《液压技术讲义》PPT课件.ppt

,液 压 技 术,田俊和2008年7月20,大纲,概述液压传动的基础液压泵及液压马达液压缸及其辅助装置液压控制阀及液压回路 液压系统故障的基本概念及常见故障,概述,第一节 液压传动的工作原理及组成（一）什么是液压传动（二）液压千斤顶的工作原理（三）液压传动的特点（四）液压传动由5部分组成（五）液压系统的图形符号第二节 液压传动的优缺点及应用（一）液压传动的优点（二）液压传动的缺点（三）液压传动的应用和发展,返回,概述,第一节 液压传动的工作原理及组成（一）什么是液压传动 液压传动是利用密闭系统中的受压液体来传递运动和动力的一种传动方式。如：直线或旋转运动。,返回,概述,（二）液压千斤顶的工作原理 提起杠杆1，活塞2上升，泵体3下腔的密闭容积由小变大，其内压力降低，单向阀5关闭，油箱9中的液压油在大气压的作用下，推开单向阀4，进入并充满泵体3的下腔。压下杠杆1，活塞2下降，泵体3下腔的密闭容积由大变小，其内压力升高，使单向阀4关闭，同时单向阀5受到一个向上的作用力，当作用力大于缸6下腔对它的作用力时，单向阀5被推开。高压油便进入缸6的下腔，推动活塞7向上移动。反复提2不断上升，压杠杆1就可使油箱中的油液不断被泵吸入，并送到举升缸中，使活塞7推举重物不断上升，达到起重的目的。将放油阀8转动90，液压缸6下腔与油箱连通，重物G在重力的作用下向下移动，使活塞7推动下腔的油液通过阀8排回油箱。,返回,概述,（三）液压传动的特点液压传动以液体（一般为矿物油）作为传递运动和动力的工作介质，而且传递中必须经过两次能量转换。首先，通过动力装置泵把机械能转换为液体的压力能，然后在通过液压缸和液压马达把液体的压力能转换为机械能。油液必须是在密闭容器内传递，而且有密闭容积的变化，如果容器不密封，就本能形成必要的压力；如果密闭容积不变化，就不能实现吸油和压油，也就不可能利用受压液体传递运动和动力。,返回,概述,实例：简单机床的液压传动系统分析,返回,概述,（四）液压系统由5部分组成动力装置：它是把原动机输入的机械能转换为液体压力能的能量转换装置，它由电动机和液压泵组成，其作用就是为液压系统提供压力油。执行元件：它是将液体的压力能转换为机械能的能量转换装置，其作用是在压力油的推动下输出力和速度（直线运动），或力矩和转速（回转运动）。主要指液压缸和液压马达。控制调节元件：它是能控制或调节液压系统中的压力、流量或方向，保证执行装置完成预期的工作，如：溢流阀、节流阀及换向阀等。辅助元件：是指油箱、蓄能器、油管、管接头、滤油器、压力表及流量计等。工作介质：它在液压传动及控制中起传递运动、动力及信号的作用。,返回,概述,（五）液压传动系统的图形符号 1 基本符号、管路及连接 2 控制机构和控制方法 3 泵、马达和油缸 4 控制元件 5 辅助原件,返回,返回,概述,第二节 液压传动的优缺点及应用（一）液压传动的优点液压传动能输出大的推力或大扭矩，能实现低速大吨位传递，这是其他传动方式所不能比的突出优点；液压传动能在大范围内很方便实现无级调速，可在系统运行中调速；在相同功率条件下，液压传动装置体积下、重量轻、结构紧凑；液压传动能使液压元件的运动均匀稳定，可实现运动部件的快速启动、制动和频繁换向；液压传动系统操作简单，调整控制方便，易于实现自动化；液压传动系统便于实现过载保护，使用安全、可靠，不会因过载而造成元件损坏；由于液压元件实现了标准化，制造维修均很方便，且能缩短周期。,返回,概述,（二）液压传动的缺点工作介质的泄露大大影响执行元件运动的准确性，无法保证严格的传动比；工作介质对温度的变化比较敏感，油温的变化对系统工作的影响比较大，故不宜在很高或很低的温度下工作；液压系统工作中的能量损失（泄露损失、溢流损失、节流损失、摩擦损失等）较大，故传动效率较低，不宜做远距离传动；为减少泄漏，液压元件的制造和装配精度要求较高，因此液压元件及液压设备的造价较高；且液压设备对工作介质的污染比较敏感，要求有较好的工作环境；液压系统出现故障时，不易查找原因。,返回,概述,（三）液压传动的应用和发展应用：液压系统在机械设备中应用非常广泛。能传递大的动力，结构简单、体积小、重量轻的优点，如工程机械、矿山机械、冶金机械和国防军事装备也大量采用液压先进技术。发展：电子技术和计算机技术的迅速发展并大量运用到液压技术领域。为了赶超世界先进水平，我国已瞄准世界发展主流的液压元件系列型谱，有计划的引进、消化、吸收国外最先进的液压技术和产品，并对我国现正生产的液压产品进行整顿、合理调整产品结构，大力开展国产化工作。可以预见，我国的液压技术在21世纪必将获得更快的发展。,返回,液压传动基础,（一）工作介质（二）工作介质的选择（三）液压系统的污染问题,返回,液压传动基础,（一）工作介质什么是工作介质 在液压传动系统中，液体是传递运动和动力的工作介质。工作介质的种类 三种：石油型、和成型、乳化型（二）工作介质的选择合理选择工作介质的重要性 合理选择工作介质，对液压系统适应各种工作环境条件和工作状况的能力，延长系统和元件的寿命。提高设备运转的可靠性以及防止事故的发生等，都有重要影响。工作介质的粘度对液压系统的影响A 粘度太高，管路中的压力损失太大，发热也大，会使系统的效率降低。B 粘度太低，则系统的泄露过多，使系统的容积效率降低。,返回,液压传动基础,（三）液压系统的污染问题原因：外界侵入、工作中产生危害：1、固体颗粒、胶状物、棉纱等，会加速元件的磨损；堵塞阀件的小孔和缝隙；堵塞滤油器，以至使阀件的性能下降或动作失灵；使泵吸油困难并产生噪声，还能擦伤密封件，使油的泄露量增加。2、水分、清洗液、涂料、漆皮等混入油液中后，会降低油的润滑性能并使油液氧化变质。空气的混入，会使系统工作不稳定，产生振动、噪声、低速爬行及时启动时突然前冲的现象；还会使管路狭窄处产生气泡，加速元件的氧化腐蚀。措施：严格清洗元件和系统、防止污染物侵入、控制工作介质的温度、采用高性能的过滤器、定期检查和更换工作介质,返回,液压泵、液压马达,（一）液压泵的定义（二）液压泵的种类（三）液压泵的工作原理 a、径向柱塞泵的工作原理 b、轴向柱塞泵的工作原理 c、齿轮泵的工作原理 d、液压泵实例：高塔液压系统液压泵工作原理（四）液压马达,返回,液压泵、液压马达,（一）液压泵的定义 液压泵是液压系统中的动力元件，它将输入的机械能转换为液体的压力能的能量转换装置。（二）液压泵的种类 按结构分：叶片泵、齿轮泵、柱塞泵、螺杆泵等；按其输出流量分：定量泵和变量泵 按其工作压力分：低压泵、中压泵、高压泵 按输出液流方向分：单向泵和双向泵（三）液压泵的工作原理 径向柱塞泵 轴向柱塞泵 齿轮泵 注：原理见图纸,返回,液压泵、液压马达,径向柱塞泵的工作原理 1、偏心轮6在原动机的带动下旋转时，柱塞5在缸体4内上下移动。当柱塞向下移动时，缸体内的密封工作容积a增大，其内压力降低，单向阀3关闭，当其压力降低到低于大气压时，形成真空，油箱内的油液在大气压力的作用下顶开单向阀1进入缸体内，实现吸油。2、当柱塞向上移动时，工作腔a的容积逐渐减小，油液受到柱塞的挤压后，压力升高，单向阀1关闭；当压力升高到一定数值时，单向阀3被打开，油液进入液压系统，实现压油。,返回,液压泵、液压马达,轴向柱塞泵的工作原理 1、在配油盘的左视图所示的右半周，柱塞回转缸体由下向上转动的同时，向左移动，柱塞与柱塞孔底部密封的油腔的容积由小变大，其内压力降低，产生真空，通过配油盘上的吸油窗口从邮箱中吸油；2、在左半周，柱塞随回转缸体由上向下转动的同时，向右移动，柱塞与柱塞孔底部密封油腔的容积由大变小，其内压力升高，通过配油盘上的压油窗口将油压入液压系统中，实现压油。,返回,液压泵、液压马达,齿轮泵的工作原理 1、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；2、随着齿轮的旋转，吸入的油液被齿间槽带入左侧的压油腔；3、泵的左侧（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，这就是压油。,返回,液压泵、液压马达,液压泵实例：高塔液压系统液压泵工作原理 当电动机带动液压泵的偏心轴旋转时，偏心轮由下位转动到上位。在弹簧的作用下，活塞和阀门都往上移。当偏心轮继续由下向上转动时，阀门离开活塞，其间出现一个2-2.5mm的间隙。这时油液填满阀门下面的腔体。当偏心轮转过上限位置后，开始使活塞下移，这时活塞压在阀门的底部，堵住油液的进口。然后，阀门与活塞一起向下移动，给油液加压。当油液达到一定压力后，压开单向球形，通过该阀门油液压入液压系统。当偏心轮继续转动时，这一过程又重复出现。其余阀门的工作情况与此相同。为了提高工作效率，采用三个活塞，其工作时间相差120。高塔液压系统液压泵工作原理图见下页,返回,返回,返回,返回,液压泵、液压马达,（四）液压马达定义：将液体的压力能转换为旋转运动机械能的液压执行元件。(注：液压马达从理论上将是可逆的，即前面讲的齿轮泵、轴向柱塞泵等，理论上均可以作为液压马达使用。)种类：低速 100n/min以下中速 100600n/min高速 600n/min以上,返回,液压缸及液压辅助装置,（一）液压缸的定义（二）液压缸的种类（三）液压辅助装置,返回,液压缸及液压辅助装置,（一）液压缸的定义 液压缸是液压系统中的执行元件，它将输入的液体的压力能转换为运动部件的机械能，使运动部件实现直线、往复运动或摆动。（二）液压缸的种类 单作用油缸 双作用油缸 双杆油缸（三）液压辅助装置 管件、滤油器、蓄能器、测量仪表、密封装置、油箱等，是液压系统的重要组成部分。,返回,液压控制阀及液压回路,（一）液压阀的定义（二）液压阀按用途分类（三）方向控制阀（四）方向控制阀的分类（五）几种常用的换向阀（六）压力控制阀（七）流量控制阀（八）液压回路的分析,返回,液压控制阀及液压回路,（一）液压阀的定义 液压控制阀是液压系统中控制油液压力、流量及流动方向的元件。（二）液压阀按用途分类压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀等流量控制阀：节流阀、调速阀等方向控制阀：单向阀、换向阀等以上三种可以拼装成组合阀（三）方向控制阀单向阀：液压油只能一个方向流动，而反向截止，也叫止回阀，见图6-1。液控单向阀：见图6-2。换向阀：利用芯位置的改变，改变阀体上各油口的连通或断开状态，从而控制油路的连通、断开或改变方向。,返回,液压控制阀及液压回路,（四）方向控制阀的分类按阀的操纵方式分：手动、机动、电磁动、液动、电液动换向阀，见图6-3。按阀芯数不同分：二位、三位、多位换向阀。按阀体上主油路进、出口数目不同分：二通、三通、四通、五通等。换向阀位和通的符号、相应的结构原理见表6-1。,返回,返回,返回,液压控制阀及液压回路,（五）几种常用的换向阀1、机动换向阀：又称行程阀。它利用安装在运动部件的挡块或凸轮，压阀芯端部的滚轮使阀芯移动，从而使油路换向。这种阀通常为二位二通阀，并且弹簧复位，见图6-4。2、电磁换向阀：利用电磁铁的吸力控制阀芯换位的换向阀，见图6-5。3、液动换向阀：利用控制油路的压力油推动阀芯改变位置的换向阀，见图6-6。4、电液换向阀：是电磁换向和液动换向组成的复合阀。电磁换向阀为先导阀，用以改变控制油路的方向；液动换向阀为主阀，用以改变主油路的方向。见图6-7。5、手动换向阀：是用手动杠杆操纵阀芯换位的换向阀。见图6-8。,返回,返回,返回,返回,返回,返回,液压控制阀及液压回路,（六）压力控制阀1、溢流阀 调整液压泵和系统中所需最大压力。a、直动式溢流阀 见图6-12。b、先导式溢流阀 见图6-13。,返回,液压控制阀及液压回路,c、直动式顺序阀与顺序动作回路见图 3-53、3-60、3-61、3-62、3-63 6-17、6-18、6-19、6-23 6-24、6-40、6-41、6-42 6-43、6-46、6-47、6-48 6-49、6-50、6-58,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,液压控制阀及液压回路,2、平衡阀及双向液压锁的工作原理 见下图6-59、6-60,返回,返回,6-59 双向液压锁,返回,液压控制阀及液压回路,（七）流量控制阀 通过改变阀口过流面积来调节通过阀口流量，从而控制执行元件运动速度的控制阀。主要有节流阀、调速阀等。节流阀 见图6-25。调速阀 见图6-27。,返回,返回,液压控制阀及液压回路,（八）液压回路的分析 1、简易液压系统分析 a)节流调速回路 b)锁紧回路 c)多路换向阀 2、QY25B液压系统原理分析 a)支腿回路 b)转向回路 c)变幅回路 d)伸缩回路 e)起升回路,返回,液压控制阀及液压回路,a)节流调速回路进油路节流调速回路的分析回油路节流调速回路的分析旁路节流调速回路的分析等量分流阀的同步回路的分析,返回,液压控制阀及液压回路,b)锁紧回路的分析 c)多路换向阀的分析,返回,液压系统故障的基本概念及常见故障,1、液压系统故障的基本感念 2、液压系统常见故障,返回,液压故障的基本概念,液压故障是指液压元件或系统丧失了应到达的功能及出现某些问题的情形。功能丧失有几种情况：完全丧失功能是破坏性故障（如泵轴扭断、电磁铁烧坏）；降低功能是功能性故障（如泵容积效率下降、液压缸速度减慢）；由人们错误操作与装配是误动作故障。出现问题表现在振动、噪声，功能的丧失与出现问题往往联系一起，它们都是液压装置内部条件（结构状况）及外部条件（输入量）未满足其正常要求所引起的。,返回,液压系统常见故障,2、液压系统常见故障 液压系统的故障种类很多，常见的有以下几种：系统产生噪声和振动；运动部件爬行；系统中压力不足；运动部件速度不正常；油温过高；换向或启动不正常。,返回,首页,