常用液压元件的工作原理.ppt

常用液压元件工作原理,泵送液压所 杨鑫,课程主要内容,一、液压基础知识 1、 液压传动的工作原理及组成 2、 液压传动的优缺点 3、 液压传动的历史、现状及发展 二、常用液压元件工作原理,流体传动：以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动方式 液压传动 液力传动 气压传动 液压传动：以液体为工作介质，利用液体的压力能来传递力和速度。,一、液压基础知识 1、 液压传动的工作原理及组成,1.1 液压传动的工作原理 例：液压千斤顶,例：液压千斤顶,吸油,压油,重物回落,例：液压千斤顶,例：液压千斤顶,（1）力的传递（帕斯卡原理） 液压系统的工作压力取决于外负载。,条件: 无泄漏,不考虑油液的压缩性和管路的弹性, 不考虑摩擦力,例：液压千斤顶,（2）运动的传递（容积变化相等、质量守恒）执行元件的运动速度取决于输入流量。 压力和流量是液压与气压传动中的两个最基本的参数。,条件: 无泄漏,不考虑油液的压缩性和管路的弹性, 不考虑摩擦力,例：液压千斤顶,（3）功率的传递（能量守恒）,从中得出的两个重要的概念,（1） 液压系统中液体的压力取决于负载 （2） 执行元件运动速度取决于输入的流量,例：液压千斤顶,实际情况: （1）有泄漏,导致容积损失 （2）考虑摩擦力，有机械损失 （3）考虑油液的压缩性和管路的弹性, 不能保证严格的传动比,（1） 动力元件（液压泵）：将机械能（转矩T，转速n）转化为液体的压力能（压力p、流量q） （2） 执行元件（液压马达、液压缸）：将液体的压力能（压力p、流量q）转化为机械能（转矩T，转速n，或直线运动速度 v ，输出力F） （3） 控制元件（液压阀）：控制液体的压力、流量和方向，从而实现控制执行元件的输出力、运动速度和方向，过载保护和程序控制 （4） 辅助元件（管道、管接头、油箱和滤油器） （5）工作介质,1.2 液压系统的组成,1.2 液压系统的组成,2 液压传动的优缺点,2.1 液压传动的优点,与机械传动相比，液压传动具有以下优点 （1）在同等功率的条件下，体积小、重量轻、结构紧凑、运动惯性小、反应快，可以出大力或力矩。 （2）可实现大范围的无级调速（调速比可达100-2000），机械传动实现无级调速较困难，中小型直流电机的调速比一般为2-4 （3）自动实现过载保护 （4）容易实现自动控制和遥控 （5）容易实现直线运动 （6）可自行实现机件的润滑 （7）便于机器零部件的设计布局,2. 1 液压传动的优点,液压传动与电气传动相比： （1）体积小、重量轻、运动惯性小、反应快，可以出大力或力矩，是液压传动的主要优点。 （2）现代电力电子技术使交流调速可实现大范围的无级变速。 （3）直线电机使实现直线运动更容易。 液压传动受到电气传动的挑战,2.2 液压传动的缺点,（1）液压油泄漏，污染环境和引起火灾 （2）机件之间的机械摩擦阻力和粘性摩擦阻力、流体流动阻力和泄漏，导致液压系统的总效率降低 （3）液压油工作性能受温度的影响，很高和很低温的条件下工作困难 （4）液压油的泄漏和可压缩性，得不到严格的传动比 （5）液压元件的制造精度要求高 （6）液压介质易受污染，导致机件运动易卡阻,3 液压传动的历史、现状及发展,3.1 液压技术的理论基础,帕斯卡原理（1650年） 牛顿的粘性流体内摩檫定律（1686年） 流体力学的连续性方程和伯努利能量方程（18世纪）,静压传递原理,流量连续性原理与伯努利方程,理想,实际,什么是“牛顿的粘性流体内摩檫定律”？,粘性是液体分子内聚力的一种宏观表现，分子内聚力使液体有相对运动的流层之间存在内摩擦力,粘性流体内摩檫定律,3.2 液压技术的发展历程,先行者：水压技术： 1795年英国人布拉默（J。Bramah）发明了第一台水压机（锈蚀、磨损和密封）,3.2 液压技术的发展历程,早期的油压技术（20世纪早期） ： 矿物油和橡胶密封件的使用 19051908年威廉斯（H。Williams）和詹尼（R。Janny）发明的用油作工作介质的轴向柱塞式液压传动装置。 1910年肖（H。Shaw）研制出用油的径向柱塞泵 1936年威克斯（H。Vickers）发明了先导式溢流阀 20世纪30年代丁晴橡胶耐油密封件,3.2 液压技术的发展历程,二战期间（20世纪40年代）和战后快速发展 1、 武器工业促使液压伺服技术的发展（自动化技术） 2、 液压技术大量应用（机床、矿山机械等） 20世纪60年代末： 电液比例技术（价廉，易维服，具有一定的精度）使油压技术达到了一新高度。 21世纪环保的需求和新材料应用导致水压技术卷土重来。,3.3 液压技术的应用,产业机械：锻压机械、冶金机械、矿山机械、起重机械和机床等 行走机械：工程机械、建筑机械、农机、汽车等 航天和航空：飞机、导弹和航天器 舰船：潜艇、水面舰艇和各种船舶 海洋开发：海洋开发平台、海底钻探和水下作业工具,我国的液压技术,起步晚， 产品的质量技术性能差 自主品牌少，品种规格少，产品 开发和成套能力差,3.4 液压技术的发展方向,高压、高速、大功率、高效率、低噪声、高可靠性和高集成度 （1）提高效率 （2）机电液一体化 （3）集成、复合、小型轻量化 （4）加强安全性和与环境的相容性 （5）元件及系统的工作可靠性 （6）标准化、通用化和系列化 （7）新的系统设计理论和性能分析研究,二、常用液压元件的工作原理,1.单向阀,2.1液控单向阀,2.2液控单向阀工作回路,3.1换向阀（中位）,3.2换向阀（左位）,3.3换向阀（右位）,4.电液换向阀、液控换向阀,电液换向阀,液动换向阀,5.1顺序阀,5.2顺序阀使用油路,6.先导式溢流阀,6.减压阀,7.1正在使用的防水阀,进油口,单向阀,出油口,测压口,溢流阀60A设为25MPa，其余设为23MPa,排污口,7.2最新防水阀,进油口,减压阀 5MPa,减压阀泄油口,单向阀,出油口,测压口,溢流阀8MPa,排污口,8.1压差阀,8.2压差阀原理图,9.1油缸控制阀（退活塞控制阀）,电磁换向阀,进油口处 单向阀,泄油口,出油口,9.2油缸控制阀原理图,限位油缸处来油,电磁换向阀,60A拖泵退出油缸