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液压传动基础知识,第一章液压传动的定义,流体体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液力传动和气压传动。,1、传动机构,传动机构,机械传动,电气传动,流体传动,2、液压传动的定义,以液体作为工作介质进行能量传递,液压传动,液力传动,利用液体的压力能来传递能量,利用液体的动能来传递能量,液压传动是利用密封容积内液体体积的变化来传递和控制能量的；液力传动是利用非封闭的液体的动能或势能来传递能量和控制能量的。由于液压传动有许多突出的优点，因此被广泛用于机械制造、工程建筑、石油化工等各个工程技术领域。,第二章液压传动的组成及原理,1、液压传动系统的组成及图形符号,1油箱；2过滤器；3液压泵；4溢流阀；5流量控制阀；6换向阀；7液压缸；8工作台；9、10管道,（a）典型液压系统原理结构示意图,（b）阀6阀芯位置的改变,（c）典型液压系统原理图形符号图,2、基本的运转方式,液压泵3由电动机驱动旋转，从油箱1中吸油，经过滤器2后被液压泵吸入并输出给系统。当换向阀6阀芯处于（a）所示位置时，压力油经阀5、阀6和管道进入液压缸7的左腔，推动活塞向右运动。液压缸右腔的油液经管道、阀6、管道9流回油箱。改变阀6阀芯工作位置，使之处于左端位置时，如（b）所示，液压缸活塞反向运动。工作台的移动速度是通过流量控制阀来调节的。阀口开大时，进入缸的流量较大，工作台的速度较快；反之，工作台的速度较慢。为适应克服大小不同阻力的需要，泵输出油液的压力应当能够调整。工作台低速移动时，流量控制阀开口小，泵输出多余的油液经溢流阀4和管道10流回油箱，调节溢流阀弹簧的预压力，就能调节泵输出口的油液压力。,3、液压传动系统的组成,一个完整的、能够正常工作的液压系统，应该由以下五个主要部分来组成：（1）动力元件：将机械能转换成流体压力能的装置。常见的是液压泵，为系统提供压力油液。（2）执行元件：将流体的压力能转换成机械能输出的装置。它可以是作直线运动的液压缸，也可以是作回转运动的液压马达、摆动缸。（3）控制元件：对系统中流体的压力、流量及流动方向进行控制和调节的装置，以及进行信号转换、逻辑运算和放大等功能的信号控制元件，如图a中的溢流阀、流量控制阀和换向阀。（4）辅助元件：保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置，如图a中的过滤器、油箱和管件。（5）工作介质：用它进行能量和信号的传递。液压系统以液压油液作为工作介质。,4、液压传动的原理,液压千斤顶是机械行业常用的工具，常用这个小型工具顶起较重的物体。下面以它为例简述液压传动的工作原理。右图所示为液压千斤顶的工作原理图。有两个液压缸1和6，内部分别装有活塞，活塞和缸体之间保持良好的配合关系，不仅活塞能在缸内滑动，而且配合面之间又能实现可靠的密封。当向上抬起杠杆时，液压缸1活塞向上运动，液压缸1下腔容积增大形成局部真空，单向阀2关闭，油箱4的油液在大气压作用下经吸油管顶开单向阀3进入液压缸1下腔，完成一次吸油动作。当向下压杠杆时，液压缸1活塞下移，液压缸1下腔容积减小，油液受挤压，压力升高，关闭单向阀3，液压缸1下腔的压力油顶开单向阀2，油液经排油管进入液压缸6的下腔，推动大活塞上移顶起重物。如此不断上下扳动杠杆就可以使重物不断升起，达到起重的目的。如杠杆停止动作，液压缸6下腔油液压力将使单向阀2关闭，液压缸6活塞连同重物一起被自锁不动，停止在举升位置。如打开截止阀5，液压缸6下腔通油箱，液压缸6活塞将在自重作用下向下移，迅速回复到原始位置。,液压千斤顶工作原理图1小液压缸；2排油单向阀；3吸油单向阀；4油箱；5截止阀；6大液压缸,第三章液压执行元件,1、液压马达,液压马达的特点液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上也有某些差异。液压马达一般需要正反转，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。,常用的液压马达的结构与同类型的液压泵很相似，下面对叶片马达、摆动马达的工作原理作一介绍。,当压力油进入压油后，在叶片1、3或5、7上，一面作用有压力油，另一面为低压油。由于叶片3伸出的面积大于叶片1伸出的面积，因此作用于叶片3上的总液压力大于作用于叶片1上的总液压力，于是压力差使转子产生时针方向旋转。作用物其它叶片5、7的液压力、其作用原理同上。当输油方向改变时，液压马达就反转。,液压马达的工作原理,1.叶片马达,叶片马达的工作原理图,18叶片,2齿轮液压马达,2、液压缸,液压缸又称为油缸，它是液压系统中的一种执行元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。,液压缸的典型结构,（单活塞杆液压缸),液压缸的组成,1、按结构形式分：活塞式柱塞式摆动式2、按作用方式分：单作用液压缸：活塞单向作用，由弹簧使活塞复位；柱塞单向作用，由外力使柱塞返回。双作用液压缸：活塞双作用；双柱塞双作用。,液压缸的类型：,常见液压缸的种类及特点,3、液压阀,液压控制阀在液压系统中被用来控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作,属控制元件。液压阀基本结构：包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。驱动装置可以是手调机构，也可以是弹簧或电磁铁，有时还作用有液压力。液压阀基本工作原理：利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。流经阀口的流量q与阀口前后压力差p和阀口面积A有关，始终满足压力流量方程；作用在阀芯上的力是否平衡则需要具体分析。,二、根据用途不同分类,压力控制阀用来控制和调节液压系统液流压力的阀类，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。流量控制阀用来控制和调节液压系统液流流量的阀类，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的阀类，如单向阀、换向阀等。,普通单向阀,方向控制阀,单向阀,方向控制阀,液控单向阀,液控单向阀,换向阀：换向阀是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关断或改变油液流动方向。一般以下述方法分类。1按接口数及切换位置数分类接口是指阀上各种接油管的进、出口，进油口通常标为P，回油口则标为R或T，出油口则以A、B来表示。阀内阀芯可移动的位置数称为切换位置数,通常我们将接口称为“通”，将阀芯的位置称为“位”，例如：图所示的手动换向阀有三个切换位置，4个接口，我们称该阀为三位四通换向阀。,方向控制阀,换向阀：换向阀是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关断或改变油液流动方向。一般以下述方法分类。,按接口数及切换位置数分类接口是指阀上各种接油管的进、出口，进油口通常标为P，回油口则标为R或T，出油口则以A、B来表示。阀内阀芯可移动的位置数称为切换位置数，通常我们将接口称为“通”，将阀芯的位置称为“位”，各种位和通的换向阀符号见图所示。,P,T,直动型溢流阀,调节螺钉,P,T,符号,先导型溢流阀,先导型溢流阀工作原理,系统保压中位为“O”型，如图413所示，P口被堵塞时，此时油需从溢流阀流回油箱，增加功率消耗；但是液压泵能用于多缸系统。,先导型溢流阀应用,减压阀,减压阀的应用,减压回路：减压回路的功用是使系统中的某一部分油路具有较系统压力低的稳定压力。最常见的减压回路通过定值减压阀与主油路相连,如图a所示。回路中的单向阀供主油路压力降低(低于减压阀调整压力)时防止油液倒流，起短时保压之用，减压回路中也可以采用类似两级或多级调压的方法获得两级或多级减压,图b所示为利用先导型减压阀1的远控口接一远控溢流阀2，则可由阀1、阀2各调得一种低压，但要注意，阀2的调定压力值一定要低于阀1的调定压力值。,节流阀,图（a）所示液压系统未装节流阀，若推动活塞前进所需最低工作压力为1MPa,那么当活塞前进时，压力表指示的压力为1MPa；当装了节流阀控制活塞前进速度如图（b）所示，那么当活塞前进时，则节流阀入口压力会上升到溢流阀所调定的压力，溢流阀被打开，一部分油液经溢流阀流入油箱。,节流阀的应用,顺序阀的结构及动作原理：顺序阀（sequencevalve）是使用在一个液压泵要供给两个以上液压缸依一定顺序动作场合的一种压力阀。顺序阀的构造及其动作原理类似溢流阀，有直动式和先导式两种，目前较常用直动式。顺序阀与溢流不同的是：出口直接接执行元件，另外有专门的泄油口。,顺序阀的应用用于顺序动作回路：图所示为一定位与夹紧回路，其前进的动作顺序是先定位后夹紧，后退是同时退后。,顺序阀及其应用,调速阀：调速阀能在负载变化的状况下，保持进口、出口压力差恒定,调速阀,进油节流调速：就是控制执行元件入口的流量，图435所示，该回路不能承受负负载，如有负向负荷（负荷与运动方向同向者），则速度失去控制。,对液压阀的基本要求,动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。阀口全开时，液流压力损失要小；阀口关闭时，密封性能要好。所控制的参数（压力或流量）要稳定，受外干扰时变化量要小。结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性要好。,液压设备是由机械、液压、电气等装置组合而成的，故出现的故障也是多种多样的。某一种故障现象可能由许多因素影响后造成的，因此分析液压故障必须能看懂液压系统原理图，对原理图中各个元件的作用有一个大体的了解，然后根据故障现象进行分析、判断，针对许多因素引起的故障原因需逐一分析，抓住主要矛盾，才能较好的解决和排除。液压系统中工作液在元件和管路中的流动情况，外界是很难了解到的，所以给分析、诊断带来了较多的困难，因此要求人们具备较强分析判断故障的能力。在机械、液压、电气诸多复杂的关系中找出故障原因和部位并及时、准确加以排除。简易故障诊断法简易故障诊断法是目前采用最普遍的方法，它是靠维修人员凭个人的经验，利用简单仪表根据液压系统出现的故障，客观的采用问、看、听、摸、闻等方法了解系统工作情况，进行分析、诊断、确定产生故障的原因和部位，具体做法如下：1）询问设备操作者，了解设备运行状况。其中包括：液压系统工作是否正常；液压泵有无异常现象；液压油检测清洁度的时间及结果；滤芯清洗和更换情况；发生故障前是否对液压元件进行了调节；是否更换过密