液压系统组成及优缺点.ppt

液压系统组成及优缺点 液压传动 液压传动一 基本知识 一 概论以液体作为工作介质 以静压力和流量作为特性参量 实现能量的转换 传递分配和控制的技术叫 液压技术 又称 液压传动 液压传动是只利用密闭工作容积内液体压力能的传动 油压千斤顶就是一个简单的液压传动的实例 油压千斤顶的柱塞泵1 油缸2 储油腔3以及它们之间的连接通道构成一个密闭的容器 里面充满着液压油 在溢流阀6关闭的情况下 当提起手柄时 柱塞泵1的柱塞上移使其工作容积增大形成真空 油箱3里的油便在大气压作用下通过进油阀4进入柱塞泵 压下手柄时 柱塞泵的柱塞下移 挤压其下腔的油液 这部分压力油便顶开油缸进油阀5进入油缸2 推动大柱塞从而顶起重物 再提起手柄时 油缸的压力油将力图倒流入柱塞泵 此时油缸进油阀5自动关闭 使油不致倒流 这就保证了重物不致自动落下 压下手柄时 进油阀4自动关闭 使液压油不致倒流入油箱 而只能进入油缸以将重物顶起 这样 当手柄被反复提起和压下时 柱塞泵不断交替进行吸油和排油过程 压力油不断进入油缸 将重物一点点地顶起 当需放下重物时 打开溢流阀6 油缸的柱塞便在重物作用下下移 将油缸中的油液挤回储油腔3 可见 油压千斤顶工作需要有两个条件 一是处于密闭容积内的液体由于柱塞泵与油缸工作容积的变化而能够流动 二是这些液体具有压力 能流动并具有一定压力的液体能做功 我们说它有压力能 油压千斤顶就是利用油液的压力能将手柄上的力和手柄的移动转变为顶起重物的力和重物在此力作用下的升起 柱塞泵1的作用是将手动的机械能转换为油液的压力能 油缸2则将油液的压力能转换为顶起重物的机械能 液压系统按照液压回路的基本构成分为开式系统和闭式系统 开式系统 泵从油箱吸油 系统回油返回油箱 闭式系统 马达排出的油液返回马达的进油口 二 液压系统的组成从油压千斤顶的工作原理可知 液压系统由五部分组成 1 能源部分 动力元件 即液压泵 其职能是将机械能转换为液体的压力能 向系统供给压力油 它是液压系统的动力元件 油压千斤顶的柱塞泵1即起泵的作用 2 执行元件 其职能是将液体的压力能转换为机械能 执行元件包括液压缸和液压马达 液压缸带动负荷做往复直线运动 液压马达带动负荷做旋转运动 也就是在压力油的作用下驱动工作机构对外做工 油压千斤顶的油缸2就是油压千斤顶的执行元件 3 控制调节装置 控制元件 即各种阀 在液压系统中各种阀用以控制和调节各部分液体的压力 流量和方向 以满足液压系统的工作要求 完成一定的工作循环 油压千斤顶的进油阀4 5和溢流阀6就是控制液流方向的 溢流阀6还可控制液流流量 从而控制重物下降的快慢 4 辅助装置 包括油箱 滤油器 油管及管接头 密封件 冷却器 蓄能器等 它们的作用是储油 滤清油液 输送油液以及冷却 5 工作介质 液压系统的工作介质是液压油 压力和流量是液压系统最重要的两个参数 压力就是液体在单位面积上所承受的垂直作用力 也称为压力强度 压强 在实际系统中 系统的压力决定于泵的工作能力和执行机构负载的大小 系统的压力使液压执行机构产生一定的力或力矩 压力单位是兆帕 MPa 压力旧单位Kgf cm2 公斤力 平方厘米 已停止使用1公斤力 平方厘米约等于0 1兆帕 流量是指油液在单位时间内进出液压缸 液压马达 或通过管道某一截面的液体的体积 系统的流量大小决定于泵的排油能力 流量的单位是L min 升 分 油泵的排油量的单位是ml r 毫升 转 油泵每分钟的流量为ml r乘以n min 每转的排量乘以每分钟的转数 1升等于1000毫升 以油压千斤顶为例 压力越大 顶起的重物就越重 流量越大 顶起重物的速度就越快 1 动力元件 50吨以下汽车起重机的液压系统采用的液压泵为外啮合齿轮式液压泵 齿轮泵 并将多个齿轮泵组合在一起进行工作 我们称之为多联齿轮泵 齿轮泵为定量泵 齿轮泵具有结构简单 体积小 重量轻 工作可靠 低成本以及对液压油的污染不太敏感 便于维修等优点 65吨汽车起重机主泵采用的是柱塞式变量油泵 它以调整斜盘的角度来改变油泵的排量 它与其它齿轮油泵组成多联油泵 100K起重机的油泵除采用变量油泵和齿轮油泵组合 它又增加了用于回转的闭式系统柱塞式变量油泵 它以改变斜盘的倾斜方向而改变油泵的出油方向 调整斜盘的倾斜角度调整油泵的排量 齿轮泵的工作原理 齿轮泵的工作原理如下 8为壳体 5 6是端盖 1和2是被封在壳体中的一对齿轮 采用渐开线作为齿轮的齿形 3为从动轴 原动机 发动机 取力器 通过主动齿轮轴4带动齿轮泵旋转 设主动齿轮2依图示箭头 沿逆时针方向旋转 则与其啮合的从动齿轮1沿顺时针方向旋转 由于齿轮被封闭在壳体中 又因齿面接触 使泵形成互不相通的两腔a和b 在旋转过程中 a腔的容积周期性地不断由大变小 b腔的容积周期性地不断由小变大 在整个泵 包括a b二腔都充满油的条件下 a腔形成排油腔 b腔形成吸油腔 当主动轮连续地旋转时 b腔不断吸油 a腔不断排油 齿轮泵产生连续流量 如果主动齿轮反向旋转 则a腔为吸油腔 b腔为排油腔 油泵的工作原理可以概括成三条 必须形成若干个密闭工作油腔 必须把这些油腔分隔成高 低压两腔 工作腔的密封容积必须连续变化 这是所有容积式泵 或马达 的共同的工作原理 常见的故障及原因 压力降低 是因为液压泵内泄量大所造成 执行元件 液压马达和液压缸 能够将液压能转换成机械能的液压元件叫液压执行元件 其中包括能输出转速和转矩的液压马达 简称马达 以及能输出力和直线速度的液压油缸 简称缸 液压马达液压马达是液压系统中的执行元件 它的职能是将液压能转换为机械能输入的是液体的流量和压力 输出量是转速和转矩 它输出的角位移是无限的 液压马达按排量可分为定量马达和变量马达 柱塞式液压马达柱塞式液压马达又分为轴向柱塞马达和径向柱塞马达 汽车起重机采用的液压马达多为轴向柱塞马达 轴向柱塞马达分为两大类 一类叫斜盘式轴向柱塞马达 另一类叫斜轴式轴向柱塞马达 斜盘式柱塞马达的工作原理 当液压泵来的高压油进入马达的高压腔 进入缸体 压向柱塞 此时滑靴便受到压力的作用力压向斜盘 产生反作用力 反作用力分解成两个分力 一个分力沿柱塞轴线向右 与柱塞所受液压力平衡 另一分力与柱塞轴线垂直向上 则这个力产生力矩 驱动液压马达旋转做功 这就是液压马达的工作原理 液压马达是用来拖动外负载作功的 只有当外负载扭矩存在时 液压泵进入液压马达的压力才能建立起相应的压力值 液压马达才能产生相当的扭矩去克服它 所以液压马达的扭矩是随外负载扭矩而变化的 斜轴式液压马达的工作原理与斜盘式液压马达的工作原理基本相同 只是取消了斜盘 而采用缸体与输出轴之间倾斜一定的角度进行工作的 改变缸体与输出轴之间的倾斜角度 可以改变液压马达的吸油量 从而改变了液压马达的转速和扭矩 液压马达的扭矩取决于液压马达的工作容积 输入压力及流量 输入压力一定时 工作容积越大 液压马达的扭矩就越大 输入流量一定时 工作容积越小 液压马达的转速就越高 这就是变量液压马达的基本工作原理 常见故障及原因 液压马达无力 此时打开马达的泄漏油管 检查马达泄漏量 无故障的马达泄漏量很小 如果泄漏量大 就会发生无力故障 系统压力正常 马达无泄漏 重物无法吊动 原因 马达变量机构失灵 或变量调整螺栓调整错误 液压缸液压缸是液压系统中的执行元件 它的职能是将液压能转换为机械能 它输入量是液体的流量和压力 输出量是直线速度和力 液压缸的活塞能完成往复直线运动 输出的直线位移是有限的 液压缸由缸筒 活塞 活塞杆 端盖 导向套 活塞杆密封件等主要部件组成 这种带有活塞的液压缸称为活塞式液压缸 若缸筒固定 左腔 大腔 又称无杆腔 连续地输入液力油 当油的压力足以克服活塞杆上的所有负载时 活塞连续向右运动 活塞杆对外界做功 反之 往右腔 小腔 又称有杆腔 输入压力油时 活塞向左运动 活塞杆也对外界做功 这样完成了一个往复运动 这种液压缸叫做缸筒固定缸 汽车起重机上的支腿油缸 水平 垂直油缸 变幅油缸 底盘部分的转向助力油缸均属于这种缸 若活塞杆固定 左腔连续地输入压力油时 则缸筒向左运动 当往右腔连续地输入压力油时 则缸筒右移 这种油缸叫做活塞杆固定缸 汽车起重机上的吊臂伸缩油缸便是这种缸 伸缩油缸 伸缩油缸 局部 输入缸的油必须具有压力和流量 压力用来克服负载 流量用来形成一定的一定速度 输入缸的压力和流量就是输入缸的液压能 活塞作用于负载的力和一定速度 就是油缸输出的机械能 液压缸有多种类型 按作用形式 供油方向 分 可分为单作用缸和双作用缸 单作用油缸是指压力油只能向油缸中活塞的一侧供油来实现单向动作 而复位是靠外力 弹簧力等 来推动的液压油缸 卷扬机构 回转机构的制动器缸属于这种 双作用油缸是压力油能交替地向油缸中活塞两侧供油 即活塞的往复直线运动是靠油液的压力来推动的 它的特点是往复行程两方向的速度都可以由输入油液流量的多少来控制 支腿油缸 变幅油缸和伸缩油缸属于这种油缸 按机构形式分 可分为活塞缸 柱塞缸 伸缩套筒缸 按活塞杆的形式分 可分为单活塞杆缸和双活塞杆缸 汽车起重机上的液压缸均为双作用单活塞杆活塞缸 液压缸的结构液压缸的缸筒采用无缝钢管加工制成 缸筒内表面经过研磨或珩磨等加工工艺 使其有较高的光洁度 缸筒的外部焊有缸底 接头等部件 活塞采用耐磨铸铁材料制成 活塞与活塞杆之间的连接多采用螺纹连接或卡键连接 图 螺纹连接是用螺母将活塞锁紧 卡键连接的卡键1由两个半环组成 套环2可防止卡环松开 弹簧挡圈3可挡住套环 活塞和活塞杆之间的密封采用 形密封圈 活塞和缸筒之间的密封采用 形密封圈 x形孔用密封圈或组合密封圈等 活塞杆有的做成实心杆 垂直 水平缸活塞杆 有的用无缝钢管做成空心杆 变幅缸活塞杆 伸缩缸活塞杆不但是空心的 而且利用空心的活塞杆并在内部再连接一根油管制成两个油路通道 活塞杆外表面采用镀铬 然后抛光的加工工艺 使其有加工的光洁度和耐磨的硬度 活塞杆的头部有用于连接的耳环或球头 垂直缸 端盖 导向套 与缸筒的连接采用螺纹或内卡环连接 图 液压传动P 95图4 3 3 卡环3由三个小半园组成 弹簧卡环1通过套筒2使卡环3定位 与缸筒之间的密封多采用 形密封圈 与活塞杆之间的密封采用 形密封圈 x形轴用密封圈或组合密封圈等 端盖 导向套 的内壁装有耐磨的尼龙支承环 以增加耐磨性 油缸常见故障 1 活塞密封件损坏 导致油缸两腔相通 形成油缸内泄 系统压力下降或无法建立压力 油缸动作降低或无法动作 油缸在重力作用下 自动回缩 在液压系统中 任何执行机构都要求有一定的力或力矩 运动速度可以调节 并能易于改变运动方向 操纵控制装置就是用来控制液压油的压力 流量及方向 以实现执行机构的这些要求 并使它实现各种不同的工作循环 这种操纵控制装置通称为控制阀 也就是说 能够控制液流的压力 流量和方向的液压元件叫做液压控制阀 控制元件 液压控制阀 汽车起重机各工作机构工作时 需要经常起动 制动和换向 有的机构运动速度也要在一定的范围内进行调节 同时各工作机构所承受的外负载也是经常变化的 为了适应这些工作特点 一个完整的液压系统 除了液压泵 液压马达和液压缸之外 还要有一套对机构控制和调节的液压元件 控制阀 液压系统中只有设置了各种控制阀 才能保证汽车起重机各工作机构具有完善的性能和准确的动作 在液压系统中 任何执行机构都要求有一定的力或力矩 运动速度可以调节 并能易于改变运动方向 操纵控制装置就是用来控制液压油的压力 流量及方向 以实现执行机构的这些要求 并使它实现各种不同的工作循环 这种操纵控制装置通称为控制阀 也就是说 能够控制液流的压力 流量和方向的液压元件叫做液压控制阀 所有的控制阀的共同特点是 工作原理基本上都是相同的 即靠改变阀口的通道关系或改变阀口的通道面积 面积大小或通道长短 来工作的 即改变阀口的 开 与 关 来进行控制的 控制阀在液压系统中不做功 只是对执行机构起控制作用 结构特点基本上也是相同的 都是由阀体 阀芯 杆 和操纵结构 手动 电动 液动和电液联合动 等三部分组成 液压控制阀按其工作特性可分为三大类 1 压力控制阀 根据液流压力而动作 主要控制执行机构输出力或输出扭矩的大小 并确定液压泵及整个液压系统的工作负载 在过载时起到保护作用 它主要有溢流阀 顺序阀 减压阀和平衡阀等几种 它们的共同特点是 利用油液压力和弹簧力平衡的原理进行工作 这类阀可用来实现执行机构所提出的力或力矩的要求 2 流量控制阀 使液流流量维持一定数值 根据执行机构运动速度的要求供给所需的流量 它主要有节流阀 调速阀 分集流阀等几种 3 方向控制阀 用于控制液流方向 控制油流的沟通 切断或改变油流的方向以控制执行机构的运动方向 它主要有单向阀和换向阀两类 还有根据不同需要 将换向阀 二联以上 和其它阀组合在一起 即称为多路换向阀 组合阀 这类阀可用来实现执行机构的变换运动方向的要求 1 压力控制阀在液压传动中 液流的压力是最基本的参数之一 为了使液压系统适应各种需要 就要对液流的压力进行控制 这样就需要各种压力控制阀 例如 为了防止系统过载或为了保持系统压力恒定的有溢流阀 为了使同一液压泵能以不同压力供给几个机构的有减压阀等等 液压系统中执行机构 如液压马达 液压缸等 的输出力或输出扭矩的大小 与系统油液压力的高低有直接关系 用来控制液压系统压力高低的液压阀统称为压力控制阀 简称压力阀 从工作原理来看 所有的压力阀都是利用油压力对阀芯产生推力与弹簧力平衡在不同位置上 以控制阀口开度来实现压力控制 溢流阀溢流阀用于限制液压系统的最高压力 防止系统过载 液压缸承受外负载 若外负载增加时 泵的出口压力升高 当超过规定值时 泵排出的油从溢流阀回油箱系统压力不会继续升高 从而保护泵和其它元件不致损坏 起到安全作用 故又称安全阀 在正常工作情况下安全阀关闭 溢流阀和系统采用并联联接 系统压力增加 溢流阀的进口压力也增加 系统压力增加的原因很多 例如系统的负载增加时 压力就有可能增加 再如 系统进入执行机构的流量产生变化时 也有可能使流过溢流阀的流量增加 若溢流阀的开口依然保持原来值 阀上游的压力也会增加 溢流阀有三种结构形式 直动式 差动式和先导式 直动式溢流阀的工作原理 从液压泵来的液压油由入口进入溢流阀 系统压力低于溢流阀调整压力 弹簧力 时 阀芯关闭 当系统压力大于调整压力时 阀芯推动弹簧向上运动 液压油通过排出口流回油箱 使系统压力保持恒定值 汽车起重机液压系统中采用的溢流阀主要是先导式溢流阀 先导式溢流阀的结构原理如图 先导式溢流阀由先导阀和主阀两部分组成 上部是先导阀 下部是主溢流阀 先导阀采用锥形阀芯 其阀芯4在弹簧2的作用下压在阀座5上 拧动螺钉3可以调节系统的工作压力 主阀有弹簧7及主阀芯1 主阀芯上端与先导阀阀体相配合 锥形的一端压在阀座上 中间的园柱面与主阀体相配合 当系统工作压力达到规定值 主阀芯如何打开溢流阀呢 下面分析阀的工作过程即可了解 工作时压力油从孔P进入主阀下腔室 并经主阀芯1的节流孔f进入上腔室 再经通道C和缓冲小孔g进入导阀前腔 压力低压开启压力时 导阀关闭 除泄漏外 阀内无油的流动 主阀上下腔和导阀前腔的压力均等于系统压力 主阀芯在油压和弹簧7的作用下压在阀座上 当系统压力刚超过导阀开启压力时 导阀芯4打开 油开始溢流 并从主阀中心孔流到回油口O 由于小孔f有节流作用 产生了溢流损失 使得主阀上腔压力减小 此时仅导阀打开 主阀仍关闭 随着系统压力不断升高 通过小孔的流量不断增加 压力损失增加 当压力高到某一定值时 流经小孔f产生的压力损失使主阀上腔的压力小于下腔的压力 即向上推力大于向下压力 主阀失去平衡即打开溢流 若系统压力继续升高 溢流量也随之增多 直到系统压力升高到阀的调定值 全部流量都通过阀为止 系统压力就不能再升高 显然 若远控油口6接通油箱 主阀立即打开 系统卸荷 此时称该阀为卸荷阀 先导式溢流阀的结构形式很多 但原理是一样的 如图 多路阀上的溢流阀和组合阀上的溢流阀 但每种溢流阀均有主阀芯1 弹簧2和7 先导阀芯4 阀座5 节流孔f和调整螺钉3等组成 溢流阀常见的故障 阀座上的 O 型圈损坏 弹簧损坏 节流孔堵塞和主阀芯在开启位置时卡死将会造成系统无压力或压力过低 节流孔g出现堵塞将会使系统压力过高 造成液压元件损坏 甚至发生危险 减压阀当油压系统只有一个泵源 而不同的部分需压力不同时 则使用减压阀 减压阀的主要用途是用来减小液压系统中某一支路的油液压力 以获得比液压泵的供油压力低而且稳定的工作压力 使同一液压系统能有两个或几个不同压力的回路 QY65K卷扬制动器压力油就是通过步赫阀的减压阀进行减压的 它低于主系统的工作压力 减压阀的减压口实质上是节流口 流经阀的液流在减压口上必然产生压降 也就是减压阀的出口压力 永远低于其进口压力 减压阀的进油口和液压系统的高压主干线并联 减压阀的出油口和低压支线油路串联 输出的油用来作为压力较低的液压回路的能源 平衡阀平衡阀是汽车起重机使用较多的一种阀 它对改善起重机某些机构起着不可忽视的作用 例如液压起重机的起升机构 变幅机构以及伸缩机构 在起重作业状态或带负载下降时 若无平衡阀 机构就会在负载的作用下产生下降甚至超速下降 这是很危险的现象 为了防止危险 实现下降的微动 平稳及在作业状态时将其锁住 就需在下降的回路中安装一个限制负载下降速度的阀 平衡阀 将外控平衡阀接入油路中 图 就可起到限制负载下降速度的作用 其工作原理如下 变幅缸起臂时压力油由入口 a 进入平衡阀 通过单向阀 由出口 b 到达变幅缸大腔 推动变幅缸工作 吊臂 重物 起升 变幅缸小腔的油液通过组合阀流回油箱 停止时平衡阀单向阀和阀芯闭锁 变幅缸大腔不能回油 吊臂 重物 被支持住 锁住 降臂时 变幅缸小腔进油的同时 也向平衡阀的控制口 P P 进油 变幅缸大腔的油液通过出口 b 进入平衡阀 由于平衡阀内的单向阀关闭 而阀芯在调整弹簧的作用下也处于关闭状态 油液无法流回 此时下降口压力升高 直至压力等于调整弹簧压力时 克服弹簧力 推动阀芯向上运动 油液由入口 a 流回油箱 吊臂 重物 下降 若吊臂 重物 下降速度过快以至泵供油来不及时 控制口 P P 压力下降 阀芯趋于关闭方向 增大回油节流效果 减慢吊臂 重物 下降速度 吊臂 重物 下降速度受平衡阀和泵流量限制 以防止吊臂 重物 超速下降 平衡阀使重物平稳下降是靠回油产生节流阻力来达到的 因而发热较大 常见故障 平衡阀内的O型圈损坏 阀芯与阀座之间密封不良 卡死 或弹簧损坏将会早晨造成吊臂自动下降或回缩 控制活塞卡死将会造成吊臂 重物 无法下降或回缩 流量控制阀液压系统中执行机构运动速度的大小 由输入执行机构油液流量的多少来确定 控制油流流量的液压阀 统称为流量控制阀 它是依靠改变通流面积的大小来调节流量的 通常在定量泵系统中作调速阀用 节流阀节流阀是流量阀的一种 可用于控制液压缸和液压马达的工作速度的 节流阀是利用通油缝隙或小孔通道达到改变流量的目的 若小孔前后的压差值不变 则孔大阻力小 流量就大 而孔小阻力大 流量就小 节流阀和单向阀组合成为单向节流阀 它改变了油液的一方不受节流孔的控制 快速通油 而另一方必须通过节流孔 它用于需要单方向控制流量的液压系统 方向控制阀能同时控制几个油孔的通断 从而使流过阀孔的液流可以改变方向的阀叫做方向控制阀 简称方向阀 它用于控制液压系统中液流阀芯和经由通道 以改变执行结构的运动方向 方向阀按其在液压系统中的不同功用可分为单向阀和换向阀两大类 单向阀可保证通过阀的液流只在一个方向通过而不会反向流动 换向阀则常用以改变通过阀以后的液流方向 换向阀按其结构特点的差异又可分为转阀与滑阀两种 单向阀单向阀是一种特殊的反向控制阀 它只允许经过阀的液流单方向流动 而不许反向流动 单向阀一般都由阀体 阀芯以及弹簧组成 图 弹簧的作用是保证阀芯迅速复位 一般很弱 当液流正向通过单向阀时 只需克服回位弹簧力 阻力很小 而液流企图反向流动时 反向回位并被压在阀座上 截断液流通道 液控单向阀在液压系统中 有时为了油路的需要 要使被截止的油路接通 因此 把单向阀做成截止方向是可以控制的 这种阀叫做液控单向阀 液控单向阀亦称液压操纵单向阀 又可称单向闭锁阀 它是单向阀的发展品种 液控单向阀是在普通的单向阀上增加液控部分 它由阀体 阀芯 控制活塞等组成 当A腔油压高于B腔油压时 单向阀开启 压力油从A腔流入B腔 当B腔油压高于A腔油压时 单向阀关闭 压力油不能由B腔流入A腔 这时如果从K口通入控制油 推动控制活塞并顶起阀芯从而使B腔与A腔连通 压力油便能从B腔流向A腔 因而液流能否反向通过液控单向阀 取决于控制口K是否通入一定压力的控制油 在汽车起重机上常将两个液控单向阀组合成双向液压锁用于支腿油路 当搬动换向阀 使液压锁的A口进油时 压力油便打开右边单向阀从A1口进入支腿液压缸的小腔 同时把导引活塞向左推 打开左边的单向阀 使液压缸大腔的压力油通过该单向阀和换向阀回油箱 这是收起支腿的动作 当需要放下支腿时 搬动换向阀 使液压锁的B口进油 压力油便打开左边单向阀从B1口进入液压缸的大腔 同时把导引活塞向左推 打开右边单向阀从而沟通液压缸的回油路 如果不采用液压锁 当起重机放下支腿进行作业时 虽然换向阀放在中间位置 A B口都被截断 但由于液压缸支腿油压很高 而换向阀又是靠很小的间隙密封的 故仍会有泄漏 这将造成液压缸活塞杆缓慢回缩 这是不允许的 采用了液压锁 液压缸大腔的压力油把锥阀芯压紧在阀座上 油压越高压得越紧 可以使液压油一点都不会漏回油箱 从而避免了液压缸活塞杆自动回缩的现象 真正起到 锁 的作用 起重机呈作业状态时 垂直状态的液压缸承受很大的负荷 其大腔有很高的油压 该油压从背后作用在左边单向阀上 收支腿时 液压锁的A口进油推动平衡回缩 克服上述左边单向阀背后的油压 也即液压缸大腔油压 才能 开锁 而在 开锁 之前A口油压传到液压缸小腔 该油压的增加又使液压缸大腔油压进一步升高 常见故障 双向锁内的阀座与锥阀间有异物 阀座 O型圈或弹簧损伤将会造成支腿油缸自动回缩或自动伸出 采用单向阀与节流孔相结合组成单向节流阀 以使两方向油液流速的不同 节流孔分为可调整和不可调整 调整节流孔的大小可改变油液通过的流速 换向滑阀换向滑阀简称换向阀 它是靠阀杆在阀体内轴向移动变化接通或切断某些油路从而改变流经阀的液流方向 换向滑阀简称换向阀 它是靠阀杆在阀体内轴向移动变化接通或切断某些油路从而改变流经阀的液流方向 换向阀是方向阀的主要组成部分 换向阀主要由阀体及阀杆等组成 阀体内加工了几条环形通油道 阀杆上加工了几个台肩与之配合 以使某些通油道连通 而另一些通油道被封闭 当阀杆在阀体内作轴向移动时 可改变各通油道之间的连通关系 从而改变液流通过阀后的方向 图示为几种换向滑阀的结构原理图及相应的职能符号 图 阀体上开有两个或几个通油口 分别用P A B O T 表示 而且永远不会改变 它们表示的意义为 P 压力油口 用于与系统供油油路连接的进油口 A B 和其它元件连接的进 出油口 阀与执行元件接通的工作油口 O T 回油口 将阀与系统回油路连通的回油口 永远通向油箱 通常将阀与液压系统中油路相连通的油口数叫 通 为改变液流方向 阀杆相对阀体的不同工作位置数叫 位 阀的位置多于三位的叫多位 常用 几位几通 说明滑阀的职能特点 例如 三位四通换向滑阀就有四个油口与油路相连通 而阀杆相对于阀体有三个工作位置 在滑阀的职能符号中 方块的个数表示滑阀的 位 数 方块的箭头表示相应两油口连通 箭头方向为液流方向 箭头只表示液流的正方向 实际液流的方向也可能和箭头所示的方向相反 方块内的截断符号 T 表示相应油口在阀内被封闭 将 位 和 通 作为换向阀的分类准则 分类结果如下 二位阀的原始位置 若为手动控制 则是指手柄没有动作的位置 若为液压控制 则是指失压的位置 若为电磁控制 则是指失电的位置 电磁换向阀电磁换向阀简称电磁阀 是液压控制系统和电气控制系统之间的转换元件 它由电气控制系统的按钮开关 限位开关 行程开关等电气元件发出信号 使电磁铁吸合或断电释放 直接控制阀芯移位 来实现油流的沟通 切断和方向变换 操纵各种机构的动作 如油缸的往返 制动器油缸的进油 油路系统的卸荷等等 电磁阀工作位置数分为二位 三位等 所控制的油口通路数分为二通 三通 四通等 复位的形式分为弹簧复位式 弹簧定位式等 电磁铁与阀配合的方式分为干式型和湿式型 汽车起重机上使用的电磁阀的工作电源为直流24伏 电磁阀为24伏干式电磁铁二位三通 四通 弹簧复位式电磁换向阀 二位三通电磁换向阀二位三通弹簧复位式电磁换向阀在左端安装有一个干式直流电磁铁 它所控制的通油腔有三个 即进油腔P 出油腔A或B和回油腔O 当电磁铁不工作 不通电 时 阀芯处于初始位置 P腔被阀芯台肩封闭 A B 腔与O腔沟通 当电磁铁通电吸合时 阀芯换向 P腔与A B 腔沟通 O腔被阀芯台肩封闭 当电磁铁断电时 通过右端的复位弹簧 将阀芯推回到初始位置 仍保持P腔封闭 A B 腔与O腔沟通 左端的支承弹簧 仅仅是支承弹簧座与O型圈座 它在阀芯的换向和复位过程中不起作用 两端两个容腔 无论阀芯处在哪个位置 都没有其它油腔与其直接沟通 由于A B 腔的压力油可以通过阀芯台肩与阀孔配合段的间隙泄漏到这两端的容腔 因而这两个容腔称为泄油腔 二位四通电磁换向阀二位四通弹簧复位式电磁换向阀的结构与二位三通弹簧复位式电磁换向阀的结构基本相同 阀芯的工作位置有两个 它所控制的油腔有四个 即进油腔P 工作油腔A和B 回油腔O 两端弹簧使阀芯保持在初始中间位置 阀芯的二个台肩上各铣有通油沟槽 当电磁铁不工作时 进油腔P与一个工作油腔A沟通 另一个工作油腔B与回油腔O相通 当电磁铁通电吸合时 阀芯换向使P腔与B腔沟通 A腔与O腔沟通 当电磁铁断电时 依靠右端的复位弹簧将阀芯推回初始位置 左边的弹簧仅仅是在电磁铁不工作时 使阀芯保持在中间位置并支承O形圈座 在阀的换向和复位工作期间并不起作用 二位三通电磁阀如堵住其中一个回油腔O 就可改为二位二通电磁换向阀 二位四通电磁阀如堵住其中的一个工作油腔A腔活B腔 就可作为二位三通电磁阀 如再堵住回油腔O 也可改为二位二通常通或常闭电磁阀 液动换向阀和电液动换向阀如大流量的油液通过电磁阀 再靠电磁铁直接推动 是不可能实现的 可采用压力油来推动阀芯换向 即可实现对大流量换向阀的控制 这就是液动换向阀 由于用来推动阀芯换向的控制流量不必很大 可采用普通小规格的电磁换向阀作为先导控制阀 并与液动换向阀组合安装在一起 实现以小容量的电磁换向阀来控制大通径液动换向阀的阀芯换向 这就是电液动换向阀 有两个伸缩油缸伸缩系统的起重机 通过电液动换向阀进行伸缩油缸的选择 电液动换向阀的电磁换向阀为二位三通 进油腔P接多路换向阀的的进油腔P 出油腔A接液动换向阀的控制口 回油腔O接回油箱 不通电时P腔封闭 A腔与O腔沟通 通电时 P腔与A腔沟通 O腔封闭 液动换向阀为二位三通 进油腔P接多路换向阀伸缩联的工作腔A口 伸缩油缸的大腔 出油腔A接第一级伸缩油缸 另一个出油腔B接第二级伸缩油缸 控制口接电磁换向阀的出油腔A 当电磁换向阀不通电时 控制口没有压力油 液动换向阀处于初始位置 P腔与A腔沟通 B腔封闭 第一级伸缩油缸工作 电磁换向阀通电时 压力油通过电磁换向阀的A腔进入控制口 推动液动换向阀的阀芯换向 P腔与B腔沟通 A腔封闭 第二级伸缩油缸工作 电液比例方向阀 电液比例方向阀简称比例阀 它的输入量是控制它的信号 它的输出量是和输入量成正比的流量或压力 比例电磁铁 电磁铁是一种通电后使铁磁物质产生电磁吸力 把电磁能转为机械能的电气元件 在液压传动中常用两类电磁铁 一类是开关电磁铁 另一类是比例电磁铁 上面所介绍的电磁阀上的电磁铁 65K和100K所用的组合阀 电比例阀 上的是比例电磁铁 比例电磁铁的吸力和线圈中的电流成正比 当电磁铁不工作时 因有对中弹簧2和5 阀芯4处于中位 油口P A B T均不通 如果比例电磁铁1通电 则阀芯右移 则P B相通 A T相通 加在比例电磁铁上的电流越大 阀芯的位移也越大 阀口开度也越大 流量也就越大 比例电磁铁6通电时 阀芯左移 过程和上述情况相反 电液比例方向阀可分为直接控制式 直动式 和先导控制式 先导式 前者控制功率及流量较小 由比例电磁铁直接驱动阀芯轴向移动实现控制 后者的功率及流量较大 普通电磁换向阀只改变油流的方向 而电液比例方向阀在改变油流方向的过程中 还改变流量的大小 和普通电磁换向阀对应的是直动式比例换向阀 和电液换向阀对应的是先导式比例换向阀 手动换向阀操纵滑阀换向的方法除用电磁铁或液压油来推动以外还可利用手动杠杆的作用来进行控制 这就是手动换向阀 手动换向阀与电磁阀 液动阀和电液动阀一样 有二位 三位 二通三通四通等之分 还可有多位 多通等 手动换向阀按其操纵阀芯换向后的定位方式分 有钢珠定位式和弹簧自动复位式两种 图示为三位四通钢球定位式手动换向阀的结构图及符号 当手柄处于初始中间位置时 后盖7中的钢珠卡在定位套的直接沟槽中 使阀芯2保持在初始中间位置 进油腔P 两个工作腔A和B 以及回油腔O都不沟通 滑阀机能为O型 当把手柄向右 后盖方向 推时 依靠定位套沟槽斜面将钢珠推开并滑入左端第一个定位沟槽中 方向定位在右边换向位置 使P腔与B腔沟通 A腔与O腔沟通 当把手柄从初始中间位置向右方向拉时 钢珠既然定位套上的右边定位槽中 使阀芯定位在左边换向工作位置 使P腔与A腔沟通 B腔与O腔沟通 图示为三位四通弹簧自动复位式手动换向阀的后部结构及阀的符号 其余部分的结构与上述钢珠定位式完全相同 它只要将阀芯后部的定位套换上两个相同的弹簧座 并且取消球座和护球圈就可以了 复位弹簧安置在两个弹簧座的中间 使阀芯保持在初始中间位置 当手柄往左推时 阀芯带动左端弹簧座压缩弹簧 并靠右端弹簧座限位 阀芯即处于右边换向工作位置 当操纵手柄的外力去除后 复位弹簧把阀芯推回到初始中间位置 当手柄往右拉时 阀芯台肩端面推动右端弹簧座使推回压缩 并靠左端弹簧座限位 使阀芯处于左边换向工作位置 弹簧自动复位式的特点 是操纵手柄的外力必须始终保持 才能使阀芯维持在换向工作位置 外力一去除 阀芯立即依靠弹簧力回复到初始位置 利用这一特点 使用中可通过操纵手柄的控制 使阀芯行程根据需要任意变动 而使各油腔的开口度灵活改变 这样可根据执行机构的需要 通过改变开口量的大小调节速度 就这一点来说它比钢珠定位式更为方便 手动换向阀靠手柄操纵阀芯换向 它比电磁换向阀液动换向阀和电液动换向阀的工作更为简便可靠 把几个单独的手动换向阀或和其它的液压阀组合在一起 以适应工作的需要 这种阀称为组合式换向阀 或称为多路换向阀 例如 汽车起重机的支腿操纵阀和起重上部的变幅 伸缩 卷扬等操纵阀等 介绍几种阀 构造及原理 1 构造 它主要包括控制手柄 4个减压阀和壳体 每个减压阀由控制阀芯 控制弹簧 复位弹簧 和柱塞 组成 2 原理 在静止位置 控制手柄由4个复位弹簧 保持在中位 油口 1 2 3 4 通过孔 与回油口T相通 当扳动控制手柄 时 柱塞 被压下顶着复位弹簧 和控制弹簧 控制弹簧 开始向下推动控制阀芯 并关闭相应油口和回油口T的连接 与此同时 相应油口通过孔 与油口P相通 橡胶防尘罩 保护壳体内的机械零件免遭污染 回转缓冲阀结构 回转系统原理 回转缓冲阀 用于控制液压马达的旋转动作 由各种阀构成的复合阀 换向阀A 用于控制液压油流方向 过载溢流阀B 既是过载溢流阀 又是一个制动阀 其作用在于限制锁住转台时的最高制动油压值 最高制动油压由最大压力调定液控阀 b 及中间压力调定阀 F 的压力调定值所决定 单向阀C D 液压马达被外力驱动时 单向阀可构成供油回路 当液压马达的任一油孔要出现负压时 另一油孔就经上述单向阀为其供油 回转机构自由滑转 锁紧电磁阀E 由电磁阀操作 可实现转台锁紧或自由滑转状态 中间压力调定阀F 转台处于自由滑转状态时 利用此阀的调节量可调出最大制动油压值 当回转机构自由滑转 锁紧选择阀位于锁紧位置时 此阀不起作用 背压阀G 背压阀用于在回油管路中产生背压 当液压马达被外力驱动起油泵作用时 背压阀用来给液压马达的吸油孔供油 背压阀还用来防止在此情况下可能发生的气穴现象 多路比例操纵阀组 多路比例操纵阀组 多路比例操纵阀组 上车多路阀概述1由一号泵排出的液压油 经中心回转接头后进入上车多路阀上的的P1油口 当各换向阀处于中位时 液压油因无通道流回油箱 部分油通过分流阀PC1阀杆上的通道和阻尼塞到阀杆的左侧e腔 由于各换向阀处于中位 d腔此时与回油道相通无压力 所以e腔的压力大于d腔的压力 只需克服弹簧压力即可将分流阀杆向右推动 使P1腔和T1腔相通 液压油由T1口流回油箱 下面以介绍伸缩和主卷动作为例 上车多路阀一号泵进油 上车多路阀概述2 还有部分液压油去到二号泵进油联的合流阀PS的P1处 通过合流阀PS阀杆内的油道和阻尼塞到达阀杆左侧k腔 此时j腔内也无压力 液压油向右推动阀杆 P1通道与P2通道相通 一号泵的液压油与二号泵的液压油合流后到达分流阀PC2的P2处 而此时液压油也无法流回 通过分流阀PC2阀杆内的油道和阻尼塞到达阀杆右侧h腔 同样g腔内也无压力油 进入h腔的油推动阀杆向左移动 使P2通道与T通道相通 液压油全部流回油箱 上车多路阀二号泵进油 上车多路阀概述3 当操作先导控制阀进行伸缩吊臂作业时 先导控制阀过来的先导压力油进入多路阀换向阀DV的控制油口a或b 推动换向阀DV阀杆向左或向右移动 下面以向右移动为例 向右移动后 由P1进入的压力油通过换向阀P通道和减压阀SC阀杆内的通道流向阀杆右侧n腔 P 通道 A口去向伸缩油缸的大腔进油口 使伸缩油缸伸出 并通过换向阀阀杆内部的油道进入减压阀SC的左侧m腔 梭阀SV1的a口和梭阀SV4的a口 由梭阀SV1的c口通向一号泵分流阀PC1的d腔 推动分流阀PC1阀杆向左复位 当d腔压力小于e腔压力时 阀杆不能完全关闭 多余的液压油通过T1腔分流回油箱 直至两腔压力相等 阀杆完全关闭P1和T1之间的通道 同时通向梭阀SV4a口的压力油 从梭阀SV4的c口流向合流阀PS阀杆的左侧j腔 使阀杆左右两侧的压力相等 推动阀杆向左移动 关闭P1和P2之间的通道 一号泵的压力油全部进入伸缩油缸 上车多路阀换向阀 上车多路阀概述4 当操作主卷扬作业时 从泵来得压力油通过换向阀P通道和减压阀SC阀杆内的通道流向阀杆右侧n腔 P 通道 A口去向伸缩油缸的大腔进油口 使伸缩油缸伸出 并通过换向阀阀杆内部的油道进入减压阀SC的左侧m腔 梭阀SV3的b口 由梭阀SV3的c口通过梭阀SV2的a口和c口 梭阀SV1的b口和c口到一号泵分流阀PC1的d腔 推动分流阀PC1阀杆向左复位 当d腔压力小于e腔压力时 阀杆不能完全关闭 多余的液压油通过T1腔分流回油箱 直至两腔压力相等 阀杆完全关闭P1和T1之间的通道 变幅和伸缩不动作的情况下 梭阀SV1的a口和SV2的b口处于关闭状态 无压力油通过梭阀SV4c口 所以合流阀PS右侧j腔无压力油 阀杆处于全开状态 二号泵和一号泵排出的压力油全部供给卷扬系统 卷筒转速加快 如果变幅或伸缩与卷扬同时动作时 梭阀KV4的c口就有压力油通向合流阀的j腔 关闭P1与P2的通道 此时二号泵向卷扬供油 一号泵向变幅伸缩供油 上车多路阀常见故障 1 卷扬无压力或压力过低 分流阀PC2阀杆右侧h腔内的阻尼塞脱落将阀杆顶开 阀杆在开启位置卡死或g腔的弹簧折断 使P2通道和T通道相通 压力无法建立 参照二号泵进油 梭阀SV3的一端封闭不严 造成分流阀的g腔压力低于h腔的压力 分流阀阀杆处于开启状态 溢流阀故障 2 变幅伸缩无压力或压力过低 分流阀PC1阀杆左侧e腔内的阻尼塞脱落将阀杆顶开 阀杆在开启位置卡死或d腔的弹簧折断 使P1通道和T1通道相通 压力无法建立 参照一号泵进油 梭阀SV1 SV2的一端封闭不严 造成分流阀的d腔压力低于e腔的压力 分流阀阀杆处于开启状态 参照一号泵进油 合流阀PS阀杆左端k腔的阻尼塞脱落 将合流阀阀杆推直右侧 合流阀阀杆在合流状态时卡死或合流阀阀杆左侧j腔内的弹簧损坏 使P1通道与P2相通 长期处于合流状态 一号泵的液压油通过合流阀直接流回油箱 参照一号泵进油 梭阀SV4的一端封闭不严 造成合流阀的j腔压力低于k腔的压力 合流阀阀杆处于开启合流状态 溢流阀故障 辅助装置 液压系统的辅助装置包括密封件 油管及接头 滤油器 蓄能器 油箱 冷却器等 这些元件或装置 从液压传动的工作原理来看是起辅助作用 但从保证完成液压系统传递力和运动的任务来看 它们却是非常重要的 它们在系统中数量最多 如管道和接头 分布极广 如密封件 影响极大 如滤油器和密封件 没有辅助元件系统就不能工作 辅助元件质量不佳也会影响系统的功能 因此 它们对液压系统和元件的正常工作 工作效率 使用寿命等影响极大 密封和密封件漏油是液压系统常发生的毛病之一 密封装置是防止漏油的最有效和最主要的办法 其中起密封作用的元件叫密封件 密封件可防止内漏 指元件内部各油腔之间的泄漏 例如液压缸活塞的密封可防止油从高压腔流到低压腔 密封不好会使内漏量超过允许值 从而较低系统和元件的容积效率 若内漏量过大 系统和元件无法保持正常的工作压力 系统和元件也就无法正常工作了 密封件还可防止外漏 指油液泄漏于元件的外部 例如液压缸活塞杆和端盖处的密封 不允许液压件产生外漏 如发生外漏会弄脏周围的物件 污染环境和设备 密封虽小 但没有哪个液压元件不用密封件的 而且密封件分布于系统多处 起的作用不小 密封的方法和形式很多 根据密封的原理可分为间隙密封 非接触密封 和接触密封两大类 根据被密封部分的运动特性可分为固定密封和动密封 所谓固定密封 是指用于固定件之间的密封 所谓动密封 是指有相对运动的零件之间的密封 间隙密封只用于动密封和防止内泄漏 形密封圈 形密封圈是一种截面形状为园形的耐油橡胶环 其形状如图 可用于固定密封和动密封为了减少或避免运动时 形圈发生扭曲和变形用于动密封的 形圈的断面直径较大于固定密封的断面直径为大 一般动密封用 形圈也可用于固定密封 形圈的内径用d1表示 截面直径用d2表示 外径用D表示 形圈的密封作用 图 形圈的截面设计成具有一定的压缩量 装入密封槽中 图b 使处于受压缩状态 图c 当油液压力较低时 形圈靠本身的弹性所产生的弹性接触力自行密封 当油压力较高时 它被挤压在密封槽的一侧 变成 图d 所示形状 这时 油液压力使 形圈产生更大的弹性变形而密封 当油压力超过限度时 形圈从密封槽的间隙C中被挤出 图e 从而降低了密封性能或失去密封作用 为了保护 形圈不被挤出 要加用密封挡圈 单向受力的在它的非受压侧加一挡圈 双向受压的 在它的两侧各加一个挡圈 挡圈的材料常用尼龙等 唇形密封圈唇形密封圈的共同推动是都具有一个与密封面接触的唇边 安装时唇口对着压力油 安装时的预压缩使唇边与被密封面紧贴 低油压时 唇边靠自身的预压缩弹性力来封油 当油压升高 唇口张开 使唇边与被密封面贴得更紧 从而提高了封油能力 唇形密封圈用于往复运动密封 如液压缸活塞与缸筒之间 活塞杆与端盖之间的密封等 1 形密封圈的的整体呈园环形 其截面形状近似呈 形 它的两个唇边等高 主要用于往复运动密封 可用外径密封也可用内径密封 2 小 形密封圈的结构特点是其高度H为宽度b的两倍或两倍以上 也称 x形密封圈 x形密封圈分为孔用和轴用两种 密封虽小 但没有哪个液压元件不用密封件的 而且密封件分布于系统多处 起的作用不小 密封的方法和形式很多 根据密封的原理可分为间隙密封 非