进油口压力低于先导阀弹簧调定压力时，先导阀关闭，阀内无油液流动，主阀芯上、下腔油压相等，因而它被主阀弹簧抵住在主阀下端，主阀关闭，阀不溢流。当进油口P的压力升高时，先导阀进油腔油压也升高，直至达到先导阀弹簧的调定压力时，先导阀被打开，主阀芯上腔油经先导阀口及阀体上的孔道a，由回油口T流回油箱。主阀芯下腔油液则经阻尼小孔e流动，由于小孔阻尼大，使主阀芯两端产生压力差，主阀芯便在此压差作用下克服其弹簧力上抬，主阀进、回油口连通，达到溢流和稳压的目的。,1-先导阀芯 2-先导阀座 3-先导阀体 4-主阀体 5-主阀芯 6-主阀套 7-主阀弹簧,（3）溢流阀的应用,调压溢流系统采用定量泵供泊时，常在其进油路或回油路上设置节流阀或调速阀，使泵油韵一部分进入液压缸工作，而多余的油需经溢流阀流回油箱，溢流阀处于其调定压力下的常开状态。,安全保护 系统采用变量泵供油时，系统内没有多余的油需溢流，其工作压力由负载决定。这时与泵并联的溢流阀只有在过载时才需打开，以保障系统的安全。,使泵卸荷 采用先导式溢流阀调压的定量泵系统，当阀的远程控制口K与油箱连通时，其主阀芯在进口压力很低时即可迅速抬起，使泵卸荷，以减少能量损耗。,远程调压当先导式溢流阀的外控口（远程控制口）与调压较低的溢流阀（或远程调压阀）连通时，其主阀芯上腔的油压只要达到低压阀的调整压力，主阀芯即可抬起溢流（其先导阀不再起调压作用），即实现远程调压。,形成背压 将溢流阀安设在液压缸的回油路上，可使缸的回油腔形成背压，提高运动部件运动的平稳性，因此这种用途的阀也称背压阀。,多级调压多级调压及卸荷回路中，先导式溢流阀1与溢流阀2、3、4的调定压力不同，且阀1调压最高。阀2、3、4进油口均与阀1的外控口相连，且分别由电磁换向阀6、7控制出口。电磁阀5进油口与阀1外控口相连，出口与油箱相连。,（a）调压溢流（b）安全保护（c）使泵卸荷（d）远程调压,2.减压阀,减压阀是使出口压力（二次回路压力）低于进口压力（一次回路压力）的一种压力控制阀。其作用是用来减低并稳定液压系统中某一支路的油液压力，使同一油源能同时提供两个或几个不同压力的输出。,（1）直动式减压阀工作原理,压力为p1的高压液体进入阀中后，经由阀芯与阀体间的节流口A减压，使压力降为p2后输出。减压阀出口压力油通过孔道与阀芯下端相连，使阀芯上作用一向上的液压力，并靠调压弹簧与之平衡。当出口压力未达到阀的设定压力时，弹簧力大于阀芯端部的液压力，阀芯下移，使减压口增大，从而减小液阻，使出口压力增大，直到其设定值为止；相反，当出口压力因某种外部干扰而大于设定值时，阀芯端部的液压力大于弹簧力而使阀芯上升，使减压口减小，液阻增大，从而使出口压力减小，直到其设定值为止。,（2）先导式减压阀工作原理,压力为P1的压力油由阀的进油口A流入，经减压口f减压后，压力降低为P2，再由出油口B流出。同时，出口压力油经主阀芯内的径向孔和轴向孔引入到主阀芯的左腔和右腔，并以出口压力作用在先导阀锥上。当出口压力未达到先导阀的调定值时，先导阀关闭，主阀芯左、右两腔压力相等，主阀芯被弹簧压在最左端，减压口开度x为最大值，压降最小，阀处于非工作状态。当出口压力升高并超过先导阀的调定值时，先导阀被打开，主阀弹簧腔的泄油便由泄油口Y流往油箱。,（3）减压阀的应用,减压阀是一种可将较高的进口压力（一次压力）降低为所需的出口压力（二次压力）的压力调节阀。根据各种不同的要求，减压阀可将油路分成不同的减压回路，以得到各种不同的工作压力。减压阀的开口缝隙随进口压力变化而自行调节，因此能自动保证出口压力基本恒定，可做稳定油路压力之用。将减压阀与节流阀串联在一起，可使节流阀前后压力差不随负载变化而变化。单向减压阀由单向阀和减压阀并联组成，其作用与减压阀相同。液流正向通过时，单向阀关闭，减压阀工作。当液流反向时，液流经单向阀通过，减压阀不工作。,3.顺序阀,顺序阀是利用油路中压力的变化控制阀口启闭，以实现执行元件顺序动作的液压元件。为了防止液动机的运动部分因自重下滑，有时采用顺序阀使回油保持一定的阻力，这时顺序阀叫做平衡阀。当系统压力超过调定值时，顺序阀还可以使液压泵卸荷，这时叫做卸荷阀。,1-螺堵 2-下阀盖 3-控制活塞 4-阀体 5-阀芯 6-掸簧 7-上阀盖 内控式顺序阀,如图所示为直动式顺序阀的结构图。它由螺堵1、下阀盖2、控制活塞3、阀体4、阀芯5、弹簧6等零件组成。当其进油口的油压低于弹簧6的调定压力时，控制活塞3下端油液向上的推力小，阀芯5处于最下端位置，阀口关闭，油液不能通过顺序阀流出。当进油口油压达到弹簧调定压力时，阀芯5抬起，阀口开启，压力油即可从顺序阀的出口流出，使阀后的油路工作。这种顺序阀利用其进油口压力控制，称内控式顺序阀，其图形符号如图（b）所示。由于阀出油口接压力油路，因此其上端弹簧处的泄油口必须另接一油管通油箱，这种连接方式称外泄。,先开A缸后开B缸,如图（a）中要求A缸先动，B缸后动，通过顺序阀的控制可以实现。顺序阀在A缸进行动作时处于关闭状态，当A缸到位后，油液压力升高，达到顺序阀的调定压力后，打开通向B缸的油路，从而实现B缸的动作。,实现快速工进与慢速工进,控制双泵系统中的大流量泵卸荷如所示油路，泵1为大流量泵，泵2为小流量泵，两泵并联。在液压缸快速进退阶段，泵1输出的油经单向阀后与泵2输出的油汇合在一起流往液压缸，使缸获得快速；液压缸转为慢速工进时，缸的进油路压力升高，外控式顺序阀3被打开，泵1即卸荷，由泵2单独向系统供油以满足工进的流量要求。在此油路中，顺序阀3因能使泵卸荷，故又称卸荷阀。,实现气缸的自保持,为了保持垂直放置的液压缸不因自重而自行下落，可将单向阀与顺序阀并联构成单向顺序阀接入油路，如图所示。此单向顺序阀又称为平衡阀。这里，顺序阀开启压力要足以支撑运动部件的自重。当换向阀处于中位时，液压缸即可悬停。,4.压力继电器,压力继电器是利用液体压力来启闭电气触点的液电信号转换元件。当系统压力达到压力继电器的调定压力时，压力继电器发出电信号，控制电气元件（如电动机、电磁铁、电磁离合器、继电器等）的动作，实现泵的加载、卸荷，执行元件的顺序动作、系统的安全保护和联锁等。压力继电器由两部分组成。第一部分是压力一位移转换器，第二部分是电气微动开关。,柱塞式压力继电器的工作原理 1-柱塞 2顶杆 3-调节螺帽 4微动开关,压力继电器应用,实现保压-泄荷,用压力继电器控制的保压一卸荷回路 如图所示夹紧机构液压缸的保压一卸荷回路中，采用了压力继电器和蓄能器。当三位四通电磁换向阀左位工作时，液压泵向蓄能器和夹紧缸左腔供油，并推动活塞杆向右移动。在夹紧工件时系统压力升高，当压力达到压力继电器的开启压力时，表示工件已被夹牢，蓄能器已储备了足够的压力油。这时压力继电器发出电信号，使二位电磁换向阀通电，控制溢流阀使泵卸荷。此时单向阀关闭，液压缸若有泄漏，油压下降则可由蓄能器补油保压。当夹紧缸压力下降到压力继电器的闭合压力时，压力继电器自动复位，又使二位电磁阀断电，液压泵重新向夹紧缸和蓄能器供油。这种回路用于夹紧工件持续时间较长时，可明显地减少功率损耗。,实现工进和快退,用压力继电器控制顺序动作的回路如图所示回路为用压力继电器控制电磁换向阀实现由“工进”转为“快退”的回路。当图中电磁阀左位工作时，压力油经调速阀进入缸左腔，缸右腔回油，活塞慢速“工进”。当活塞行至终点停止时，缸左腔油压升高，当油压达到压力继电器的开启压力时，压力继电器发出电信号，使换向阀右端电磁铁通电（左端电磁铁断电），换向阀右位工作。这时压力油进入缸右腔，缸左腔回油（经单向阀），活塞快速向左退回。实现了由“工进”到“快退”的转换。,四、流量控制阀,流量控制阀在液压系统中可控制执行元件的输入流量大小，从而控制执行元件的运动速度大小，流量控制阀主要有节流阀和调速阀等。,1.节流阀节流阀是利用阀芯与阀口之间缝隙大小来控制流量，缝隙越小，节流处的过流面积越小，通过的流量就越小；缝隙越大，通过的流量越大。,2.调速阀 调速阀是由定差减压阀与节流阀串联而成的组合阀。节流阀用来调节通过的流量，定差减压阀则自动补偿负载变化的影响，使节流阀前后的压差为定值，消除了负载变化对流量的影响。,如图所示为应用调速阀进行调速的工作原理图。调速阀的进口压力p1由溢流阀调定，油液进入调速阀后先经减压阀1的阀口将压力降至p2，然后再经节流阀2的阀口使压力由p2降至p3。减压阀1上端的油腔b经孔a与节流阀2后的油液相通（压力为p3）。它的肩部油腔c和下端油腔e经孔f及d与节流阀2前的油液相通（压力为p2）使减压阀1上作用的液压力与弹簧力平衡。调速阀的出口压力p3是由负载决定的。当负载发生变化，则p3和调速阀进出口压力差pl-p3随之变化，但节流阀两端压力差p2-p3却不变。例如负载增加使p3增大，减压阀芯弹簧腔液压作用力也增大，阀芯下移，减压阀的阀口开大，减压作用减小，使p2，有所提高，结果压差p2-p3保持不变，反之亦然。调速阀通过的流量因此就保持恒定了。,减压阀与节流阀的区别：1、减压阀一般控制压力，节流阀常调节流量；2、节流阀一般固定开度，减压阀根据压力调整开度；3、同等管径下，减压阀的开口比节流阀要小得多；,五、电液伺服阀,1-永久磁铁 2，4-导磁体 3-衔铁 5-挡板 6-喷嘴 7-固定节流孔 8-滤油器 9-滑阀 10-阀体 11-弹簧管 12-线圈 13-液压马达,电液伺服阀工作原理,电液伺服阀是一种能把微弱的电气模拟信号转变为大功率液压能（流量、压力）的伺服阀。它集中了电气和液压的优点，具有快速的动态响应和良好的静态特性，已广泛应用于电液位置、速度、加速度、力伺服系统中。,任务三 执行元件的认知与维护,液压马达：是将液压能转化成机械能，并能输出旋转运动的液压执行元件。向液压马达通入液压油后，由于作用在转子上的液压力不平衡而产生扭矩，使转子旋转。它的结构与液压泵相似。从工作原理上看，任何液压泵都可以做液压马达使用，反之亦然。,执行元件：是把液压系统的液体压力能转换为机械能的装置，用于驱动外负载做功。旋转运动用液压马达，直线运动用液压缸，摆动用液压摆动马达。,液压缸,作用:液压缸是液压传动系统中的执行元件，是将液压能转变为机械能做直线往复运动的能量转换装置。,分类：活塞缸、柱塞缸、伸缩缸、组合液压缸,1-缸底 2-弹簧挡圈 3-套环 4-卡环 5-活塞 6-O形密封圈 7-支撑环 8-挡圈 9-Y形密封圈 10-缸筒 11-管接头 12-导向套 13-缸盖 14-密封圈 15-防尘圈 16-活塞杆 17-定位螺钉 18-耳环,双作用单杆活塞缸由图可见，液压缸的左右两腔是通过油口A和B进出油液，以实现活塞杆的双向运动。活塞用卡环4、套环3和弹簧挡圈2等定位。活塞上套有一个用聚四氟乙烯制成的支撑环7，密封则靠一对Y形密封圈9保证。O形密封圈6用以防止活塞杆与活塞内孔配合处产生泄漏。导向套12用于保证活塞杆不偏离中心，它的外径和内孔配合处都有密封圈。此外缸盖上还有防尘圈15，活塞杆左端带有缓冲柱塞等。,液压缸为什么要设缓冲装置？,排气装置,l-缸盖 2排气小孔 3-缸筒 4-活塞杆,液液压缸为什么要排气装置？,任务四 辅助元件的认知与维护,辅助元件：是传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件。其主要作用是储油、保压、滤油、检测等，并把液压系统的各元件按要求连接起来，构成一个完整的液压系统。辅助元件包括：油箱、蓄能器、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位计、油温计等。,蓄能器,作用：是储蓄一定压力的液体能量，需要时再释放出去，对液压系统压力及流量起到稳定及缓冲作用。,结构：,囊式蓄能器（气体加载式）,特点：,（1）利用气体的压缩和膨胀来储存、释放压力能；气体和油液在蓄能器中由气囊隔（2）带弹簧的菌状进油阀使油液能进入蓄能器又可防止气囊自油口被挤出，充气阀只在蓄能器工作前气囊充气时打开，蓄能器工作时则关闭。（3）结构尺寸小，质量轻，安装方便，维护容易，气囊惯性小，反应灵敏，但气囊和壳体制造都较难。（4）折合型气囊容量较大，可用来储存能量波纹型气囊适用于吸收冲击。,在液压系统中的作用：,用于储存能量和短期大量供油,用于系统保压和补偿泄漏,用于吸收脉动压力,用于缓和冲击压力,油箱,油箱的用途：是储存系统所需的足够油液；散发系统工作中产生的一部分热量；分离油液中的气体及沉淀污物。,油箱中隔板的作用：,隔板是将油箱分割成两个相互连通的空间，隔板两侧分别放置回油管2和吸油管4，这样放置的目的是使回油管出来的温度较高且含有污垢的油不致立即被吸油管又吸回系统。,过滤器,过滤器的作用：是过滤掉油液中的杂质，降低液压系统中油液污染度，保证系统正常工作。其主要机制可归纳为直接阻截和吸附作用。,对过滤器的基本要求：,（1）能满足液压系统对过滤精度要求，即能阻挡一定尺寸的机械杂质进入系统。（2）通流能力大，即全部流量通过时，不会引起过大的压力损失。（3）滤芯应有足够强度，不会因压力油的作用而损坏。（4）易于清洗或更换滤芯，便于拆装和维护。,性能指标：,（1）过滤精度,（2）通流能力,（3）纳垢容量,（4）压降特性,（5）工作压力和温度,常见类型：,表面型：网式过滤器，线隙过滤器；深度型：纸芯式过滤器，烧结式过滤器；吸附型,热交换器,液压系统中油液的工作温度一般以4060为宜，最高不超过65，最低不低于15。油温过高或过低都会影响系统正常工作。为控制油液温度，油箱上常安装冷却器和加热器。,作用：,1-左端盖 2-隔板 3-水管 4-右端盖,结构：,1-过滤器 2-泵 3-溢流阀 4-截止阀5-冷却器 6-安全阀,在系统中的连接方式,加热器及符号,压力计及压力开关,1.压力计 压力计可观测液压系统中各工作点的压力，以便控制和调整系统压力。因此，压力参的测量极为重要。,2.压力计开关,1-阀体 2-阀芯 3-定位钢球 M-压力计接口 s-沟槽,图为板式连接的压力计开关结构原理图。图示位置是非测量位置。此时压力计与油箱接通。若将手柄推进去，使阀芯的沟槽s将测量点与压力计接通，并将压力计连接油箱的通道隔断，便可测出一个点的压力。若将手柄转到另一位置，便可测出另一点的压力。,任务五 液压回路的认知与维护,1.掌握各种常见液压控制回路的作用及其特点；2.掌握液压系统原理图的阅读方法；3.掌握液压伺服系统工作原理；4.了解定桨距风力发电机组液压系统，能读懂其图纸；5.了解变桨距风力发电机组液压系统，能读懂其图纸。,教学目标,液压基本回路,系统正常工作时，溢流阀关闭，系统压力由负载决定；当负载过重、油路堵塞或液压缸到达行程终点时，负载压力超过溢流阀的开启压力时，溢流阀打开，泵压力就不会无限升高，防止事故的发生。此处溢流阀起限压安全作用。,限压回路,双向调压回路,双向调压回路 1，2溢流阀,当换向阀在左位工作时，活塞为工作行程，泵出口由溢流阀1调定为较高压力，缸右腔油液通过换向阀回油箱，溢流阀2此时不起作用。当换向阀如图示在右位工作时，缸做空行程返回，泵出口由溢流阀2调定为较低压力，阀1不起作用。,双向调压回路工作过程,三级调压回路,保压回路,泵卸荷的保压回路,当主换向阀在左位工作时，液压缸前进压紧工件，进油路压力升高，压力继电器发讯使二通阀通电，泵即卸荷，单向阀自动关闭，液压缸则由蓄能器保压。缸压不足时，压力继电器复位使泵重新工作。保压时间取决于蓄能器容量，调节压力继电器的通断调节区间即可调节缸压力的最大值和最小值。,减压回路,单级减压,图为由单向减压阀组成的单级减压回路，换向阀1左位工作时，液压泵同时向液压缸3、4供压力油，进入缸4的油压由溢流阀调定，进入缸3的油压由单向减压阀2调定，缸3所需的工作压力必须低于缸4所需的工作压力。,二级减压,图为二级减压回路，主油路压力由溢流阀5调定，压力为P1，减压油路压力为P2（P2P1）。换向阀8为图示位置时，P2由减压阀6调定；当换向阀在下位工作时，P2由阀7调定。阀7的调定压力必须小于阀6的调定压力。一般减压阀的调定压力至少比主系统压力0.5MPa，减压阀才能稳定工作。,卸荷回路,换向阀式卸荷回路,二位二通阀式卸荷回路,平衡回路,采用单向顺序阀的平衡回路,当1YA通电换向阀处左位时，压力油进入液压缸上腔，液压力使缸下腔的压力超过单向顺序阀4的调定压力，单向顺序阀4开启。单向顺序阀开启后在活塞下腔建立的背压平衡了自重，活塞以液压泵1供油流量所提供的速度平稳下行，避免了超速。此种回路活塞下行运动平稳，但顺序阀调定后，所建立的背压即为定值。若下行过程中，超越负载变小时，将产生过平衡而增加泵的供油压力，故只适用于超越负载不变的场合。,方向控制回路,启停回路,换向阀换向回路,锁紧回路,液控单向阀锁紧回路,换向阀锁紧回路,液压系统原理图的阅读方法,1.了解液压系统的用途、工作循环，及其应具有的性能和对液压系统的各种要求等。2.根据工作循环、工作性能和要求等，分析需要哪些基本回路，并弄清各种液压元件的类型、性能、相互间的联系和功用。3.按照工作循环表，仔细分析并依次写出完成各个动作的相应油液流经路线。标注油液流经路线时要分清主油路和控制油路。对主油路，应从液压泵开始标注，一直标注到执行元件，这就构成了进油路线；然后再从执行元件回油泄到油箱（闭式系统回到液压泵）。,液压系统的工作原理,控制油路液压系统中的节流阀可以用来调节液压缸活塞杆运动速度的快慢；溢流阀用于稳压和限制系统压力；压力表用来观测系统压力；滤油器用于过滤液压泵吸取的油；油箱用于储油和沉淀油液杂质。,1.定桨距风力发电机组的液压系统,定桨距风力发电机组的液压系统实际上是制动系统的执行机构，主要用来执行风力发电机组的开关机指令。通常它由两个压力保持回路组成，一路通过蓄能器供给叶尖扰流器，另一路通过蓄能器供给机械刹车机构。这两个回路的工作任务是使机组运行时制动机构始终保持一定压力。当需要停机时，两回路中的常开电磁阀先后失电，叶尖扰流器一路液压油被泄回油箱，叶尖动作；稍后，机械刹车一路液压油进入刹车液压缸，驱动制动钳，使叶轮停止转动。在两个回路中各装有两个压力传感器，以指示系统压力，控制液压泵站补充液压油和确定刹车机构的工作状态。,叶尖扰流器形式的空气动力刹车，是目前定桨距风力发电机组设计中普遍采用的一种刹车形式。当风力发电机组处于运行状态时，叶尖扰流器作为桨叶的一部分起吸收风能的作用，保持这种状态的动力是风力发电机组中的液压系统。液压系统提供的液压油通过旋转接头进入安装在桨叶根部的液压缸，压缩叶尖扰流器机构中的弹簧，使叶尖扰流器与桨叶主体联为一体；当风力发电机需要停机时，液压系统释放液压油，叶尖扰流器在离心力作用下，按设计的轨迹转过90度，成为阻尼板，在空气阻力下起制动作用。变桨距风力发电机的空气动力刹车是通过桨叶迎角的变化来实现的。,定浆距风力发电机组的液压系统,1-油箱 2-液压泵 3-电动机 4-精滤油器 5-油位指示器 6-溢流阀 7-单向阀 8-蓄能器 9-压力开关 10截止阀 11-压力表 12，13，16-电磁阀 14-制动夹钳 15-突开阀,2.变桨距风力发电机组的液压系统,变桨距风力发电机组的液压系统,1-油箱 2-油位开关 3-空气滤清器 4-温度传惑器 5-液压泵 6-联轴器 7-电动机8-主模块 9-压力测试口 10-滤油器 11-单向阀 12-压力传感器 13-溢流阀 14-压力表 15-压力表接口 16-蓄能器 17-节流阀 18-可调节流阀 19-电磁阀,20-比例阀 21-电磁阀 22-减压阀 23-压力开关 24-先导型单向阀 25-制动器26-球阀27-手动活塞泵,桨距控制示意图,变桨距速率、位移反馈信号与控制电压的关系,任务六 液压系统的运行与维护,一、液压油 1.液压油的使用要求 合适的黏度，润滑性能好，具有较好的黏温特性。质地纯净、杂质少，对金属和密封件有良好的相容性。对高温、氧化、水解和剪切有良好的稳定性。抗泡沫性、抗乳化性和防锈性好，腐蚀性小。体积膨胀系数小，比热容大，流动点和凝固点低，闪点和燃点高。对人体无害，对环境污染小，成本低。,2.液压油的选择（1）环境条件 环境温度 环境恶劣程度 有无靠近火源、易爆气体成高温(300400)设备。（2）工作条件 液压泵类型、工作压力、工作油温、油箱中有无加热或冷却设备。液压泵的金属材料。（3）其他,3.污染的危害 液压油被污染指的是液压油中含有水分、空气、微小固体颗粒及胶状生成物等杂质。液压油污染对液压系统造成的主要危害如下。固体颗粒和胶状生成物堵塞过滤器，使液压泵运转困难，产生噪声；堵塞阀类元件小孔或缝隙，使阀动作失灵。微小固体颗粒加速零件磨损，使元件不能正常工作；同时，也会擦伤密封件，使泄漏增加。水分和空气的混入会降低液压油的润滑能力，并使其氧化变质；产生气蚀，使元件加速损坏；使液压系统出现振动、爬行等现象。,二、液压冲击和气穴现象1.液压冲击（1）液压冲击产生的原因（2）液压冲击的危害 液压冲击会损坏密封装置、管道或液压元件，还会引起设备振动，产生很大噪声。有时，液压冲击使某些液压元件如压力继电器、顺序阀等产生误动作，影响系统正常工作。（3）减小液压冲击的主要措施 延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间。限制管道流速及运动部件速度。适当加大管道直径，尽量缩短管路长度。,2.气穴 当液压系统中出现气穴现象时，大量的气泡破坏了液流的连续性，造成流量和压力脉动，气泡随液流进入高压区时又急剧破灭，以致引起局部液压冲击，发出噪声并引起振动，当附着在金属表面上的气泡破灭时，所产生的局部高温和高压会使金属剥蚀，这种由气穴造成的腐蚀作用称为气蚀。为减少气穴和气蚀的危害，通常采取下列措施。减小小孔或缝隙前后的压力降。降低泵的吸油高度，适当加大吸油管内径，限制吸油管流速，尽量减少吸油管路中的压力损失。提高液压零件的抗汽蚀能力，采用抗腐蚀能力强的金属材料。,三、运行与维护 1设备的检查 2液压油 3清洗过滤器和空气滤清器 4故障排除和更换元器件 5液压系统的常见故障（1）出现异常振动和噪声（2）输出压力不足（3）油温过高（4）液压泵的起停太频繁（5）建压超时,