液压传动基础课件

1、液压传动基础,1,第一章 液压传动基础,第一节 液压传动的结构与工作原理 第二节 液压传动基础知识 第三节 液压元件 第四节 液压基本回路,液压传动基础,2,概念,利用具有压力能的液体为工作介质，传递能量和动力的装置称为液压传动。 液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。 液压传动广泛运用于航空航天、运输机械、工程机械、建筑机械以及塑料机械等等工业设备,液压传动基础,3,应用广泛,95%的工程机械,90%的数控加工中心,95%的自动线,液压传动基础,4,组成与分类,动力元件-液压泵 执行元件-液压马达、液压缸 控制元件-阀 辅助元件-其他,1-油箱；2-滤油器；3-油泵

2、；4-换向阀；5-换向阀；6-节流阀；7-换向阀；8-油缸；9-工作件,液压传动基础,5,设备需求,液压传动基础,6,液压缸,液压传动基础,7,手动液压泵,液压传动基础,8,液压泵，电动机驱动,液压传动基础,9,液压泵与油箱,液压传动基础,10,液压泵与油箱,液压传动基础,11,液压泵与油箱,液压传动基础,12,液压泵与油箱,液压传动基础,13,液压泵与油箱,液压传动基础,14,液压泵与油箱,液压传动基础,15,液压泵与油箱,液压传动基础,16,液压泵与油箱,液压传动基础,17,溢流阀,液压传动基础,18,溢流阀,液压传动基础,19,溢流阀,液压传动基础,20,溢流阀,液压传动基础,21,溢流

3、阀,液压传动基础,22,溢流阀,液压传动基础,23,溢流阀,液压传动基础,24,溢流阀,液压传动基础,25,换向阀,液压传动基础,26,换向阀,液压传动基础,27,换向阀,液压传动基础,28,换向阀,液压传动基础,29,换向阀,液压传动基础,30,换向阀,液压传动基础,31,换向阀,液压传动基础,32,换向阀,液压传动基础,33,流量控制阀,液压传动基础,34,过滤器,液压传动基础,35,液压传动工作原理,液压泵,液压缸,油箱,截止阀,单向阀,单向阀,负荷,液压传动基础,36,车载液压系统,液压传动基础,37,车载液压系统,液压传动基础,38,车载液压系统,液压传动基础,39,车载液压系统,液

4、压传动基础,40,车载液压系统,液压传动基础,41,车载液压系统,液压传动基础,42,车载液压系统,液压传动基础,43,车载液压系统,液压传动基础,44,车载液压系统,液压传动基础,45,车载液压系统,液压传动基础,46,车载液压系统,液压传动基础,47,车载液压系统,液压传动基础,48,车载液压系统,液压传动基础,49,车载液压系统,液压传动基础,50,车载液压系统,液压传动基础,51,车载液压系统,液压传动基础,52,车载液压系统,液压传动基础,53,液压系统原理图,液压传动基础,54,液压系统原理图,液压传动基础,55,液压系统原理图,液压传动基础,56,液压系统原理图,液压传动基础,5

5、7,液压系统原理图,液压传动基础,58,液压系统原理图,液压传动基础,59,液压系统原理图,液压传动基础,60,液压系统原理图,M,液压传动基础,61,液压系统原理图,M,液压传动基础,62,液压传动特点,液压传动基础,63,液压传动特点,较之机械传动、电器传动，液压传动的优点体现在： 结构紧凑，体积小，质量轻，容量大，承载能力强； 可大范围实现无级调速； 惯性小，动作灵敏，运动平稳，便于平稳和频繁换向； 液压元件自动润滑，改善了零件的摩擦状态，延长了使用寿命； 能自动防止过载，保证安全，避免发生事故,液压传动基础,64,缺点,1接管不良造成油外泄，除了会污染工作场所外，还有引起火灾的危险。

6、2油温上升时，粘度降低，油温下降时，粘度升高，油的粘度发生变化时，流量也会跟着改变，造成速度不稳定。 3 系统将马达的机械能转换成液体压力能，再把液体压力能转换成机械能来做功，能量经两次转换损失较大，能源使用效率比传统机械低。 4. 液压系统中油液渗入空气时，容易引发振动，影响工作质量。 5元件的加工精度和质量要求较高。 系统发生故障时，排查比较困难,液压传动基础,65,发展趋势,高压、高速、大功率、高集成化,高效率、低噪声、高可靠性,电比例控制、液压比例控制 伺服控制、数字控制、计算机控制,液压传动基础,66,以油为介质，存在的问题,废油排放和环境保护问题 泄漏问题 易燃与安全问题 资源枯竭

7、和成本问题,以水为介质的水压传动液压传动的发展方向,密封、锈蚀、温度敏感性等问题,液压传动基础,67,第二节 液压传动基础知识,一、液压油的主要物理性质 （一）油液的黏性 三种不同的黏度表示： 动力黏度： ，单位：Pas 运动黏度： ，单位：m2/s 相对黏度：E，v=7.31 E-6.31/ E,液压传动基础,68,油液的黏性,在50以下时，油液黏度随温度升高而下降明显。 一般而言，液压系统希望黏度随温度变化越小越好。 黏度指数（VI）。黏度指数越高，黏度随温度变化小，黏温性能好。油液的黏度指数要求在90以上,液压传动基础,69,二）油液的压缩性与膨胀性,bP 压缩系数，Pa-1； V液体受

8、压缩前后的体积变化值，m3； V0 液体受压缩前的体积， m3； P压力变化值，Pa,体积压缩系数的倒数为体积弹性系数,液压传动基础,70,bt 体积膨胀系数，-1； t 温度变化值， ； V温度变化前后的体积变化值，m3； V0温度变化前的体积，m3,液压传动基础,71,二、液压油的选择,适当的粘度，较好的粘温特性；1568mm2/s 润滑性能好，在工作压力和温度发生变化时应具有较高的油膜强度； 成分纯，杂质少； 对金属和密封件有良好的相容性； 具有良好的化学稳定性和热稳定性，油液不易氧化、不易变质； 抗泡沫性好，抗乳化性好，腐蚀性小，防锈性好； 流动点和凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸气

9、闪燃，但油本身不燃烧时的温度)和燃点高； 对人体无害，成本低； 与产品和环境相容,液压传动基础,72,液压油牌号,中国液压油的牌号，以10-6m2/s为单位标号，是在温度50时运动黏度的平均值。例如：10号液压油就是指这种油在50时运动黏度的平均值是1010-6m2/s 冬季一般选10号 夏季一般选30号 中低压一般选20-40号 高压一般选60号,液压传动基础,73,三、液体的静压特性,一）液体静压力 液体在静止状态下，单位面积上所承受的垂直作用力。物理上称压强，工程上称压力。 静止液体中任意点的静压力为：P=P0+h （其中为液体的重度，N/m3) （二）静压传递原理-帕斯卡定理: F2=

10、(A2/A1).F1 在静止液体中，施加于静止液体等面上的压力将以等值同时地传递到液体的内部各点。液压千斤顶就是利用这个原理工作的。 （三）液体压力作用在平面和曲面上的力,液压传动基础,74,四、流体动力学,一）理想液体和稳定流动 理想液体就是指没有粘性、不可压缩的液体；在管内流动的液体的任一点压力、速度等运动参数都不随时间变化称为稳定流动，反之则为不稳定流动。 （二）稳定流动的连续性方程：A1v1 = A2v2 （三）欧拉运动方程： （四）伯努利方程,液压传动基础,75,五、液体流动的压力损失,一）流态和雷诺数 黏性液体在管中流动有两种流动状态： 层流：流线与管路的中心线平行，液体内部质点互

11、不干扰 紊流：液体质点的运动杂乱无章，常存在涡流,层流与紊流的划分由雷诺准数大小来划分,V：平均速度；v：液体的运动黏度；R：水力半径（R=A/L,Re为无因次数，表示液体流动时的惯性力与黏性阻力之比。 临界雷诺准数：层流与紊流的分界,液压传动基础,76,二）黏性液体在圆管内的流动,流量Q,p为圆直管内的层流压力损失,液压传动基础,77,三）流体压力损失,1.沿程压力损失 液体沿不变截面的直管流动时，由于黏性摩擦及流态不同等原因而造成的能力损失。 2.局部压力损失 当管子截面形状突然变化或流动方向改变时，不仅有黏性摩擦损失，还有液体质点重新分布或涡流造成的损失,液压传动基础,78,六、液压冲击

12、和气蚀,一）液压冲击 （二）空穴和气蚀现象,液压传动基础,79,在液压系统工作过程中，由于某种原因，液体压力在一瞬间急剧上升，形成很高的压力峰值，往往比正常工作压力高好几倍，动能与压力能快速相互转换，出现压力交替升降的波动过程，这种现象称为液压冲击。也称为水锤、水击,一）液压冲击,液压传动基础,80,产生原因： 液流通道迅速关闭或迅速换向，液流速度的大小或方向发生突然变化，液流停止运动，动能转换为压力能，使压力急剧升高，形成液压冲击。 运动着的工作部件突然制动、换向、启动，其惯性使压力急剧升高，形成液压冲击。 某些液压元件动作失灵或不灵敏，使液流受阻，系统压力升高，形成液压冲击,液压传动基础,

13、81,特征： 峰值压力正常工作压力。 压力升降波动，变化极快。 危害： 引起工作机械振动，产生噪声。 导致某些元件如密封装置、管路等损坏。 会使某些元件如压力继电器、顺序阀等产生误动作，甚至可能损毁设备,液压传动基础,82,如此循环，产生液流压力 振荡。终因摩擦损失而停止,液流速度突变引起的液压冲击,液体自左侧沿管道向右侧经阀门流出。 若将阀门突然关闭，此时紧靠阀门处的液体被迫立即停止流动，液体的动能瞬时转变为压力能，压力急剧升高，产生冲击压力。其后的液体依次停止流动，动能依次转变为压力能，助长了冲击压力。 右侧的冲击压力波以很高的速度向左侧传播。 到了左侧，压力能又转变 为动能，形成压力降波

14、，动 能再向右侧传播,液压传动基础,83,运动部件制动所产生的液压冲击 活塞以初始速度向左运动，活塞和负载具有质量。 当换向阀突然关闭进出油口通道，油液被封闭在两腔 之中。由于运动部件的惯性，活塞将继续运动一小段 距离后才停止，使 液压缸左腔油液受 到压缩，动能转变 为压力能，从而引 起液体压力急剧升 高。产生冲击,冲击能量将被液体的 弹性和摩擦所吸收,液压传动基础,84,减小液压冲击的措施： 延长阀门关闭时间和运动部件的制动时间，减慢液流的换向速度，使完全冲击变为不完全冲击。 限制管道中在容易出现液压冲击液体的流速和运动部件的运动速度。 适当加大管道直径，尽量缩短管路长度。 用橡胶软管或在冲

15、击源处设置蓄能器，增加系统的弹性，以吸收液压冲击的能量。 的地方，安装限制压力升高的安全阀,液压传动基础,85,二）空穴和气蚀现象,空穴现象：当油液中混入空气时，或者溶解的空气在低压下分离出来产生气泡。 液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时,气泡在较高压力作用下将迅速破裂,从而引起局部液压冲击,造成噪音和振动；另一方面，由于气泡破坏了液流的连续性，降低了油管的通油能力，造成流量和压力的波动，使液压元件承受冲击载荷，影响其使用寿命,液压传动基础,86,汽蚀,汽蚀：因发生空穴现象而造成的腐蚀叫汽蚀。 高压时气泡凝缩，由于油液作用造成局部高温高压，从而破裂造成液压振动和噪声。高温高压会导致接触

16、气穴的金属表面加速氧化，形成麻点甚至表面脱落。 汽蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一,特别在高速、高压的液压设备中更应注意,液压传动基础,87,如何防止与减少空穴与汽蚀现象,减少油液中的空气含量 避免液压系统产生低压和负压 避免液压泵系统产生的空穴现象 减少节流产生的空穴现象,液压传动基础,88,第三节 液压元件,油泵：电机驱动，将机械能转换为液压能，为动力元件 油马达：压力油驱动，将液压能转换为机械能，为执行元件 常见的油泵有：叶片泵、齿轮泵和柱塞泵三大类型,液压传动基础,89,泵的符号,泵的输入参量 转矩 T 角速度,输出参量 流量 Q 压力 p,T,p,Q,液压传动基础,90,马达的

17、符号,马达的输入参量 流量 Q 压力 p,输出参量 转矩 T 角速度,p,Q,T,液压传动基础,91,一）叶片泵和油马达 运行平稳，流量均匀，排量大，噪音小，结构紧凑，体积小。但结构复杂，零件精度要求高，吸油条件和油液清洁度要求比较严格。橡塑机械用得较多,液压传动基础,92,1.双作用叶片泵,双作用叶片泵的工作原理图,定子内表面近似椭圆，转子和定子同心安装，有两个吸油区和两个压油区对称布置。转子每转一周，完成两次吸油和压油。双作用叶片泵大多是定量泵,液压传动基础,93,2，双级叶片泵 双联叶片泵,两泵串联,两泵并联,压力相加,流量可相加,液压传动基础,94,3.叶片油马达,结构与油泵类似,由于

18、两叶片受压面积不同，产生扭矩，从而使转子转动，输出机械能,转速,输入流量,扭矩,油液压力,方向,旋转方向,液压传动基础,95,二)齿轮泵和油马达,结构简单，体积小，质量轻，转速范围大，不容易咬死 加工制造容易，成本低廉 容积率低，流量脉动和噪声大 压力提高受轴承限制,外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵,液压传动基础,96,外啮合齿轮泵,工作原理,由于齿轮封闭空间大小的变化造成油液压力急剧升高和降低的现象称为困油现象,解决办法:在两侧的端盖上铣有卸荷槽,液压传动基础,97,外啮合齿轮泵的结构及工作原理,泵主要由主、从动齿轮，驱动轴，泵体及侧板等主要零件构成,泵体内相互啮合的主、从动齿轮与两端盖及泵体一起

19、构成密封工作容积，齿轮的啮合点将左、右两腔隔开，形成了吸、压油腔,1泵体;2 主动齿轮;3 从动齿轮,液压传动基础,98,当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合，密封腔容积不断增大，构成吸油并被旋转的轮齿带入左侧的压油腔,液压传动基础,99,左侧压油腔内的轮齿不断进入啮合，使密封腔容积减小，油液受到挤压被排往系统，这就是齿轮泵的吸油和压油过程,液压传动基础,100,内啮合齿轮泵,内啮合齿轮泵有渐开线齿形和摆线齿形两种，其结构示意图见图,内啮合齿轮泵 1 吸油腔，2 压油腔，3 隔板,液压传动基础,101,吸油窗口,压油窗口,在渐开线齿形内啮合齿轮泵中，小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙

20、隔板，以便把吸油腔和压油腔隔开,内啮合齿轮泵中的小齿轮是主动轮，大齿轮为从动轮，在工作时大齿轮随小齿轮同向旋转,液压传动基础,102,吸油窗口,压油窗口,摆线齿形啮合齿轮泵又称摆线转子泵。 在这种泵中，小齿轮和内齿轮只相差一齿，因而不需设置隔板,液压传动基础,103,内啮合齿轮泵的结构紧凑，尺寸小，重量轻，运转平稳，噪声低； 但在低速、高压下工作时，压力脉动大，容积效率低； 一般用于中、低压系统，或作为补油泵。 内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难，价格较贵，且不适合高压工况,液压传动基础,104,齿轮泵存在的问题,1、困油现象： 齿轮啮合时的重叠系数必大于1，故有一部分油液困在两对轮齿啮合

21、时所形成的封闭油腔之内，这个密封容积的大小随齿轮转动而变化，形成困油,液压传动基础,105,困油现象： 轮齿间密封容积周期性的增大减小。 受困油液受到挤压而产生瞬间高压，密封容腔的受困油液若无油道与排油口相通，油液将从缝隙中被挤出，导致油液发热，轴承等零件也受到附加冲击载荷的作用； 若密封容积增大时，无油液的补充，又会造成局部真空，使溶于油液中的气体分离出来，产生气穴,液压传动基础,106,困油的现象,容积减小时 与压油侧相通,容积增大时 与吸油侧相通,液压传动基础,107,齿轮油马达,扭矩作用力,液压传动基础,108,三）柱塞泵和油马达,1.径向柱塞泵和油马达,工作原理,液压传动基础,109

22、,2.轴向柱塞泵和油马达,工作原理,液压传动基础,110,油泵与油马达的区别,从原理上讲，油泵与油马达可以互换，但结构有差异,1、泵的进油口比出油口大，马达的进、出油口相同,2、结构上要求泵有自吸能力,3、马达要正反转，结构具有对称性；泵单方向转，不要对称,4、要求马达的结构及润滑，能保证在宽速度范围内正常工作,5、油马达应有较大的起动扭矩和较小的脉动,液压传动基础,111,上述油泵和油马达均是利用密封容积的变化完成吸油和压油任务，这种工作方式称为容积氏油泵和油马达，它们的特性包括： 理论输油率只和密封容积变化的大小及变化频率有关，与压力无关。压力仅通过泄漏影响实际的输油率； 油泵和油马达在运

23、转中，实际工作压力完全取决于负载，其额定工作压力的大小主要取决于泵本身的结构和密封性好坏,液压传动基础,112,二、动力油缸（执行元件,一）动力油缸的分类 按其运动形式可分为：移动油缸、摆动油缸,移动油缸,柱塞式油缸,双作用活塞式油缸,快速油缸,增压油缸,液压传动基础,113,柱塞式油缸,1-缸体；2-柱塞；3-导向套； 4-密封圈；5-端盖,单作用油缸：油压作用下柱塞向上动作，而柱塞的退回运动则靠自重或外力来实现，油缸内的油液从原先的进油管道排回油箱,液压传动基础,114,双作用活塞式油缸,1-端盖；2-缸体；3-活塞； 4-活塞杆；5-导向套；6-密封圈,特点：工作行程时推力大而速度慢；回

24、程时速度快而推力小,液压传动基础,115,上述两种分别为单作用和双作用油缸,液压传动基础,116,快速油缸、增压油缸,快速油缸结构简图,增压油缸结构简图,原理：略,特点：工作活塞具有两种前进速度、两种前进推力,A:增压油腔 B:工作缸油腔 C:油腔,液压传动基础,117,二）动力油缸结构,液压传动基础,118,1）缸筒主要是由钢材制成，缸筒内要经过精细加工，表面粗糙度Ra0.08mm，以减少密封件的摩擦。 2）盖板：通常由钢材制成，有前端盖和后端盖，安装在缸筒的前后两端，盖板和缸筒的连接方法有焊接、拉杆、法兰、罗纹连接等。 3）活塞的材料通常用钢或铸铁，也可采用铝合金。活塞和缸筒内壁间需要密封

25、，采用的密封件有O形环、V形油封、U形油封、X形油封和活塞环等。而活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为缸筒内径的（0.61.0）倍,液压传动基础,119,4）活塞杆：是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬处理并抛光。 5）缓冲装置：为了防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏，常在液压缸前后端盖上设有缓冲装置，以使活塞移到快接近行程终点时速度减慢下来终至停止。前后端盖上的缓冲阀附近有单向阀的结构。当活塞接近端盖时，缓冲环插入端盖板油出入口，强迫压油经缓冲阀的孔口流出，促使活塞的速度缓慢下来。相反，当活塞从行程的尽头将离去时，如压油只作用在缓冲环上

26、，活塞要移动的那一瞬间将非常不稳定甚至无足够力量推动活塞，故必须使压油经缓冲阀内的止回阀作用在活塞上，如此才能使活塞平稳的前进,液压传动基础,120,6）放气装置：在安装过程中或停止工作的一段时间后，空气将渗入液压系统内，缸筒内如存留空气，将使液压缸在低速时产生爬行、颤抖现象，换向时易引起冲击，因此在液压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。一般双作用式液压缸不设专门的放气孔，而是将液压油出入口布置在前后盖板的最高处。大型双作用式液压缸则必须在前后端盖板设放气栓塞。对于单作用式液压缸液压油出入口一般设在缸筒底部，在最高处设放气栓塞。 7）密封装置：液压缸的密封装置用以防止油液的泄漏，液压缸的密封

27、主要是指活塞、活塞杆处的动密封和缸盖等处的静密封。常采用O形密封圈和Y形密封圈,液压传动基础,121,三、液压控制阀（控制元件,根据所起作用，分为以下三类： 压力控制阀：控制液压系统中液体压力，通过它控制执行机械的作用力、防止系统超载以及使用油泵卸荷。包括溢流阀、减压阀、顺序阀、安全阀、背压阀等。 流量控制阀：控制液压系统中液体的流量，通过它控制执行机构的运动速度，包括节流阀、调整阀等。 方向控制阀：控制液压系统中液体的流动方向或液流的通与不通。通过它控制执行机构的起动、停止和运动方向等。包括单向阀和各种换向阀,液压传动基础,122,一）压力控制阀,利用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理来工

28、作 1.溢流阀 当液压执行元件不动时，由于泵排出的油无处可去而成一密闭系统，理论上压力将一直增至无限大，实际上压力将增至液压元件破裂为止，此时电机为维持定转速运转，输出电流将无限增大至电机烧掉为止；前者使液压系统破坏，液压油四溅；后者会引起火灾；因此要绝对避免，防止方法就是在执行元件不动时，提供一条旁路使液压油能经此路回到油箱，它就是“溢流阀（Relief valve）”，其主要用途有二个,液压传动基础,123,1）作溢流阀用：在定量泵的液压系统中，常利用流量控制阀调节进入液压缸的流量，多余的压力油可经溢流阀流回油箱，这样可使泵的工作压力保持定值。 2）作安全阀用：液压系统在正常工作状态下，溢

29、流阀是关闭的，只有在系统压力大于其调整压力时，溢流阀才被打开溢流，对系统起过载保护作用,液压传动基础,124,液压传动基础,125,溢流阀的分类与结构,1）直动型溢流阀（Spring loaded type relief valve,液压传动基础,126,溢流阀职能符号,P,T,压力由弹簧设定，当油的压力超过设定值时，提动头上移，油液就从溢流口流回油箱，并使进油压力等于设定压力。由于压力为弹簧直接设定，一般当安全阀使用,液压传动基础,127,特点,结构简单、便宜，但工作时易产生振动和噪音,阀芯所受的液压力全靠弹簧力平衡，故当系统压力很高时，弹簧必须很硬，导致结构笨重，调压不轻便。一般用于压力小

30、于2.5MPa的低压系统中，作安全阀或背压阀使用,由于惯性或负载的变化，导致qy变化，即开口度h的变化，由于k很大，所以p不稳定，稳压精度差,液压传动基础,128,2）先导型溢流阀（Pilot operated relief valve,液压传动基础,129,工作原理,液压传动基础,130,特点,因为锥阀作用面积很小，即使压力很高，弹簧刚度仍不大，调压轻便,因为主阀弹簧很软，因此溢流量变化时，压力波动小。静态特性好,能适应各种不同的调压范围的要求,液压传动基础,131,2.减压阀,1.滑阀；2-弹簧；3-锥阀；46-通道；7-阻尼孔,减压阀工作原理,液压传动基础,132,减压阀与溢流阀都是用以

31、控制系统压力的。 溢流阀在系统中起限压溢流作用，它并联在油路中；减压阀在系统中起减压作用，它串联在油路中。 溢流阀是保证阀的进油口压力恒定，而减压阀是保证阀的出油口压力恒定,液压传动基础,133,3.顺序阀,顺序阀（sequence valve）在系统中所起的作用是根据预定的压力接通系统中某一回路,1-弹簧；2-阀芯；3-阀体；4-小柱头；5-堵头,直接顺序阀,遥控顺序阀,卸荷阀,三种顺序阀,液压传动基础,134,直接顺序阀：是由进油口的油压直接控制阀的动作。 遥控顺序阀：它是由远程油压控制阀的动作 卸荷阀：与直接顺序阀的结构较类似 顺序阀和单向阀组合成为单向顺序阀。它可使出油液通过单向阀自由

32、地反向流过，不受顺序阀的限制。而进口油液流向出口时，必须通过顺序阀。所以，在需要反向自由流过的油路中，可以使用单向顺序阀,单向顺序阀,液压传动基础,135,4.背压阀,背压阀一般装在系统回路中，使回路产生一定的反压力，增加工作机构运动的平稳性。 在注射机注射油缸的回路中常装有单向背压阀，它的作用是为了使螺杆转动，预塑时产生背压，提高塑化质量,液压传动基础,136,1-单向阀芯；2,5-弹簧；3-阀座；4-调压阀芯,液压传动基础,137,二）流量控制阀,流量控制阀是用以控制液压系统中的流量，从而控制工作速度。 采用流量控制阀控制流量，会造成能量损耗，使系统效率降低；所以，这种流量控制方法适用于功

33、率较小的场合，对于大功率传动系统，则多用变量泵或多泵供油来调节速度。 橡塑机械中常用的流量控制阀有节流阀、调速阀等,液压传动基础,138,1、节流阀（Throttle valve,油液由入口进入，经滑轴上的节流口后，由出口流出。调整手轮使滑轴轴向移动，以改变节流口节流面积的大小，从而改变流量大小达到调速的目的。图中油压平衡用孔道在于减小作用于手轮上的力，使滑轴上下油压平衡,液压传动基础,139,节流口的形式,液压传动基础,140,单向节流阀,单向节流阀，只能控制一个方向的流量大小，而在另一个方向则无节流作用,液压传动基础,141,2、调速阀,调速阀是由差压式减压阀（也称定差减压阀）和节流阀串联

34、组成。其中，差压式减压阀和定压式减压阀有所不同，它保证节流阀前后的压差恒定，从而使流量调节稳定,调速阀工作原理：（p2-p3）为常数,液压传动基础,142,三）方向控制阀,方向控制阀主要用于控制液压系统中油流方向和油流的导通与断开，从而控制执行机构的启动、停止和运动方向。主要有单向阀和换向阀两大类,液压传动基础,143,1.单向阀（Check valve,单向阀使液流只能向一个方向流过而不能反流，故又称止回阀,普通直通式单向阀,普通单向阀,液压传动基础,144,普通单向阀,液压传动基础,145,液控单向阀,液控单向阀,单向流动时,液压传动基础,146,液控单向阀,反向流动时,液压传动基础,14

35、7,2.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 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”，例如三位四通换向阀有三个切换位置，4个接口,液压传动基础,148,液压传动基础,149,按阀芯运动划分,转阀,二位四通转阀工作原理,液压传动基础,150,滑阀，按其操作方式又可分为以下四种 手动换向阀 电磁换向阀 液动换向阀 电液动换向阀,液压传动基础,151,手动换向阀,在换向阀的智能符号中，方格个数表示换向阀的位数，方

36、格内的箭头表示相应两油口相通，箭头方向为液流方向；方格内的截断符号表示相应油口在阀体内被封闭,液压传动基础,152,电磁换向阀,由电气系统的按钮开关、行程开关、压力继电器或其他电气元件发出的电气信号使电磁铁动作、推动阀芯移动来实现液压油路的换向、顺序动作或卸荷。 利用电磁阀很容易实现自动控制和远距离操纵,液压传动基础,153,二位四通电磁换向阀的工作结构,电磁未通电：A、O相通 P、B相通 电磁通电：A、P相通 O、B相通 L：泄油孔，排出渗漏到阀芯两端的油液,液压传动基础,154,二位四通换向阀工作原理,A,B,P,O,P,O,A,B,未通电时,液压传动基础,155,二位四通换向阀工作原理,

37、A,B,P,O,P,O,A,B,通电时,液压传动基础,156,液动换向阀,多用于大流量的油液向操作,K1，K2由压力油控制换向速度,三位四通液动换向阀结构示意,液压传动基础,157,电液动换向阀,由电磁换向阀（先导阀）和液动换向阀组成。（如图1-55） 电液动换向阀既有电磁阀便于实现自动和远距离控制的特点，又有液动阀换向推力大和换向速度可调的优点，所以多用在大流量的回路中,液压传动基础,158,O型三位四通电液动换向阀,液动阀阀芯在中间位置时，A、B、P、O四个油口都不通； 若任一电磁线圈通电时，阀芯将位于左边或右边极限位置,液压传动基础,159,四）电液比例阀,液压控制元件按其控制方式分为两

38、大类： 开关式控制，如电磁换向阀，仅用于控制油路的开关与换向； 伺服式控制，如电液伺服器，它不但可以控制油液的方向，而且可以根据输入电讯号的大小连续地控制输出油液的流量和压力,液压传动基础,160,电液比例阀,介于开关控制和伺服控制之间的控制元件，具有一定的伺服性。其控制精度比伺服阀低，但价格比较便宜。它适用于控制精度要求不太高的注射机液压系统。 1.比例压力先导阀 结构如图1-56所示。 可以用它作为溢流阀的先导阀，能根据油路各工作阶段的不同要求，获得不同的压力，以减少系统的控制元件,液压传动基础,161,液压传动基础,162,2.比例流量阀,比例流量阀由差压式减压阀和节流阀组成 可以做调速

39、阀，也可以切断油路,液压传动基础,163,3.比例方向阀,比例方向阀是比例压力阀与液动阀组合而成。一般用比例双向减压阀作为先导阀，利用比例减压阀的出口压力来控制液动换向阀的正反方向开口量的大小，控制油液的流量和油流方向,液压传动基础,164,四、辅助元件,辅助元件是指除油泵、油缸（包括油马达）和各种控制阀之外的其他各类液压元件。如蓄能器、油箱、滤油器等,液压传动基础,165,一）蓄能器（accumulators,蓄能器功用 蓄能器是液压系统中一种储存油液压力能的装置，其主要功用如下： 作辅助动力源：在液压系统工作循环中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较小的泵组成油源。当系统

40、需要很小流量时，蓄能器将液压泵多余的流量储存起来；当系统短时期需要较大流量时，蓄能器将储存的液压油释放出来与泵一起向系统供油。在某些特殊的场合：如驱动泵的原动机发生故障，蓄能器可作应急能源紧急使用；如现场要求防火防爆，也可用蓄能器作为独立油源,液压传动基础,166,2) 保压和补充泄漏：有的液压系统需要较长时间保压而液压泵卸载，此时可利用蓄能器释放所储存的液压油，补偿系统的泄漏，保持系统的压力。 (3) 吸收压力冲击和消除压力脉动：由于液压阀的突然关闭或换向，系统可能产生压力冲击，此时可在压力冲击处安装蓄能器起吸收作用，使压力冲击峰值降低。如在泵的出口处安装蓄能器，还可以吸收泵的压力脉动，提高

41、系统工作的平稳性,液压传动基础,167,活塞式蓄能器与气囊式蓄能器,液压传动基础,168,二）滤油器（filter,防止零件被划伤、磨损或卡死，维持液压系统正常工作。 过滤精度按过滤颗粒的大小一般可分为粗滤油器（滤去杂质直径大于0.1mm）、普通滤油器（滤去杂质直径为0.010.1mm）、精滤油器（滤去杂质直径为0.0050.01mm）。 常见的滤油器有网式、线隙式、纸质、烧结式和磁性滤油器等多种类型,液压传动基础,169,液压传动基础,170,三）油箱和热交换器,油箱的主要功能是储存油液，此外，还有散热以控制油温、阻止杂质进入、沉淀油中杂质、分离气泡等功能。油箱的作用：储油、散热、沉淀杂质、

42、逸出空气。 油箱容量如太小，会使油温上升，油箱容量一般设计为泵每分钟流量的2 4倍；或当所有管路及元件均充满油时，油面需高出过滤器50-100mm，而液面高度只占油箱高度80时的油箱容积,液压传动基础,171,为了提高液压系统的工作稳定性，应该设置冷却器和加热器。它可使油液温度保持在3050的范围。 油冷却器一般为水冷式油冷却器，串联在总回油路中。 加热器是防止低温启动油泵，加热器一般采用电加热器，电加热器的功率控制在3.5W/cm2,液压传动基础,172,液压传动基础,173,四）油管和管接头,油管：油管材料材料可用金属管或橡胶管，选用时由耐压、装配的难易来决定。吸油管路和回油管路一般用低压

43、的有缝钢管，也可使用橡胶和塑料软管，控制油路中流量小，多用小铜管，考虑配管和工艺方便，在中、低压油路中也常使用铜管，高压油路一般使用冷拔无缝钢管，必要时也采用价格较贵的高压软管。高压软管是由橡胶中间加一层或几层钢丝编织网制成。高压软管比硬管安装方便，可以吸收振动。低压耐油软管由夹布与耐油橡胶制成，适用于工作压力小于1.5MPa的场合,液压传动基础,174,管接头是油管与油管、油管与液压元件之间的可拆连接件。 连接方式有法兰连接和螺纹连接两种。前者连接用于直径较大的油管，耐压高，可达32MPa，防震性好，但外形尺寸大。 管接头的连接螺纹有两种：圆锥管螺纹（Z），适用于中低压系统；普通细牙螺纹（M

44、），适用于高压系统,液压传动基础,175,第四节 液压基本回路,所谓液压基本回路就是由有关的液压元件组成用来完成某种特定功能的典型回路。一些液压设备的液压系统虽然很复杂，但它通常都由一些基本回路组成。 主要有压力控制回路，速度控制回路，方向控制回路和顺序动作控制回路等。 每一类又可以根据基本回路的功用划分成不同的回路,液压传动基础,176,一、压力控制回路,压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路，这类回路包括调压、减压、增压、保压、卸荷和平衡等多种回路,液压传动基础,177,一）调压回路,调压回路的功用是使液压系统整体或部分的压力保持

45、恒定或不超过某个数值。 在定量泵系统中，液压泵的供油压力可以通过溢流阀来调节。 在变量泵系统中，用安全阀来限定系统的最高压力，防止系统过载。 若系统中需要二种以上的压力，则可采用多级调压回路,液压传动基础,178,1.限压回路,1）用溢流阀控制的限压回路,定压安全作用,这种定压安全回路在任何液压系统中都是不可缺少的,液压传动基础,179,2）用压力继电器的限压回路,液压油缸,控制换向,液压成型机的限压回路,液压传动基础,180,2.多级调压回路,远程调压回路（二级压力回路,注射机远程压力调节回路,可以输出不同压力,远程调压,遥控溢流阀的调定压力一定要低于主溢流阀调定压力，否则等于将主溢流阀引压

46、口堵塞,液压传动基础,181,三级压力回路 无极调压回路,三级压力回路,无极调压回路,液压传动基础,182,二)卸荷回路,功能：卸荷，使油泵无负荷运转，以及油泵能空载启动。 1.用换向阀滑阀机能卸荷 2.用溢流阀卸荷,溢流阀卸荷,液压传动基础,183,三）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。 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,液压传动基础,184,减压回路,一级减压回路,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,减压阀,液压传动基础,185,二级减

47、压回路,由溢流阀调定工作压力,液压传动基础,186,四）增压回路,是指在油泵工作压力不变条件下，采用增压油缸或增压器使液压系统的局部压力提高的回路,采用增压油缸的增压回路,当换向阀处于左边位置时： 主活塞向右工作 当换向阀处于右边位置时： 主活塞卸载,液压传动基础,187,五）保压回路,是指油缸在保压阶段时，需要保持一定的压力。 保压是橡塑注射机、液压机在注射或压制成型中所必须满足的工艺要求。 保压回路的性能主要取决于系统泄漏,液压传动基础,188,采用液控单向阀的保压回路,电接点式压力表,D1通电，油缸上腔充油，直到油压升至调定值，压力表接通上触点，D1断电，卸荷。上腔油压由液控单向阀保压,

48、当泄漏导致压力下降至下触点调定值时，D1通电，油泵继续供电，压力回升直至上触点调定值,液压传动基础,189,二、速度控制回路,主要有定量油泵的节流调速回路和变量油泵的容积调速回路。 （一）定量油泵节流调速回路 根据节流口安装的部位不同分为三种： 1.进油节流调速回路（图a） 2.回油节流调速回路（图b） 3.旁路节流调速回路（图c,液压传动基础,190,1能获得较大推力，但没有背压，运动不平稳。适用于负载变化不大、稳定性要求不高的场合,2运动较平稳，调速范围大，多用于负载变化较大的场合,3工作效率高，但调速范围较小，运动速度受负载影响很大，多用于平稳性要求不高的场合,液压传动基础,191,节流

49、调速的特点,节流调速的优点是结构简单，成本低，使用方便，但是效率低。 因为定量泵的流量是一定的，而油缸的流量却随工作部件速度的快慢而变化，多余的油液通过溢流阀（旁路调速时通过节流阀本身）在工作压力下流回油箱。这样，能量损失较大，损失的能量转变为热能，使油温升高。 所以，这种调速方法一般用在功率不大的场合,液压传动基础,192,二）变量油泵容积调速回路,采用变量油泵或多泵调速，效率较高，适用于功率较大并需要有较大调速范围的场合。 1.变量油泵容积调速回路 2.容积有级调速回路,液压传动基础,193,变量油泵容积调速回路,可以实现无级调速,液压传动基础,194,双联泵有级调速回路,低压快速：D1、

50、D2都通电，大、小泵的流量一起向油缸供油； 高压慢速：D2通电，D1不通电，小泵供油、大泵卸荷,液压传动基础,195,三）快速回路,快速回路又称增速回路，其功用在于使液压执行元件在空载时获得所需的高速，以提高系统的工作效率或充分利用功率。 实现快速运动的方法有多种不同方案，下面介绍几种常用的快速运动回路：差动快速回路、用蓄能器的快速回路,液压传动基础,196,1差动回路,其特点为当液压缸前进时，活塞从液压缸右侧排出的油再从左侧进入液压缸，增加进油处的一些油量，即和泵同时供应液压缸进口处的液压油，可使液压缸快速前进，但使液压缸推力变小,液压传动基础,197,2.用蓄能器的快速回路,将换向阀移到阀右位时，蓄能器所储存的液压油即释