液压传动(修改).doc

液 压 传 动 知 识一、液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式二、液压传动的基本原理 液压传动的基本原理：液压系统利用液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(液压缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动和回转运动。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。在液压传动中，液压油缸就是一个最简单而又比较完整的液压传动系统，分析它的工作过程，可以清楚的了解液压传动的基本原理。三、液压传动系统的组成液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1、动力元件（油泵） 它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 2、执行元件（油缸、液压马达） 它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3、控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4、辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件各种管接头(扩口式、焊接式、卡套式）、高压球阀、快换接头、软管总成、测压接头、管夹等及油箱等，它们同样十分重要。 5、工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。 四、液压传动的优缺点1、液压传动的优点 （1）体积小、重量轻，例如同功率液压马达的重量只有电动机的1020%。因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击； （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，且调速范围最大可达1：2000(一般为1：100）。 （3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换； （4）液压泵和液压缸（液压马达）之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制； （5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长； （6）操纵控制简便，自动化程度高； （7）容易实现过载保护。（8)液压元件实现了标准化、系列化、通用化、便于设计、制造和使用。2、液压传动的缺点 （1）使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁； （2）对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高； （3）液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平； （4）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温度下工作，一般工作温度在-1560范围内较合适。（5）液压传动在能量转化的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力大，流量损失大，故系统效率较低。五、液压元件分类动力元件- 齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵.执行元件-液压缸：活塞液压缸、柱塞液压缸、摆动液压缸、组合液压缸液压马达-齿轮式液压马达、叶片液压马达、柱塞液压马达控制元件-方向控制阀：单向阀、换向阀压力控制阀-溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等流量控制阀-节流阀、调速阀、分流阀辅助元件- 过滤器、冷却器、加热器、油管、管接头、油箱、压力计、流量计、密封装置等六、液压系统的三大顽疾1、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。温度升高将导致内外泄漏增大，降低其机械效率。同时由于较高的温度，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：发热是液压系统的固有特征，无法根除只能尽量减轻。使用质量好的液压油、液压管路的布置中应尽量避免弯头的出现、使用高质量的管路以及管接头、液压阀等。2、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。强的振动会导致系统控制动作发生错误，也会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：液压管路应尽量固定，避免出现急弯。避免频繁改变液流方向，无法避免时应做好减振措施。整个液压系统应有良好的减振措施，同时还要避免外来振源对系统的影响。3、泄漏 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。解决办法：采用质量较好的密封件，提高设备的加工精度。 七、常用查找液压故障的方法1、根据液压系统图查找液压故障 在液压系统图分析排除故障时，主要方法是“抓两头”即抓动力源(油泵)和执行元件(缸、马达)，然后是“连中间”，即从动力源到执行元件之间经过的管路和控制元件。“抓两头”时，要分析故障是否就出在油泵、缸和马达本身。“连中间”时除了要注意分析故障是否出在所连线路上液压元件外，还要特别注意弄清楚系统从一个工作状态转移到另一个工作状态时是采用哪种控制方式，控制信号是否有误，要针对实物，逐一检查，要注意各个主油路之间及主油路与控制油路之间有无接错而产生相互干涉现象，如有相互干涉现象，要分析是何等使用调节错误等。 2、利用故障现象与故障原因相关分析来查找液压故障根据工作实践，总结出故障现象与故障原因相关关系表(或由厂家提供)，可以用于一般液压故障的查找和处理。八、液压系统中的密封件在液压系统中，密封装置用来防止工作介质的泄漏及外界灰尘和异物的侵入。其中起密封作用的元件，即密封件。外漏会造成工作介质的浪费，污染机器和环境，甚至引起机械操作失灵及设备人身事故。内漏会引起液压系统容积效率急剧下降，达不到所需要的工作压力，甚至不能进行工作。侵入系统中的微小灰尘颗粒，会引起或加剧液压元件摩擦副的磨损，进一步导致泄漏。因此，密封件和密封装置是液压设备的一个重要组成部分。它的工作的可靠性和使用寿命，是衡量液压系统好坏的一个重要指标。除间隙密封外，都是利用密封件，使相邻两个偶合表面间的间隙控制在需要密封的液体能通过的最小间隙以下。在接触式密封中，分为自封式压紧型密封和自封式自紧型密封（即唇形密封）两种。 九、液压系统噪声与振动 1、液压系统噪声源在液压传动系统中，各元件或部件产生噪声和传递噪声程度不同，一般来讲，液压系统的噪声不外乎机械噪声和流体噪声两种，下面予以分析说明。 产生机械噪声的原因及控制方法机械噪声是由于零件之间发生接触、撞击和振动而引起的。 回转体的不平衡 在液压系统中，电动机、液压泵和液压马达都以高速回转，如果它们的转动部件不平衡，就会产生周期性的不平衡力，引起转轴的弯曲振动，因而产生噪声，这种振动传到油箱和管路时，发出很大的声响，为了控制这种噪声，应对转子进行精密的动平衡实验，并注意尽量避开共振区。 电动机噪声电动机噪声主要是指机械噪声、通风噪声和电磁噪声。机械噪声包括转子不平衡引起的低频噪声，轴承有缺陷和安装不合适而引起的高频噪声以及电动机支架与电动机之间共振所引起的噪声。控制的方法是，轴承与电动机壳体和电动机轴配合要适当，过盈量不可过大或过小，电动机两端盖上的孔应同轴；轴承润滑要良好。 联轴器引起噪声 联轴器是液压泵与电动机之间的连接机构，如果电动机和液压泵不同轴以致联轴器偏斜，则将产生振动与噪声。因此在安装时，两者应保持在最小范围内。2、产生流体噪声的原因在液压系统中，流体噪声占相当大的比例。这种噪声是由于油液的流速、压力的突然变化以及气穴等原因引起的。在液压泵的吸油和压油循环中，产生周期性的压力和流量变化，形成压力脉动，从而引起液压振动，并经出口向整个系统传播。同时液压回路的管道和阀类将液压泵的压力反射，在回路中产生波动，使泵产生共振，发出噪声；另一方面，液压系统中(指开式回路)溶解了大约5%的空气。当系统中的压力因某种原因而低于空气分离压时，其中溶解于油中的气体就迅速地大量分离出来，形成气泡，这些气泡遇到高压便被压破，产生较强的液压冲击，从而产生噪声。 3、降低液压系统噪声的措施为减少噪声，必须对噪声源进行实际调查，测量分析液压系统的声压级，进行频率分析，从而掌握噪声源的大小及频率特性，采取相应办法，具体列举如下： 使用低噪声电机；并使用弹性联轴器，以减少该环节引起的振动和噪声； 在电动机、液压泵和液压阀的安装面上应设置防振胶垫； 尽量用液压集成块代替管道，以减少振动； 用蓄能器和橡胶软管减少由压力脉动引起的振动，蓄能器能吸收10 Hz以下的噪声，而高频噪声，用液压软管则十分有效； 用带有吸声材料的隔声罩，将液压泵罩上也能有效地降低噪声； 系统中应设置放气装置。十、液压泵常见故障分析与排除方法 （一）故障现象：不出油、输油量不足、压力上不去 故障分析：1、电动机转向不对；2、吸油管或过滤器堵塞；3、轴向间隙或径向间隙过大；4、连接处泄漏，混入空气；5、油液粘度太大或油液温升太高排除方法 ：1、检查电动机转向；2、疏通管道，清洗过滤器，换新油；3、检查更换有关零件；4、紧固各连接处螺钉，避免泄漏，严防空气混入；5、正确选用油液，控制温升 （二）故障现象：噪音严重、压力波动厉害故障分析：1、吸油管及过滤器堵塞或过滤器容量小；2、吸油管密封处漏气或油液中有气泡；3、泵与联轴节不同心 ；4、油位低；5、油温低或粘度高； 6、泵轴承损坏排除方法：1、清洗过滤器使吸油管通畅，正确选用过滤器 ；2、在连接部位或密封处加点油，如噪音减小，拧紧接头或更换密封圈；回油管口应在油面以下，与吸油管要有一定距离； 3、调整同心； 4、加油液； 5、把油液加热到适当的温度； 6、检查(用手触感)泵轴承部分温升 十一、液压缸常见故障分析及排除方法 （一）故障现象 ： 爬行故障分析：1、空气侵入； 2、液压缸端盖密封圈压得太紧或过松；3、活塞杆与活塞不同心；4、活塞杆全长或局部弯曲；5、液压缸的安装位置偏移；6、液压缸内孔直线性不良(鼓形锥度等)；7、缸内腐蚀、拉毛； 8、双活塞杆两端螺冒拧得太紧，使其同心度不良排除方法：1、增设排气装置；如无排气装置，可开动液压系统以最大行程使工作部件快速运动，强迫排除空气；2、调整密封圈，使它不紧不松，保证活塞杆能来回用手平稳地拉动而无泄漏(大多允许微量渗油)；3、校正二者同心度；4、校直或更换活塞杆；5、检查液压缸与导轨的平行性并校正；6、镗磨修复，重配活塞；7、轻微者修去锈蚀和毛刺，严重者须镗磨； 8、螺冒不宜拧得太紧，一般用手旋紧即可，以保持活塞杆处于自然状态 （二）故障现象 ： 冲击故障分析：1、靠间隙密封的活塞和液压缸间隙，节流阀失去节流作用；2、端头缓冲的单向阀失灵，缓冲不起作用；排除方法：1、按规定配活塞与液压缸的间隙，减少泄漏现象；2、修正研配单向阀与阀座； （三）故障现象 ： 推力不足或工作速度逐渐下降甚至停止 故障分析：1、液压缸和活塞配合间隙太大或O型密封圈损坏，造成高低压腔互通；2、由于工作时经常用工作行程的某一段，造成液压缸孔径直线性不良(局部有腰鼓形)，致使液压缸两端高低压油互通；3、缸端油封压得太紧或活塞杆弯曲，使摩擦力或阻力增加；4、泄漏过多；5、油温太高，粘度减小，靠间隙密封或密封质量差的油缸行速变慢。若液压缸两端高低压油腔互通，运行速度逐渐减慢直至停止排除方法：1、单配活塞或液压缸的间隙或更换O型密封圈；2、镗磨修复液压缸孔径，单配活塞；3、放松油封，以不漏油为限校直活塞杆； 4、寻找泄漏部位，紧固各接合面；5、分析发热原因，设法散热降温，如密封间隙过大则单配活塞或增装密封杆 十二、溢流阀的故障分析及排除 （一）故障现象: 压力波动故障分析:1、弹簧弯曲或太软；2、锥阀或钢球与阀座接触不良；3、滑阀变形或拉毛排除方法:1、更换弹簧； 2、如锥阀是新的即卸下调整螺帽将导杆推几下，使其接触良好，或更换锥阀 ；检查钢球圆度，更换钢球，研磨阀座；4、更换或修研滑阀 （二）故障现象:调整无效 故障分析:1、弹簧断裂或漏装；2、阻尼孔阻塞；3、滑阀卡住；4、进出油口装反；5、锥阀漏装 排除方法:1、检查、更换或补装弹簧；2、疏通阻尼孔；3、拆出、检查、修整；4、检查油源方向； 5、检查、补装 （三）故障现象:漏油严重 故障分析:1、锥阀或钢球与阀座的接触不良；2、滑阀与阀体配合间隙过大；3、管接头没拧紧 ；4、密封破坏排除方法:1、锥阀或钢球磨损时更换新的锥阀或钢球；2、检查阀芯与阀体间隙；3、拧紧联接螺钉； 4、检查更换密封 （四）故障现象:噪音及振动故障分析: 1、螺帽松动；2、弹簧变形，不复原；3、滑阀配合过紧；4、主滑阀动作不良；5、锥阀磨损；6、出油路中央有空气；7、流量超过允许值；8、和其他阀产生共振 排除方法:1、紧固螺帽；2、检查更换密封；3、修研滑阀，使其灵活；4、检查滑阀与壳体的同心度； 5、换锥阀；6、排出空气；7、更换与流量对应的阀；8、略为改变阀的额定压力值(如额定压力值的差在0.5Mpa以内时，则容易发生共振 )十三、减压阀的故障分析及排除方法 （一）故障现象:压力波动不稳定故障分析:1、油液中混入空气；2、阻尼孔有时堵塞；3、滑阀与阀体内孔圆度超过规定，使阀卡住； 4、弹簧变形或在滑阀中卡住，使滑阀移动困难或弹簧太软；5、钢球不圆，钢球与阀座配合不好或锥阀安装不正确 排除方法:1、排除油中空气；2、清理阻尼孔；3、修研阀孔及滑阀；4、更换弹簧；5、更换钢球或拆开锥阀调整 （二）故障现象:二次压力升不高 故障分析:1、外泄漏；2、锥阀与阀座接触不良排除方法：1、更换密封件，紧固螺钉，并保证力矩均匀； 2、修理或更换 （三）故障现象:不起减压故障分析: 1、泄油口不通；泄油管与回油管道相连，并有回油压力；2、主阀芯在全开位置时卡死 排除方法:1、泄油管必须与回油管道分开，单独回入油箱； 2、修理、更换零件，检查油质 十四、节流调速阀的故障分析及排除方法 （一）故障现象:节流作用失灵及调速范围不大故障分析:1、节流阀和孔的间隙过大，有泄漏以及系统内部泄漏；2、节流孔阻塞或阀芯卡住 排除方法:1、检查泄漏部位零件损坏情况，予以修复、更换，注意接合处的油封情况；2、拆开清洗，更换新油液，使阀芯运动灵活 （二）故障现象:运动速度不稳定如逐渐减慢、突然增快及跳动等现象故障分析: 1、油中杂质粘附在节流口边上，通油截面减小，使速度减慢；2、节流阀的性能较差，低速运动时由于振动使调节位置变化； 3、节流阀内部、外部存在泄漏；4、在简式的节流阀中，因系统负荷有变化使速度突变；5、油温升高，油液的粘度降低，使速度逐步升高；6、阻尼装置堵塞，系统中有空气，出现压力变化及跳动排除方法: 1、拆卸清洗有关零件，更换新油，并经常保持油液洁净；2、增加节流联锁装置；3、检查零件的精确和配合间隙，修配或更换超差的零件，连接处要严加封闭；4、检查系统压力和减压装置等部件的作用以及溢流阀的控制是否正常；5、液压系统稳定后调整节流阀或增加油温散热装置；6、清洗零件，在系统中增设排气阀，油液要保持洁净 十五、换向阀的故障分析及排除方法 （一）故障现象:滑阀不换向故障分析:1、滑阀卡死；2、阀体变形；3、具有中间位置的对中弹簧折断；4、操纵压力不够；5、电磁铁线圈烧坏或电磁铁推力不足；6、电气线路出故障；7、液控换向阀控制油路无油或被堵塞 排除方法:1、拆开清洗脏物，去毛刺；2、调节阀体安装螺钉使压紧力均匀或修研阀孔；3、更换弹簧；4、操纵压力必须大于0.35Mpa；5、检查、修理、更换；6、消除故障；7、检查原因并消除 （二）故障现象:电磁铁控制的方向阀作用时有响声故障分析:1、滑阀卡住或摩