液压传动教案(新编)

液压传动液压传动 教案教案 2 教研室 教研室 授课教师 授课教师 课程名称课程名称 液压传动 课次课次 主要教学内容主要教学内容学时分配学时分配 第一讲 液压传动概述 液压传动的工作原理 液压传动系统的组成 液压传动的特点 教学目的教学目的 深入掌握液压传动基本原理 主要参数和基本组成 了解液 压传动的特点 教学重点教学重点重点掌握液压传动基本原理 主要参数和基本组成 教学难点教学难点无 教学方法教学方法案例教学法 拟留作业拟留作业见本讲教案 授课总结授课总结 3 液压传动是一种以液体为工作介质 以液体的压力能进行运动和动力 传递的传动方式 1 1 1 1 液压传动的工作原理液压传动的工作原理 为什么液压千斤顶能顶起汽车 为什么液压千斤顶能顶起汽车 简化的分析模型简化的分析模型 1 力的传递分析 要顶起汽车重量 G 液体需要建立的压力 p G A1 其中 A1 D2 4 1 要建立顶起汽车重量的压力所需的外力 F PA2 其中 A2 d2 4 1 由上可得 G F A1 A2 D d 2 或 F d D 2 G 4 2 运动的传递分析 s1A1 s2A2 或 q1 v1A1 v2A2 q2 Q 3 能量的传递分析 GV2 pq FV1 3 重要结论 密封容积中的液体不仅可以传递力 还可以传递运动 力的传递遵照帕斯卡原则 运动的传递遵照容积变化相等的原则 两个重要概念两个重要概念 压力 压力决定于负载 流量 速度取决于流量 1 2 1 2 液压系统的组成液压系统的组成 机械能机械能液压能 转换转换 5 动力元件 动力元件 将机械能转换为液压能 如液压泵 执行元件 执行元件 将液压能转换为机械能 如液压缸 液压马达 控制元件 控制元件 控制系统压力 流量和方向 如压力阀 流量阀 方向阀等 辅助元件 辅助元件 保证系统正常工作 如油箱 过滤器 管件等 传动介质 传动介质 递力和运动 如液压油 1 3 1 3 液压传动的特点及应用液压传动的特点及应用 主要优点主要优点 传递功率大 无级调速 传动平稳 操控方便 易于实现自动控制 过载保护 标准化 系列化 通用化程度高 主要缺点主要缺点 6 效率较低 可能泄漏污染 工作性能易受温度变化的限制 造价较高 液压故障诊断技术要求高 液体介质污染控制较复杂 不能得到严格的传动比 应用举例应用举例 1 工程机械 2 富浪牌 4RZ 1 型联合收割机 液压式割台升降 7 3 塑料机械 注塑机 4 飞机起落架 思考题 思考题 8 1 1 液压传动由哪五部分组成 各部分作用是什么 1 2 液压传动的两个重要概念是什么 9 教研室 教研室 授课教师 授课教师 课程名称课程名称 液压传动 课次课次 主要教学内容主要教学内容学时分配学时分配 第二讲 液压传动的流体力学基础 液 压 油 液体静力学 液体动力学 液体流动时的压力损失 小孔流量 气穴现象和液压冲击 教学目的教学目的 1 重点掌握粘度的物理意义 度量单位以及影响粘性的因素 2 重点掌握静压力方程 连续性方程 伯努利方程及其应用 3 了解压力损失 流量损失 液压冲击 空穴现象产生的原 因及防止措施 教学重点教学重点 重点掌握粘度的物理意义 度量单位以及影响粘性的因素 重点掌握静压力方程 连续性方程 伯努利方程及其应用 教学难点教学难点无 教学方法教学方法课堂讲授与课外作业相结合 拟留作业拟留作业见本讲教案 10 授课总结授课总结 11 2 1 2 1 液压油液压油 液压油的功能 液压油的功能 传递能量和信号 润滑 散热 防锈 密封摩擦副中 的间隙 传输 分离和沉淀非可溶性污染物等 液压油的物理性质液压油的物理性质 1 密度 单位体积液体的质量 m V kg m3 2 可压缩性 液压油体积弹性模量 1 2 2 109Pa 其可压 缩性为钢的 100 170 倍的 3 粘性 液体在外力作用下流动时 分子间的内聚力要阻止分子间 的相对运动而产生一种内摩擦力 这种特性称为液体的粘性 牛顿的液体内摩擦定律 F A du dy du dy 其中 为比例常数 即动力粘度 液体的粘性用动力粘度 运动粘度 相对粘度来度量 粘性的度量粘性的度量 12 1 粘度 度量粘性大小的物理量 动力粘度 表征液体粘性的内摩擦系数 F A du dy 运动粘度 无明确的物理意义 工程实际中常用 ISO 规定统 一采用运动粘度来表示油液的粘度级 单位 1m2 s 106cSt 厘斯 我国的液压油以 40 时运动粘度中心值 以 mm2 s 计 为粘度等级 标号 即牌号 例如 牌号为 L HL22 的普通液压油在 40 时运动粘度的 中心值为 22mm2 s 相对粘度 又称条件粘度 我国采用恩氏粘度 E 2 粘温特性 粘度随着温度升高而显著下降的特性 3 粘压特性 粘度随压力升高而变大的特性 液压油的选用和分类液压油的选用和分类 1 对液压油液的选用和要求 合适的粘度和良好的粘温特性 良好的化学稳定性 良好的润滑性能 质地纯净 对金属和密封件有良好的相容性 抗泡沫性好 抗乳化性好 腐蚀性小 抗锈性好 流动点和凝固点低 闪点和燃点高 经济性好 2 液压油液的分类 13 我国液压油种类多 主要分矿油型 含水型 合成型 2 2 2 2 液体静力学基础液体静力学基础 液体静压力及其特性液体静压力及其特性 1 液体的静压力 静止液体内某点单位面积上所受到的法向力 p lim F A A 0 若在液体的面积 A 上所受的作用力 F 为均匀分布时 静压力可为 p F A 2 液体静压力的特性 a 液体静压力垂直于承压面 方向为 该面内法线方向 b 液体内任一点所受的静压力在各个方向上都相等 3 压力的表示方法及单位 绝对压力 以绝对真空为基准进行度量 相对压力 以大气压为基准进行度量 真空度 绝对压力不足于大气压力的那部分压力值 绝对压力 大气压力 相对压力 真空度 大气压力 绝对压力 压力单位 帕 Pa N m2 1MPa 106 Pa 14 液体静力学基本方程液体静力学基本方程 1 静压力基本方程式 2 静压力基本方程式说明 压力由两部分组成 液面压力 p0 自重形成的压力 gh 液体内的压力与液体深度成正比 离液面深度相同处各点的压力相等 组成等压面 为水平面 2 3 2 3 液体动力学基础液体动力学基础 几个基本概念几个基本概念 理想液体 既无粘性又不可压缩的液体称为理想液体 恒定流动 液体流动时 若液体中任何一点的压力 速度和密度都不随 时间而变化的流动 ghpp 0 15 过流截面 液体在管道流动时 垂直于流动方向的截面称为过断流面 流量 单位时间内通过某通流截面的液体的体积 q v A m3 s 或 L min 平均流速 单位通流截面通过的流量 层流 液体质点互不干扰 液体的流动呈线性或层状的流动状态 紊流 液体质点的运动杂乱无章 除了平行于管道轴线的运动以外 还 存在着剧烈的横向运动 雷诺数 判断流动状态的无量纲数 雷诺实验表明 真正决定液流流动 状态的是用管内的平均流速v 液体的运动粘度 管径d 即 Re vd 液流紊流转变为层流时的雷诺数称临界雷诺数 记为 Rec 连续性方程连续性方程 根据质量守恒定律 在 dt 时间内流入截面 A1 的质量应等于流出截面 A2 的质量 v1A1dt v2dA2dt V1A1 q1 V2A2 q2 Q 伯努利方程伯努利方程 1 理想伯努利方程 16 液体在管内作恒定流动 任取截面 1 2 有 p1 gz1 1 2 v12 p2 gz2 1 2 v22 2 实际伯努利方程 p1 gz1 1 2 v12 p2 gz2 1 2 v22 g hw 2 4 2 4 液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失 沿程压力损失沿程压力损失 液体在直管中流动的压力损失 局部压力损失局部压力损失 液体流经弯管 接头 截面突变 阀口及滤网等局部障碍时的压力损 管路系统的总压力损失管路系统的总压力损失 2 5 2 5 小孔流量小孔流量 通过薄壁小孔的流量 Q CqA 2 p 2 2 v d l pf 2 2 v pr p l d Q 128 4 ppp 17 通过细长小孔的流量 2 6 2 6 气穴现象和液压冲击气穴现象和液压冲击 气穴现象气穴现象 在液压系统中 如果某处的压力低于空气分离压 原溶解在液体中的空 气就会分离出来 导致液体中出现大量气泡的现象 称为气穴现象 液压冲击液压冲击 在液压系统中 由于某种原因 液体压力在一瞬间会突然升高 产生很 高的压力峰值 这种现象称为液压冲击 思考题 思考题 2 1 油液的粘性指什么 常用的粘度表示方法有哪几种 说明粘度的单位 2 2 某种液压油在温度为 50 时的运动粘度为 32mm2 s 密度为 900kg m3 试求其动力粘度 2 3 某油液的动力粘度为 4 9 109Ns m2 密度为 850kG m3 求该油 液的运动粘度为多少 2 4 图 2 50 中 立式数控加工中心主轴箱自重及配重 W 为 8 l04N 两个液压缸活塞直径 D 30mm 问液压缸输入压力 p 应为多少 MPa 才能平衡 18 教研室 教研室 授课教师 授课教师 课程名称课程名称 液压传动 课次课次 主要教学内容主要教学内容学时分配学时分配 第三讲 液压泵与液压马达 液压泵概述 齿轮泵 叶片泵 柱塞泵 液压马达 6 学时 教学目的教学目的 掌握液压泵 液压马达的工作原理 主要性能参数 图形符 号 特点等 教学重点教学重点液压泵 液压马达的工作原理 主要性能参数 教学难点教学难点液压泵 液压马达的工作原理 19 教学方法教学方法实验教学与讲授相结合 拟留作业拟留作业见本讲讲义 授课总结授课总结 20 3 1 3 1 液压泵概述液压泵概述 液压泵是一种能量转换装置 它将机械能转换为液压能 液压泵基本工作原理液压泵基本工作原理 1 工作原理 以单柱塞泵为例 组成 偏心轮 柱塞 弹簧 缸体 两个单向阀 柱塞与缸体孔之间形 成密闭容积 偏心轮旋转一转 柱塞上下往复运动一次 向下运动吸油 向上运动排 油 2 液压泵正常工作的必要条件 有周期性变化的密闭容积 容积由小变大 吸油 由大变小 压油 具有相应的配流机构 21 液压泵的主要性能参数液压泵的主要性能参数 1 液压泵的压力 工作压力 P 泵工作时的出口压力 大小取决于负载 额定压力 Pn 正常工作条件下按实验标准连续运转的最高压力 2 液压泵的排量 流量 排量 V 液压泵每转一转理论上应排除的油液体积 常用单位为 cm3 r 排量的大小仅与泵的几何尺寸有关 理论流量 qt 泵在单位时间内理论上排出的油液体积 qt nV 单 位为 m3 s 或 L min 实际流量 q 泵在单位时间内实际排出的油液体积 q qt q 额定流量 qn 泵在额定压力 额定转速下允许连续运转的流量 3 泵的功率 输入功率 Pr 驱动泵轴的机械功率为泵的输入功率 Pr T 输出功率 P 泵输出液压功率 P p q 4 泵的效率 容积效率 v q qt qt q qt 机械效率 m T Tr 总效率 P Pr p q T v m 5 泵的转速 额定转速 n 额定压力下能连续长时间正常运转的最高转速 最低转速 nmin 正常运转允许的最低转速 22 液压泵的分类及职能符号液压泵的分类及职能符号 按结构形式分为 齿轮泵 叶片泵 柱塞泵 螺杆泵 按排量能否变量 定量泵和变量泵 3 2 3 2 齿轮泵齿轮泵 外啮合齿轮泵结构和工作原理外啮合齿轮泵结构和工作原理 1 结构组成 2 工作原理 l 壳体 2 主动齿轮 3 从动齿轮 23 两啮合的轮齿将泵体 前后盖板和齿轮包围的密闭容积分成两部分 轮 齿进入啮合的一侧密闭容积减小 经压油口排油 退出啮合的一侧密闭容积 增大 经吸油口吸油 V 2 z m 2 B 其中 z 齿数 m 齿轮模数 B 齿宽 外啮合齿轮泵的结构特点外啮合齿轮泵的结构特点 1 困油现象与卸荷措施 困油现象产生的原因 齿轮重迭系数 1 在两对轮齿同时啮合时 它们之间将形成一个与吸 压油腔均不相通的闭死容积 随齿轮转动其大小 发生变化 困油现象的危害 闭死容积由大变小时油液受挤压 导致压力冲击和油 液发热 闭死容积由小变大时 会引起汽蚀和噪声 卸荷措施 在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽 使闭死容积由大变小时 与压油腔相通 闭死容积由小变大时与吸油腔相通 2 泄漏与间隙补偿措施 齿轮泵存在端面泄漏 径向泄漏和轮齿啮合处泄漏 端面泄漏占 80 85 24 端面间隙补偿采用静压平衡措施 在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件 如浮动轴套或浮动侧板 在浮动零件的背面引入压力油 让作用在背面的液 压力稍大于正面的液压力 其差值由一层很薄的油膜承受 3 径向力不平衡 液压径向力的平衡措施之一 通过在盖板上开设平衡槽 使它们分别与 低 高压腔相通 产生一个与液压径向力平衡的作用 平衡径向力的措施都 是以增加径向泄漏为代价 25 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵 内啮合齿轮泵 渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵 1 工作原理 一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分 割成两部分 当传动轴带动小齿轮旋转时 轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增 大 为吸油腔 轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小 为压油腔 2 特点 无困油现象 流量脉动小 噪声低 3 3 3 3 叶片泵叶片泵 1 吸油腔 2 压油腔 3 隔板 26 双作用叶片泵双作用叶片泵 1 结构组成 定子 转子 叶片 左 右配流盘 传动轴等 2 工作原理 由定子内环 转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为 四部分 传动轴带动转子旋转 叶片在离心力作用下紧贴定子内表面 因定 子内环由两段大半径圆弧 两段小半径圆弧和四段过渡曲线组成 故有两部 分密闭容积将减小 受挤压的油液经配流窗口排出 两部分密闭容积将增大 形成真空 经配流窗口从油箱吸油 V 2 B R 2 r 2 2Bz R r cos 其中 为叶片厚度 为叶 1 定子 2 转子 3 叶片 27 片倾角 单作用叶片泵单作用叶片泵 1 结构组成 定子 转子 叶片 左 右配流盘 传动轴等 2 工作原理 由定子内环 转子外圆和左右配流盘组成的密闭工作容积被叶片分割为 二部分 传动轴带动转子旋转 叶片在离心力作用下紧贴定子内表面 因定 子与转子偏心 形成两个区域的密封容积 一区域密闭容积将减小 受挤压 的油液经配流窗口排出 另一区域密闭容积将增大形成真空 经配流窗口从 油箱吸油 排量公式 V 2 DBe 3 单作用叶片泵的特点 可以通过改变定子的偏心距 e 来调节泵的排量和流量 叶片槽根部分别通油 叶片厚度对排量无影响 限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵 1 定子 2 转子 3 叶片 28 1 结构 原理 定子右边控制活塞作用着泵的出口压力油 左边作用着调压弹簧力 当 FFt 定子将向偏心减小的方向移动 泵的输出流量减小 调节压力调节螺钉的预压縮量 即改变特性曲线中拐点 B 的压力大小 pB 曲线 BC 沿水平方向平移 2 限压式变量叶片泵特性曲线 调节定子右边的最大流量调节螺钉 可以改变定子的最大偏心距 emax 即改变泵的最大流量 曲线 AB 上下移动 3 4 3 4 柱塞泵柱塞泵 29 柱塞泵分为径向柱塞泵 轴向柱塞泵 径向柱塞泵径向柱塞泵 1 结构组成 2 工作原理 转子的中心与定子中心有一偏心距 e 缸体由原动机带动连同柱塞一起 旋转 柱塞在离心力 或低压油 作用下抵紧定子内壁 当转子按图示方向旋 转时 右半周的的柱塞往外滑动 柱塞底部的密封工作腔容积增大 于是通 过配流轴轴向孔吸油 左半周的柱塞往里滑动 柱塞孔内的密封工作腔容积 减小 于是通过配流轴轴向孔压油 轴向柱塞泵 斜盘式轴向柱塞泵为例 轴向柱塞泵 斜盘式轴向柱塞泵为例 1 结构组成 斜盘式柱塞泵主要由斜盘 柱塞 缸体 配流盘及变量机构组成 1 柱塞 2 转子 3 衬套 4 定子 5 配流轴 30 2 工作原理 由柱塞 缸体 配流盘构成若干密封容积 缸体转动时 柱塞滑履组始 终与斜盘接触 柱塞往返运动 当柱塞在某一区域缩进时密封容积减小 通 过配流盘压出液压油 当柱塞在某一区域伸出时密封容积增大 通过配流盘 完成吸油 排量 V z d2 4 D tg 改变斜盘倾角可以改变泵的排量 31 缸体配流盘 柱塞滑履组 组件 3 5 3 5 液压马达液压马达 概述概述 1 概述 液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置 输出转矩和转速 液压马达与液压泵在原理上有可逆性 但因用途不同结构上有差别 马 达要求正反转 其结构具有对称性 而泵为了保证其自吸性能 结构上采取 了某些措施 2 马达的分类 ns 500r min 为高速液压马达 齿轮马达 叶片马达 轴向柱塞马达 ns 500r min 为低速液压马达 径向柱塞马达 单作用连杆型径向柱 塞马达 多作用内曲线径向柱塞马达 3 职能符号 32 特性参数特性参数 1 压力 工作压力 P 大小取决于马达负载 马达进出口压力的差值称为马达的 压差 p 额定压力 Pn 能使马达连续正常运转的最高压力 2 排量与流量 实际流量 q q qt q 其中 qt 为理论流量 马达在没有泄漏时 达 到要求转速所需进口流量 排量 V 为 Mv等于 1 时输出轴旋转一周所需油液体积 3 转速 理论转速 nt nt qt V 容积效率 v qt q 实际转速 n n q V v 4 效率 容积效率 v qt q 实际输出转矩 T Tt T 理论输出转矩 Tt p V m 2 机械效率 m T Tt 功率与总效率 Po Pi T 2 n p q v M 33 齿轮马达的工作原理齿轮马达的工作原理 叶片马达的工作原理叶片马达的工作原理 轴向柱塞马达的工作原理轴向柱塞马达的工作原理 34 思考题 思考题 3 1 液压泵有何作用 容积式液压泵共同的工作原理是什么 3 2 简述齿轮泵 叶片泵 柱塞泵的特点 3 3 画出液压泵 液压马达的职能符号 35 教研室 教研室 授课教师 授课教师 课程名称课程名称 液压传动 课次课次 主要教学内容主要教学内容学时分配学时分配 第四讲 液压缸 液压缸的类型 特点和基本参数计算 液压缸的典型结构 教学目的教学目的 掌握液压缸的类型 特点和基本参数计算 熟悉液压缸的典 型结构等 教学重点教学重点液压缸基本参数计算 教学难点教学难点无 教学方法教学方法讨论式教学法 拟留作业拟留作业见本讲讲义 36 授课总结授课总结 37 将液压能转变为机械能的装置 实现直线运动或摆动 4 1 4 1 液压缸的类型 特点和基本参数计算液压缸的类型 特点和基本参数计算 按结构形式分 活塞缸 柱塞缸 摆动缸 按作用方式分 单作用液压缸 双作用液压缸 双杆活塞缸双杆活塞缸 双杆活塞缸的速度及推力特性 V1 V2 Q A 4Q D2 d2 F1 F2 D2 d2 p 4 单杆活塞缸单杆活塞缸 单杆活塞缸速度推力特性 v1 Q A1 4Q D2 38 F1 D2 4 P v2 Q A2 Q D2 d2 F2 d2 4 P 单杆活塞缸差动连接单杆活塞缸差动连接 单活塞杆缸两腔同时通压力油 称为差动连接 v3 Q Q A1 Q A2v3 A1 整理得 v3 Q A1 A2 4 Q d 2 F3 d2 4 P 柱塞缸的特点柱塞缸的特点 柱塞缸只能作单作用缸 要求往复运动时 需成对使用 v Q A 4 Q d2 F pA p d2 4 39 伸缩液压缸伸缩液压缸 它由两个或多个活塞式缸套装而成 前一级活塞缸的活塞杆是后一级活 塞缸的缸筒 各级活塞依次伸出可获得很长的行程 当依次缩回时缸的轴向 尺寸很小 当通入压力油时 活塞由大到小依次伸出 缩回时 活塞则由小到大依 次收回 4 2 4 2 液压缸的液压缸的典型结构典型结构 液压缸的典型结构液压缸的典型结构 缸体组件 包括缸筒 缸盖 缸底等零件 活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件 密封装置 有活塞与缸筒 活塞杆与缸盖的密封 缓冲装置 40 排气装置 液压缸安装连接形式 脚架式 耳环式 铰轴式 思考题 思考题 4 1 差动液压缸无杆腔面积 A1 50cm2 有杆腔面积 A2 25cm2 负载 F 27 6 103N 活塞以 1 5 10 2m s 的速度运动 试求 1 供油压力大小 2 所需的供油量 3 液压缸的输入功率 4 2 串联双杆液压缸 有效工作面积均为 A1 和 A2 外负载各为 F1 和 F2 求 p1 p2 v1 和 v2 4 3 什么是差动连接和往返速比 如差动缸 v3 是 v2 三倍 A1 A2 是多 少 1 后端盖 2 缓冲节流阀 3 进出油口 4 缸筒 5 密封件 6 活 塞 7 活塞杆 8 前端盖 9 导向套 10 单向阀 11 缓冲套 12 导向 环 13 无杆端缓冲套 14 螺栓 41 教研室 教研室 授课教师 授课教师 课程名称课程名称 液压传动 课次课次 主要教学内容主要教学内容学时分配学时分配 第五讲 液压控制阀 液压阀概述 方向控制阀 压力控制阀 流量控制阀 教学目的教学目的 教学重点教学重点 教学难点教学难点无 教学方法教学方法多媒体教学 拟留作业拟留作业见本讲讲义 授课总结授课总结 42 5 1 5 1 液压阀概述液压阀概述 液压阀的功能液压阀的功能 用来控制液流的压力 流量和方向 液压阀的分类液压阀的分类 根据结构形式分类 滑阀 锥阀 球阀 根据用途不同分类 压力控制阀 流量控制阀 方向控制阀 压力控制阀 用来控制和调节液压系统液流压力 如溢流阀 减压阀等 流量控制阀 用来控制和调节液压系统液流流量 如节流阀 调速阀等 方向控制阀 用来控制和改变液压系统液流方向 如单向阀 换向阀 等 5 2 5 2 方向控制阀及方向控制回路方向控制阀及方向控制回路 方向控制阀用在液压系统中控制液流的方向 它包括单向阀和换向阀 单向阀单向阀 1 普通单向阀 43 工作原理 左端进油 压力油作用在阀芯左端 克服右端弹簧力使阀 芯右移 阀口开启 油液从右端流出 若右端进油 压力油与弹簧同向作用 将阀芯紧压在阀座孔上 阀口关闭 油液被截止不能通过 特点 只允许液流一个方向流动 反向则被截止的方向阀 2 液控单向阀 工作原理 当控制油口不通压力油时 油液只能从 p1 p2 当控制油 口通压力油时 正 反向的油液均可自由通过 特点 当控制油口不通压力油时 作单向阀 当控制油口通压力油时 作直通阀 根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式和外泄式 3 液控单向阀的应用 用于保压回路 用于锁紧回路 44 换向阀换向阀 1 工作原理 利用阀芯在阀体孔内作相对运动 使油路接通或切断而改变油流方向 2 换向阀的分类 按结构形式可分 滑阀式 转阀式 球阀式 按阀体连通的主油路数可分 两通 三通 四通等 按阀芯在阀体内的工作位置可分 两位 三位 四位等 按操作阀芯运动的方式可分 手动 机动 电磁动 液动 电液动等 按阀芯定位方式分 钢球定位式 弹簧复位式 3 滑阀式换向阀的结构 阀芯与阀体孔配合处为台肩 阀体孔内沟通油液的环形槽为沉割槽 阀 体在沉割槽处有对外连接油口 阀芯台肩和阀体沉割槽可以是两台肩三沉割槽 也可以是三台肩五沉割 槽 当阀芯运动时 通过阀芯台肩开启或封闭阀体沉割槽 接通或关闭与沉 割槽相通的油口 位通及图形符号见教材 45 4 手动 机动 换向阀 5 电磁换向阀 阀芯运动是藉助于电磁力和弹簧力的共同作用 电磁铁不得电 阀芯在 右端弹簧的作用下 处于左极端位置 右位 油口 p 与 A 通 B 不通 电 磁铁得电产生一个电磁吸力 通过推杆推动阀芯右移 则阀左位工作 油口 p 与 B 通 A 不通 电磁铁可以是直流 交流或交本整流的 两位电磁阀有弹簧复位式 一个电磁铁 和钢球定位式 两个电磁铁 如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合 又可组成三位的电磁换向阀 46 电磁铁得电分别为左右位 不得电为中位 常位 电磁吸力有限 电磁换向阀最大通流量小于 100 L min 对液动力较大 的大流量阀则应选用液动换向阀或电液换向阀 6 电液换向阀 电液换向阀是由电磁换向阀与液动换向阀组合而成 液动换向阀实现主 油路的换向 称为主阀 电磁换向阀改变液动阀控制油路的方向 称为先导 阀 47 7 滑阀的中位机能 三位的滑阀在中位时各油口的连通方式体现了换向阀的控制机能 称之 为滑阀的中位机能 滑阀机能的应用 使泵卸载的有 H K M 型 使执行元件停止的有 O M 型 使执行元件浮动的有 H Y 型 使液压缸实现差动的有 P 型 5 3 5 3 压力控制阀压力控制阀 用来控制液压系统中油液压力或通过压力信号实现控制的阀类 包括溢流 阀 减压阀 顺序阀 压力继电器 直动型溢流阀直动型溢流阀 1 组成结构 阀芯 阀体 弹簧 上盖 调节杆 调节螺母等 2 工作原理 阀体上进油口旁接在泵的出口 出口接油箱 原始状 48 态 阀芯在弹簧力的作用下处于最下端位置 进出油口隔断 进口油液经阀 芯径向孔 轴向孔作用在阀芯底端面 当液压力等于或大于弹簧力时 阀芯 上移 阀口开启 进口压力油经阀口溢回油箱 此时阀芯受力平衡 3 工作特点 阀开启 P 进 P 调 定压阀 阀关闭 P 进 P 调 安全阀 先导型溢流阀先导型溢流阀 1 组成结构 它由先导阀和主阀组成 先导阀实际上是一个小流量 直动型溢流阀 其阀芯为锥阀 主阀芯上有一阻尼孔 且上腔作用面积略大 于下腔作用面积 其弹簧只在阀口关闭时起复位作用 49 2 工作原理 远程调压阀实际上是一个独立的压力先导阀 旁接在先导型溢流阀遥控 口起远程调压作用 其调定压力必须低于先导阀的调定压力 无论哪个起作 用 泵的溢流量始终经主阀阀口回油箱 溢流阀的功用溢流阀的功用 1 作定压阀 2 作安全阀 用来限制系统压力的最大值 50 3 作卸荷阀 在执行机构不工作时使泵卸载 减压阀减压阀 减压阀是利用液流流过缝隙产生压力损失 使其出口压力低于进口压力 的压力控制阀 按调节要求不同 有定值减压阀 定差压阀 定比减压阀 其中定值减 压阀应用最广 又简称减压阀 定值减压阀的结构原理定值减压阀的结构原理 减压阀由压力先导阀和主阀组成 出口压力油引至主阀芯上腔和先导阀 前腔 当出口压力大于减压阀的调定压力时 先导阀开启 主阀芯上移 减 压缝隙关小 减压阀才起减压作用且保证出口压力为定值 51 减压阀的特点与功用减压阀的特点与功用 与先导型溢流阀比较 减压阀是出口压力控制 保证出口压力为定值 溢流阀是进口压力控制 保证进口压力为定值 减压阀阀口常开 溢流阀阀口常闭 减压阀有单独的泄油口 溢流阀弹簧腔的泄漏油经阀体內流道內泄至出 口 减压阀与溢流阀一样有遥控口 减压阀用在液压系统中获得压力低于系统压力的二次油路上 如夹紧回 路 润滑回路和控制回路 必须说明 减压阀出口压力还与出口负载有关 若负载压力低于调定压力时 出口压力由负载决定 此时减压阀不起减压作 用 顺序阀顺序阀 52 顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀 按控制油来源不同分内控和外控 按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄 和外泄 顺序阀的四种结构形式及其图形符号顺序阀的四种结构形式及其图形符号 通过改变上盖或底盖的装配位置可得到内控外泄 内控内泄 外控外泄 外控内泄四种结构类型 顺序阀的功用顺序阀的功用 内控外泄顺序阀与溢流阀非常相象 阀口常闭 进口压力控制 但是该 阀出口油液要去工作 所以有单独的泄油口 内控外泄顺序阀用于多个执行 元件顺序动作 其进口压力先要达到阀的调定压力 而出口压力取决于负载 当负载压力高于阀的调定压力时 进口压力等于出口压力 阀口全开 当负 载压力低于调定压力时 进口压力等于调定压力 阀的开口一定 53 内控内泄顺序阀的图形符号和工作原理与溢流阀相同 多串联在执行元 件的回油路上 使回油具有一定压力 保证执行元件运动平稳 如图示阀 3 作背压阀 外控内泄顺序阀等同于二位二通阀 可作卸载阀 如双泵供油回路中阀 3 是泵 1 的卸载阀 外控外泄顺序阀可作液动开关和限速锁 如远控平衡阀可限制重物下降 的速度 54 5 4 5 4 流量控制阀流量控制阀 通过改变阀口大小实现流量调节 包括节流阀 调速阀等 流量控制原理流量控制原理 流经薄壁小孔的流量 q cdA 2 p 1 2 流经细长孔的流量 q d 4 128 l p 综合两式得通用节流方程 q KLA pm 节流口结构 锥形 三角槽形 矩形 三角形等 节流阀节流阀 1 结构及工作原理 主要零件有阀芯 阀体和螺母 阀体上开有进 55 油 出油口 阀芯一端开有三角尖槽 另一端加工有螺纹 旋转阀芯即可轴 向移动改变阀口过流面积 2 刚性 外负载波动引起阀前后压力差 p 变化 即使阀的开口 面积 A 不变 也会导致流经阀的流量 q 不稳定 3 最小稳定流量 节流阀在很小开口下工作时 流经阀的流量会出 现周期性脉动 甚至间歇式断流 这种现象称为节流阀的堵塞现象 为此对 节流阀有一个能正常工作的最小流量的限制 4 节流阀的应用 调速阀调速阀 1 结构及工作原理 由定差减压阀与节流阀串连而成 压力油 p1 先经定差减压阀 然后经节流阀流出 节流阀进 出口压力油 p2 p3 经阀 体流道被引至定差减压阀阀芯的两端 p2 p3 与定差减压阀的弹簧力进行 比较 因定差减压阀阀口的压力补偿作用 使得 p2 p3 基本不变 56 2 性能特点 流量稳定 刚性好 思考题 思考题 5 1 液压控制阀按结构形式可分为哪六类 5 2 溢流阀的主要用途是什么 5 3 当电液换向阀的主阀为弹簧中对中液动阀时 其电磁先导阀为什么采 用 Y 型中位机能 电液换向阀的液动阀为 M 型机能 当电磁铁 1YA 或 2YA 通 电吸合时 液压缸并不动作 这是什么原因 5 4 画出二位 三位四通电磁换向阀图形符号 教研室 教研室 授课教师 授课教师 课程名称课程名称 液压传动 课次课次 主要教学内容主要教学内容学时分配学时分配 57 第六讲 液压辅件 测量仪器 油 箱 过滤器 蓄能器 其他辅件 教学目的教学目的 掌握油箱等液压辅件的功用和组成 熟悉各液压辅件的工作 原理和性能特点 了解各液压辅件的类型结构及选用 教学重点教学重点 教学难点教学难点无 教学方法教学方法多媒体教学 拟留作业拟留作业 授课总结授课总结 58 6 1 6 1 测量仪器测量仪器 压力表压力表 测量压力的仪器 品种有弹簧管式压力表 精密压力表 点接点压力表 微压表 高压表和真空表等 压力继电器压力继电器 将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件 其作用是实现执行元 件的顺序控制或安全保护 图示为柱塞式压力继电器 主要零件包括柱塞 1 调节螺帽 2 和电气 微动开关 3 压力油作用在柱塞下端 液压力直接与弹簧力比较 当液压力 大于或等于弹簧力时 柱塞向上移压微动开关触头 接通或断开电气线路 反之 微动开关触头复位 6 2 6 2 油油 箱箱 油箱的功用油箱的功用 1 弹簧管 2 指针 3 刻度盘 4 杠杆 5 伞齿轮 6 小齿轮 59 储油 散热 逸出溶解在油液中的空气 沉淀污物等 油箱的结构油箱的结构 6 3 6 3 过滤器过滤器 功用 滤去油中杂质 维护油液清洁 防止油液污染 保证系统正常工作 类型类型 表面型 网式过滤器 线隙式过滤器 深度型 纸芯式过滤器 烧结式过滤器 磁性过滤器 可将油液中对磁性敏感的金属颗粒吸附在上面 高压报警过滤器 过滤器的选用过滤器的选用 过滤精度应满足系统要求 60 要有足够的通油能力 要有一定的机械强度 要考虑一些特殊要求 如抗腐蚀 磁性 发讯 不停机更换滤芯等 过滤器的安装过滤器的安装 安装在泵的吸油口 安装在泵的出口 安装在系统的回油路上 安装在系统的支路上 安装在独立的过滤系统中 6 4 6 4 蓄能器蓄能器 储存油液压力能的装置 蓄能器的功用蓄能器的功用 1 作辅助动力源或紧急动力源 在工作循环不同阶段需要的流量变化很大时 常采用蓄能器和一个流量 61 较小的泵组成油源 另外当驱动泵的原动机发生故障时 蓄能器可作紧急动 力源 2 保压和补充泄漏 需要较长时间保压而泵卸载时 可利用蓄能器释放储存的压力油 补充 系统泄漏 保持系统压力 3 吸收冲击和消除压力脉动 在压力冲击处和泵的出口安装蓄能器可吸收压力冲击峰值和压力脉动 提高系统工作的平稳性 62 蓄能器的分类蓄能器的分类 按产生液体压力的方式分弹簧式 重锤式和充气式 充气式蓄能器按隔离方式不同 又分为活塞式和皮囊式 6 5 6 5 其他辅件其他辅件 管道 管接头管道 管接头 常用油管有钢管 紫铜管 塑料管 尼龙管 橡胶软管 管接头是油管与液压元件 油管与油管之间可拆卸的的连接件 管接头与其他液压元件用国家标准米制锥螺纹和普通细牙螺纹连接 常 用的管接头有扩口式 焊接式 卡套式 橡胶软管接头 快速接头 冷却器与加热器冷却器与加热器 加热器 有用热水或蒸气加热和用电加热两种方式 冷却器 要求有足够的散热面积 散热效率高 压力损失小 根据冷却 介质不同有风冷式 水冷式和冷媒式三种 63 密封装置密封装置 1 密封装置用来防止系统油液的内外泄漏 以及外界灰尘和异物的 侵入 2 对密封装置的要求 在一定的工作压力和温度范围内具有良好的密封性能 与运动件之间摩擦系数要小 寿命长 不易老化 抗腐蚀能力强 制造容易 维护使用方便 价格低廉 3 常用的密封有 间隙密封 金属密封 O 型密封圈 唇型密封 Y 型 Yx 型 V 型 组合密封装置 组合密封垫圈 橡塑组合密封装 置 64 教研室 教研室 授课教师 授课教师 课程名称课程名称 液压传动 课次课次 主要教学内容主要教学内容学时分配学时分配 第七讲 液压基本回路 方向控制回路 压力控制回路 速度控制回路 多执行元件控制回路 4 学时 教学目的教学目的 教学重点教学重点 教学难点教学难点无 教学方法教学方法多媒体教学 拟留作业拟留作业见本讲讲义 授课总结授课总结 65 基本回路是由有关液压元件组成 用来完成特定功能的典型油路 液压系 统由一些基本回路组成 基本回路按功能分为 压力控制回路 速度控制回路 方向控制回路 其 它控制回路等 7 1 7 1 方向控制回路方向控制回路 换向回路换向回路 1 采用二位四 三位四通换向阀 2 时间控制制动式 3 行程控制制动式 66 锁紧回路锁紧回路 通过切断执行元件进油 出油通道而使执行元件准确的停在确定的位置 并防止停止运动后因外界因素而发生窜动 1 利用三位四通换向阀的 O 型 M 型中位机能的锁紧回路 2 用液控单向阀的锁紧回路 制动回路 制动回路 使液压执行元件平稳地由运动状态转换为静止状态 67 1 用溢流阀的液压缸制动回路 在缸两侧油路上设置有反应灵敏的 小型直动型溢流阀 4 和 5 换向阀切换时 活塞在溢流阀 4 和 5 调定压力 之下实现制动 2 采用溢流阀的液压马达制动回路 7 2 7 2 压力控制回路压力控制回路 利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力 以满足执行元件对力 和转矩的要求 68 调压回路调压回路 功用 调定和限制液压系统的最高工作压力 或者使执行机构在工作过 程不同阶段实现多级压力变换 1 单级调压回路 2 多级调压回路 69 3 无级调压回路 减压回路减压回路 功用 使系统中的某一部分油路或某个执行元件获得比系统压力低的稳 定压力 1 单级减压回路 70 2 二级减压回路 卸