五液压识图介绍ppt课件.ppt
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1、液压识图介绍,液压传动的工作原理液压传动系统实例及液压系统的组成液压传动的优缺点,第一章 绪论, 1-1液压传动的工作原理,一、简化模型,二、力比和速比,三、两个重要概念,四、容积式液压传动,在液压传动中,人们利用没有固定形状但具有确定体积的液体来传递力的运动。下图是一个经过简化的液压传动模型。图中有两个直径不同的液压缸2和4,缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。如图活塞5上有重物W则当活塞1上施加的力F达到一定大小时,就能阻止重物W下降。,一、简化模型,1. 等压特性:根据帕斯卡定律“平衡液体内某一点的液体压力等值地传递到液体内各处”,即:输出端的力之比等于二活塞面积之比。 P1=P2=P=F
2、/A1=W/A2 或 :W/F=A2/A1 2. 等体积特性:假设活塞1向下移动体积L1则液压缸被挤出的液体体积为A1L1。这部分液体进入液压缸4,使活塞5上升L2,其让出的体积为A2L2 。即: A1L1=A2L2 或 L2/L1=A1/A2,二、力比和速比,进一步认为这些动作是在时间t内完成,活塞1的速度v1=L1/t,活塞5的速度v2=L2/t,则有: V2/V1=A1/A2这说明输出,输入的位移和速度都与二活塞面积成反比。上式可写成: A1V1=A2V2 这在流体力学中称为液流连续性原理,它反映了物理学中质量守恒这一现实。,3. 能量守恒特性 WV2=FV1 注:等式左边和右边分别代表
3、输出和输入的功率。这说明能量守恒也适用于液压传动。 通过以上分析,上述模型中两个不同面积的活塞和液压缸相当于机械传动中的杠杆,其面积比相当于杠杆比,即A1/A2=b/a。因之采用液压传动可达到传递动力,增力,改变速比等目的,并在不考虑损失的情况下保持功率不变。,三、两个重要概念 1. 液压传动中的液体压力取决于负载 2. 流量决定速度,四、容积式液压传动 图1-1中主动活塞运动后使一定体积的液体挤出,这些液体进入从动液压缸,使从动活塞产生运动,而二者间的运动关系是依靠主动件挤出的液体体积与从动件所得到的液体体积相等来保证的。这种传动称为容积式液压传动。 工业上另外有一种依靠液体的动能及其转换来
4、实现力和运动的传递的方法,称为动力液力传动。,1-2 液压传动系统实例及液压系统的组成,一、液压千斤顶,二、液压图形符号,三、液压系统的组成,一、液压千斤顶,液压千斤顶原理见下图。当向下压杠杆1时,小活塞3使缸2内的液体经管道6、阀7进入大缸9,并使活塞8上升,顶起重物W。适当地选择大、小活塞面积和杠杆比,就可以人力升起很重的负载W。,二、液压图形符号,下图为机床工作台液压系统的图形符号图,2、执行元件 其作用是将液压能重新转化成机械能,克服负载,带动机器完成所需的运动。,三、液压系统的组成,1、动力元件 即液压泵,它可将机械能转化成液压能,是一个能量转化装置。,4、辅助元件 如油箱、油管、滤
5、油器等。5、传动介质 即液体。,3、控制元件 如各种阀。其中有方向阀和压力 阀两种。,第二章 液压元件符号及功能,动力元件与执行元件辅助元件,2-1动力元件与执行元件,液压传动系统的能源元件即指各种类型的液压泵。在传动过程中,通过能源元件原动机(电动机、发动机等)的机械能转变为液体的压力能输送到系统中。在液压传动系统中,液压马达和液压缸都是执行元件,都是将输入的液体压力能转变成机械能的能量转换元件,都是驱动运动机构完成工作任务的。,泵的分类,液压泵的基本工作原理,图中为单柱塞泵的工作原理。凸轮由电动机带动旋转。当凸轮推动柱塞向上运动时,柱塞和缸体形成的密封体积减小,油液从密封体积中挤出,经单向
6、阀排到需要的地方去。 当凸轮旋转至曲线的下降 部位时,弹簧迫使柱塞向 下,形成一定真空度,油 箱中的油液在大气压力的 作用下进入密封容积。凸 轮使柱塞不断地升降,密 封容积周期性地减小和增 大,泵就不断吸油和排油。,马达的分类,液压泵和液压马达的图形符号,液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时,可免去减速装置,并且没有传动间隙,运动平稳,因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。,液压缸的分类,根据常用液压缸的结构形式,可将其分为四种类型:,活塞式,柱塞式,伸缩式,摆动式,单活塞杆式,双活塞杆式,一、活塞式液压缸,单
7、活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。单活塞杆液压缸可以是缸筒固定,活塞运动;也可以是活塞杆固定缸筒运动。无论采用其中哪一种形式,液压缸运动所占空间长度都是两倍行程。,1、单活塞杆液压缸,2、双活塞杆液压缸,双活塞杆液压缸的两端都有活塞伸出。将缸筒固定在床身上,活塞杆和工作台相联接时,工作台运动所占空间长度为活塞有效行程的三倍。反之,将活塞杆固定在床身上,缸筒和工作台相联接时,工作台运动所占空间长度为液压缸有效行程的两倍。,二、柱塞式液压缸,()它是一种单作用式液压缸,靠液压力只能实现一个方向的运动,柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重;()柱塞式液压缸易加工,适于做长行程液压缸;()工作时柱塞总受压,因
8、而它必须有足够的刚度;()柱塞重量往往较大,水平放置时容易因自重而下垂,造成密封件和导向单边磨损,故其垂直使用更有利。,三、伸缩式液压缸,伸缩式液压缸具有二级或多级活塞。伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小,而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程,而缩回时长度较短,结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。,摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件,也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。,四、摆动式液压缸,滤油器蓄能器油箱及热交换器其他辅件,2-2液压辅件元件,1、液压系统的油液中的各种污染物:,外部污染物:切屑、锈垢、橡胶颗粒、 漆片、棉丝,内部污
9、染物:零件磨损的脱落物、油液因理化作用的生成物,一、滤油器,因液压系统中有着以上诸多污染物,故须按照在需要在液压系统的某些部位安装滤油器。,2、滤油器的安装位置,(1)滤油器安装于液压泵吸油口此位置可避免较大颗粒的杂质进入液压泵,但要求滤油器有很大的通油能力和较小的压力损失。一般采用过滤精度较低的网式滤油器。(2)滤油器安装于液压泵压油口此位置可用以保护除液压泵以外的其它液压元件。要求滤油器能耐高压。 (3)滤油器安装于回油管路,此位置使油液在流回油箱之前先经过过滤 ,使油箱中的油液得到净化。此种滤油器壳体的耐压性能可较低。,4、滤油器安装在旁油路上,此位置可使管路中的油液不断净化,使油液的污
10、染程度得到控制。5、独立的过滤系统这是将滤油器和泵组成一个独立于液压系统之外的过滤回路。它的作用也是不断净化系统中的油液,与将滤油器安装在旁路上的情况相似。它需要增加设备(泵),适用于大型机械的液压系统。,二、蓄能器,(一)蓄能器的类型1. 重锤式蓄能器它利用重锤的位置变化来储存和释放能量。重锤作用于油液,油液压力决定于弹簧的预紧力和活塞面积。这种蓄能器目前已很少采用,只有在个别的低压系统中还能见到。符号如右图:,2. 弹簧式蓄能器,3.充气式蓄能器充气式蓄能器利用压缩气体储存能量。,(1)气瓶式蓄能器,这是一种直接式接触式蓄能器。它是一个下半部盛油液,上半部充压缩气体的气瓶。这种蓄能器容量大
11、,体积小,惯性小,反应灵敏。但是气体容易混入油液中,使油液的可压缩性增加,并且耗气量大,必须经常补气。,(2)活塞式蓄能器,这是一种隔离式蓄能器。它利用活塞使气和油液隔离,以减少气体渗入油液的可能性。其容量大,常用于中、 高压系统,但正逐渐被性能更完善的气囊式 蓄能器所代替。,气囊式蓄能器也是一种隔离式蓄能器。外壳为两端成球形的圆柱体,壳体内有一个用耐油橡胶制成的气囊。气囊出口上设充气阀,充气阀只在为气囊充气时才打开,平时关闭。这种蓄能器中气体和液体完全隔离开,而且蓄能器的重量轻,惯性小,反应灵敏,是当前最广泛应用的一种蓄能器。符号:,(3)气囊式蓄能器,(二)蓄能器的功用,蓄能器在液压系统中
12、的功用主要有以下几个方面:,1.短期大量供油,2.系统保压,3.应急能源,4.缓和冲击压力,5.吸收脉动压力,上诉五项中,前三项属辅助能源,后二项属减少压力冲击,改善性能的辅助装置。,使用蓄能器时应注意一下几点:,气瓶式蓄能器需要垂直安装,气体在上部,油液处于下部,以避免气体随液体一起排出。 装在管路上的蓄能器必须用支承架固定。 蓄能器与管路系统之间应安装截至阀,以便在系统长期停止工作以及充气和检修时,将蓄能器与主油路切断。蓄能器与液压泵之间还应安装单向阀,以防止液压泵停转时蓄能器内的压力油倒流。,三、油箱及热交换器,1、油箱油箱用以储存油液,以保证供给液压系统充分的工作油液,同时还具有散热,
13、使渗入油液中的污物沉淀等作用。2、热交换器(1)冷却器液压系统中的功率损失几乎全部变成能量,使油液温度升高。 要是散热面积不够,则需要采用冷却器,使油液的平衡温度降低到合适的范围内。按冷却介质分,冷却器可分为风冷、水冷、和氨冷等多种形式。一般液压系统中主要采用前两种。冷却器安装在回油管,避免受高压。,(2)加热器液压系统中油液的加热一般用电加热器。由于直接和加热器接触的油液温度可能很高,会加速油液老化,所以这种电加热器应慎用。,第三章液压阀,方向阀压力阀流量阀, 3-1方向阀,一、单向阀和液控单向阀(一)单向阀 单向阀只允许油液某一方向流动,而反向截止。这种阀也称为止回阀。对单向阀的主要性能要
14、求是:油液通过时压力损失要小;反向截止密封性要好。其结构如图。压力油从P1进入,克服弹簧力推动阀芯,使油路接通,压力油从P2流出;当压力油从反向进入时,油液压力和弹簧力将阀芯压紧在阀座上,油液不能通过。单向阀都采用图示的座阀式结构,这有利于保证良好的反向密封性能。,(二)液控单向阀,液控单向阀下部有一控制油口K,当控制口不通压力油时,此阀的作用与单向阀相同;但当控制口通以压力油时,阀就保持开启状态,液流双向都能自由通过。,(三)双向液压锁,当P1腔通压力油时,一方面油液通过左阀到P2腔,另一方面使右阀顶开,保持P4与P3腔畅通。同样当P3腔通压力油时一方面油液通过右阀到P4腔,另一方面使左阀顶
15、开,保持P2与P1腔通畅而当P1和P2腔都不通压力油时,P2和P4腔封闭,元件被双向锁住,故称为双向液压锁。,二、换向阀,换向阀的基本作用可归结为:利用阀芯和阀体的相对运动使阀所控制的一些油口接通或断开。对换向阀的主要能要求是:油路导通时,压力损失要小;油路断开时,泄漏量要小; 阀芯换位,操纵力要小以及换向平稳等。换向阀的用途广泛,种类也很多,可根据换向阀的结构、操纵、位置和通路数等分类。,(一)滑阀式换向阀的换向原理和图形符号,滑阀式换向阀是靠阀芯在阀体内作轴向运动,而使相应的油路接通或断开的换向阀。其换向原理如下图所示。当阀芯处于左图位置时,P与B,A与T相连,活塞向左运动;当阀芯向右移动
16、处于右图位置时,P与A, B与T相连,活塞 向右运动。所以 图示换向阀可用 于使液压执行元 件换向。,下表列出了几种常用换向阀的结构原理和图形符号。一个换向阀完整的图形符号速应表示出操纵、复位和定位方式等。,换向阀图形符号含义如下:(1)用方框表示阀的工作位置,有几个方框就表示几“位”。(2)方框内的箭头表示在这一位置上油路处于接通状态,但并不一定表示油流的实际流向;(3)方框内符号或表示此油路被阀芯封闭;(4)一个方框的上边和下边与外部连接的接口数表示几“通”;(5)一般,阀与系统供油路连接的进油口用字母P表示;阀与系统回油路连接的回油口用字母T(或O)表示;而阀与执行元件连接的工作油口则用
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