起重机械基础知识

1、 起重机械基础知识第一节、有关力学的基本知识起重作业无论是设备的水平运输还是上下位移，从现象上看是人员、机械、设备三者之间的相互作用关系，动力设备将电能或化学能转变为机械能，机械能通过专用的起重设备转变为物体的势能。从本质上讲是人与力打交道，机械设备与力打交道，换句话说也就是如何从根本上解决谁对谁施力和谁对谁受力。解决物体与物体之间的相互作用，这就抓住了起重作业的关键，抓住了起重作业的本质问题。这需要我们起重作业者应该具有一定的力学基本知识。一、质量、重量和中心 质量 质量就是物体中含有物质的多少。质量是物体的固有属性，它不随其形状、位置和状态的变化而变化。 质量的法定计量单位是kg(千克)，

2、此外，还有t(吨)、g(克)等。它们之间的关系是 1000kg=1.0t=1000000g 重量 人们在日常生活和工作中都有一个最直观的感觉，就是不论是铁球还是乒乓球拿在手中都有质感，这种质感其实就是重量。地球上的物体在地球引力场作用下，受到地球的吸引力，这种物体受到地球的吸引力我们称之为重力，其方向垂直向下(指向地心)。通常将重力的大小称为该物体的质量。重量不是物体的固有属性，它随其在地球上的位置和高度变化而变化。 重量的法定计算单位是N(牛)，此外，还有kN(千牛)。以前还有用kgf(千克力)、tf(吨力)表示，千克力又称公斤力。它们之间的关系是 lkN=103 N，lkgf=9.8N，l

3、tf=103kgf=9.8103N 质量和重量的计算 1、质量的计算质量等于物体的体积乘以密度，即m=v式中 m物体的质量(kg)； y物体的体积(m3)； 物质的密度(kgm3)。 一般材料的密度，见表21。表2-1一般材料的密度 物体的材质 密度/(103kg/m3) 钢、铸钢 7.85 铸铁 7.27.5 铸铜 8.68.9 木料 0.50.7 铅 11.3 粘土 2.7 混凝土 1.9 碎石 2.4 松土 1.6 砖 1.42.0 煤油 0.8 2、重量的计算重量等于物体的质量乘以重力加速度，即式中 G物体的重量(N)； m物体的质量(kg)； g重力加速度(m/s2)，一般，g=9.

4、8m/s2。 如质量为lkg的物体，它的重量为 G=mg=lkg9.8m/s2=9.8N=1 kgf (千克力) 即质量为lkg的物体的重量为lkgf，起重作业有时习惯上简称该物体的重量为lkg。所以，现在起重作业上有时习惯上称一个物体的重量为5t或5000kg，实际是指这个物体的重量为5tf或5000kgf。 重心和重心计算 物体的重心就是物体上各个部分重力的合力作用点。不论物体怎样放置，物体重心的位置是固定不变的。在起重作业中，了解和掌握设备的重心是很重要的。重心的位置不仅关系到设备的平衡，而且关系到物体的稳定性。要使起重机械和物体处于平衡位置，必须使其重心处在适当位置。在起重作业中只有保

5、持物体的稳定性，使物体在起吊、运输过程中不倾斜、不运动、不翻转，才能保证安全作业。如吊点未通过物体重心，起吊中或起吊后将发生翻转，发生翻转是很危险的，会酿成事故。质量均匀，形状有规则的吊件的重心与它的几何中心重合。例如： 1、薄圆板和圆环的重心在圆心处。 2、正多边形薄板的重心在它的内切圆或外接圆的圆心处。 3、正方形、长方形、平行四边形薄板的重心在它们的对角线交点处。 4、三角形薄板的重心在其中线的交点上。 5、粗细均匀的棒重心在棒长的二分之一处。 6、球的重心在它的球心处。 7、正圆锥体的重心在距锥顶O75锥高的轴线上。 对形状复杂、材质均匀分布的物体，可以把它分解为若干个简单几何体，确定

6、各个部分重量及其重心坐标值，然后用下式计算整个物体的重心坐标值。XC=GiXi/GYC=GiXi/G式中Xc整个物体重心在坐标系中的横坐标 Yc整个物体重心在坐标系中的纵坐标； G整个物体的总重量； Gi某单元物体的重量； Xi某单元物体在坐标系中的横坐标； Yi某单元物体在坐标系中的纵坐标。二、力的基本概念 什么是力?力的物理定义是：力是一个物体对另一个物体的作用。比如起重机起吊重物时，由于力对重物产生了作用，使重物由静止到运动，由低位移至高位，发生了位置变化。 又比如用手拉弹簧时，可使其伸长，当手放松时，弹簧又恢复原状。所以，要改变一个物体的运动状态或形状，就必须有另外一个物体对它产生一种

7、作用，这种作用就是力。 力的三要素：力的大小、方向、力的作用点。它们被称为力的三要素。三要素中任何一个的改变都将会改变力对物体的作用效果。 力的单位：力的国际单位为N(牛)。力不能脱离物体而存在，当某一物体受到力的作用时，一定有另一物体对它施加这种作用。物体所受合力为零时，物体相对地球保持静止或作匀速直线运动的状态，称为物体的平衡。 滑动摩擦与滚动摩擦的基本知识 滑动摩擦的基本知识 两个相互接触的物体，当发生沿接触面的相对滑动或有相对滑动趋势时，彼此间作用着阻碍滑动的力，称为滑动摩擦力。在尚未发生相对滑动时出现的摩擦力叫静摩擦力，在发生相对滑动后出现的摩擦力叫动摩擦力。最大静摩擦力与重物对支承

8、面的正压力N成正比，即 Fmax=0N 式中0静摩擦系数，0的大小与相互接触物体的材料以及它们的表面的情况(光滑、温度、 湿度等)有关，与接触面积的大小无关。 两个相互接触的物体在开始滑动后的摩擦力F，其规律与静摩擦力相似，它的方向与物体滑动的方向相反(图21)，其大小 F=uN，U为动摩擦系数，其值应小于静摩擦系数。图2-I 滑动摩擦示意图 各种材料在不同表面接触情况下的静摩擦系数是由实验测得的，常用的有关摩擦系数见表22。表2-2滑动摩擦系数 摩擦系数 材料名称 静摩擦系数(0) 动摩擦系数() 有润滑 无润滑 有润滑 无润滑 钢一钢 钢一软钢 钢一铸铁 钢一青铜 铸铁一铸铁 铸铁一青铜

9、铸铁一木材 O10.12 / / 0.10.15 0.8 / / 0.15 / 0.3 0.15 / / 0.65 O05 0.10.2 0.050.15 0.10.15 O170.12 O070.15 0.2 0.15 0.2 0.18 0.15 0.15 0.150.2 0.30.5 青铜一青铜 木材一木材 木材一麻绳 0.1 0.1 / / 0.40.6 0.8 0.070.1 O070.15 / O2 0.20.5 0.5 滚动摩擦的基本知识 如图22所示，设有一个半径为R的滚子，其重量为Q，放在水平面，由于滚子和支承面都不是绝对的刚体，在受力后都会产生变形，所以在滚子与平面接触的地方

10、不是一条直线而是一部分面积以易，法向反力也不是一个集中的力，而是沿面积分布的，并且不是均匀分布的，而是越靠近中间点越大。 当滚子不转动时，分布力的合力法向反力N是通过中点并且与重力Q作用在一条直线上，重力Q与法向反力N平衡，见图22a。图22滚动摩擦系数分析示意图 若在滚子上作用一个水平力P，则滚子将有向前滚动的趋势或向前滚动，这时支承面将给滚子一个静摩擦力F和法向反力，由于变形区域以c部分的减小，易c部分的增大，所以法向反力N沿滚子的滚动方向移动了一小段距离d，见图22b，由平衡方程式可以得到X=0 P-F=0 得F=PY=0 N-Q=0 得N=QMC=0 Nd-Ph=0d=Ph/N 从式中

11、可以看出，d随着P值的增大而增大，当P值增大到使平衡将要破坏而还未破坏的临界状态时，d达到最大值。 根据力的平移定理，在临界状态时把法向力N移到c点，这时则应附加一个力偶，见图22c，其力偶矩MNd，因为力偶是阻碍滚子滚动的，所以叫它滚动摩擦力偶，d叫滚动摩擦系数。这个系数一般用万来表示，它具有力臂的意义，单位为长度单位，一般用cm。 滚动摩擦系数在一定条件下与材料的硬度有关，材料硬一些，受载荷作用后变形就小；反之，材料软，变形就大，滚动摩擦系数万也就大。常用的滚动摩擦系数见表23。表23 接触材料铸铁与铸铁 钢与钢 钢与木材钢与水泥地 钢与土地 摩擦系数 0.05 0.05 0.1 O.08

12、 O.15三、惯性 静止着的物体仍将保持静止，运动着的物体仍将保持运动。比如，我们在坐公共汽车时，汽车刚刚起动，人都会向后仰去；当汽车突然制动时，人都又会向前冲去。物体运动状态刚刚改变时，这种保持原有运动状态的特性就是惯性。 起重作业一般都是在改变物体的运动状态，作业时总伴有物体的惯性。惯性有时是有害的，需要人们主动地想办法解决或抵消惯性，保证作业的正常进行。而有时我们又需要正确地依靠惯性，做好起重作业。 四、杠杆原理与应用 杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用，在三千多年以前就有用来捣谷子的舂，用来在井上汲水的桔棒，还有能够做精确称量的天平和杠秤等。在起重作业中杠杆原理得到最广泛、最普遍的运用

13、，可以说一个起重工掌握和运用杠杆原理是最基本的要求。图23表示的就是天工开物中的杠杆原理应用。 杠杆是什么?其实就是一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。为了了解杠杆的作用，我们首先必须熟悉以下几个有关的名词： 支点：杠杆绕着转动的点(图2-4中的D点)。 动力：使杠杆转动的力(图2-4中的F)。 图2-3杠杆原理在古代的应用阻力：阻碍杠杆转动的力(图24中的F2)图24杠杆原理动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离(图24中的L1)。阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离(图24中的L2). 动力动力臂=阻力阻力臂即 F1L1=F2L2 这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠

14、杆原理。在生产实践中杠杆原理得到广泛的运用，如图25所示是杠杆原理运用举例。 1、动力臂大于阻力臂，即L1 L2，平衡时F1 F2，动力小于阻力，用较小的动力就可以克服较大的阻力，这是省力杠杆，如图2-5a所示。2、动力臂小于阻力臂，即L1 L2，平衡时F1109mm2/m之间的物体。如塑料、木材、橡胶等。 3、半导体介于导体和绝缘体之间的物体称为半导体。 电阻(R)导体对电流的的阻碍作用称为电阻。其单位为欧姆，用符号“”表示，电阻的大小与导体的材料和几何形状有关。 电阻率(p) 把长1米，截面积为1平方毫米的导体所具有的电阻值称为该导体的电阻率。其单位为mm2/m。 三、电源、电动势、电功率

15、 1、电源凡能把其它形式的能量转换为电能的装置均称为电源。电源有正、负极各一个。 2、电动势把单位正电荷从电源负极经电源内部移到正极时所做的功称为电源的电动势。电动势的方向是由负极经电源内部指向正极。电动势是描述电源性质的物理量，用来表示这个电源将其它形式能量转换为电能本领的大小。 3、电压在电场中两点之间的电势差(又称电位差)叫做电压。它表示电场力把单位正电荷从电场中的一点移到另一点所作的功，其方向为电势降的方向。电源加在电路两端的电压称为电源的端电压。电压的单位为伏特，用符号“V”表示。 4、电功(w) 电流通过导体时所作的功称为电功。电功的大小表示电能转换为其它形式能量的多少。在数值上等

16、于加在导体两端电压U，流经导体的电流I和通电的时间t三者之乘积。其表达式为：W=IUt (214)式中W-电功、单位为焦耳(J)； I-电流强度、单位为安培(A)： U-端电压，单位为伏特(V)； t-通电时间，单位为称秒(s)。 在电力工程中，电功常用千瓦小时为单位，通常所说的一度电，就是电功的概念，千瓦小时与焦耳间的关系为： 1度电=1kWh=lOOOW3600s =3.6106J (5)电功率(P)：单位时间内，电场力所作功的大小称为电功率，其表达式为：P=W/T=IU (2-5) 式中P-电功率，单位为瓦特，用符号“w”表示： I-电流强度(A)； U-电压(V)。 lW=lJs=lA

17、 1V=1VA 在电力工程中，通常用千瓦(kW)作为电功率的单位，1kW=103w。 四、 正弦交流电路 交流电的概念 大小和方向都随时间变化的电压、电流或电势叫做交流电流、交流电压或交流电势，简称交流电。经常遇到的交流电都是按正弦规律变化的，故称正弦交流电。图222是交流电压呈正弦变化的波形图。以下结合波形来定出表示交流电特性的几个量。 1、周期T 交流电重复变化一周(即通过2弧度)所需的时间称为周期。交流电的周期是一个常数，单位为S。 2、频率f 交流电每秒变化的周数。单位为Hz。频率表示交流电交变的快慢。频率与周期为倒数关系，即： T=l/f 3、角频率 交流电交变的快慢也可以用每秒钟走

18、过的弧度来表示，称为角频率。单位是 rad/s。因为交流电走过2弧度所花的时间为T秒，所以角频率(1)应为： =2/ T =2f 4、电压最大值Um 正弦交流电压随时间变化所出现的最大值，也称为幅值。对某一个已定的交流电压来说，Um是一个不变的值。 5、瞬时值 交流电在任一瞬间的数值，其表达式为： u=Umsint 6、相位、初相角和相位差在比较两个频率相同的交流电的幅值的大小外，尚须比较哪个先到零值或最大值，即所谓的相位或相角。图223中给出两个频率相同的电压U1=Umisin(t+1)和U2=Um2sin(t+2)，其中1和2是确定t=O时两个电压初始值的电角度，称为初相角。两个相同频率的

19、正弦量的初相角之差称为它们的相位差，即： =1-2 图2-6正弦交流电压波形图 图27两个相同频率交流电压的相位差 （7)交流电的三要素 我们把振幅、频率、初相角称为交流电的三要素。它们能够完整表达正弦交流电的大小、变化快慢及初始状态。 (8)交流电的有效值 交流电路中的电压、电流都随时问而变化，描述和计算很不方便。所以借用一个与交流电做功等效的不变量来表示交流电压、电流的大小，这个等效的不变量就称为交流电的有效值，用大写字母U和I表示。通过理论推导和计算，最大值为有效值的倍，即： 简单正弦交流电路在正弦交流电路中，电阻、电感、电容是三个基本参数，电阻是耗能元件，电感和电容是储存、转换电能的元

20、件。它们阻碍交流电流通过的能力，分别是用电阻、感抗和容抗表示。具体的作用和相关公式见表28。 表28 R、L、C在交直流电路中的作用 R L C 电直 欧姆定律 U=IR f=O，UL=O，XL=O相当于短路 f=O XC=相当于开路路流 功率 P=IU=I2R=U2R 0 O 交 流 电 路 阻抗(Q) R XL=L=2f L XC=1C=l2 f C 欧姆定律有效值) U=IR I=UR UL=IKLI=ULKL UC=IXC I=UCXE 功率 有功功率(w) P=IU=12R=U2R 无功功率(W) Q=ULI=I2XL=UL2XL 无功功率(W) QC=UCI=I2XC=UC2XC电

21、压、电流之间 相位关系 同相 电压超前电流900 电压滞后电流900 三相交流电 实际运用中，电力都是三相交流电的方式产生、输送、分配和使用。这是因为三相输送比较经济三相交流电动机性能较好。单相交流电就是三相交流电的一相，是从三相交流电力系统中分接出来的。1、三相交流电源在电工技术上，把大小相等、频率相同、相差相差120的三相电压称为对称的三相电压。能提供这种电压的电源称为对称的三相电源。图2-8和图2-9是三相交流电压的波形图和电压矢量图。图2-8三相交流电压的波形图图2-9三相交流电压矢量图2、线电压和相电压的关系用UL表示三相电源的线电压，Uf表示三相电源的相电压，它们之间的关系为：实际

22、中对称三相电源的线电压UL=380V时，其各相电压Uf=380，r=220V。3、负载的接法 (1)三相负载的接法负载有三相和单相之分。三相负载又有星形和三角形两种接法。三相负载接于电源的示意图如图210所示。通常三相负载具有对称性质，即Zv=Zu=Zw；Zuv=Zvw=Zwu。图2-10三相负载接法 a)星形负载 b)三角形负载 (2)单相负载的接法单相负载接于电源的电路图如图2-10所示。事实上，它完全算效于星形接法，只是各相负载并不一定相等。在实际工程中，对于380220V的低压系统，即便是负载完全对称，也绝对不能取消中性线。图2-11单相负载接于三相电源的电路 1-单相负载 五、电动机

23、的工作原理 在现代工矿企业广泛采用电力作为动力源的今天，电动机作为动力设备而获得极为广泛的应用。本节以定子绕组为星形(Y)接法的三相异步电动机，通入三相交流电源为例，对电动机的工作原理作以简要介绍。 图2-12a)为电动机定子绕组星形接线图，b)为三相交流电源的正弦波变化图，c)为电动机的旋转磁场相应变化图。 a)电动机定子绕组星形(Y)接线图 b)三相交流电源电流正弦波变化图 c)电动机旋转磁场变化图 1、旋转磁场的产生 从图2-12b)中可知，当电动机通入三相交流电时，在t0的时刻，A相绕组电流为零：C相绕组电流为正，从图a)可知，电流从D3流入而从D6流出：B相绕组电流为负，则电流由D5

24、流入而从D2流出。根据右手螺旋定则可知，电流产生的磁场N极在下而S级在上(见图2-12c)。 在t1时刻，从图2-12b)可知：C相绕组电流为零，A相绕组电流为正，电流由Dl流入而从D4流出(见图a)；B相电流为负，电流由D5流入而从D2流出。这时磁场方向比t0时刻沿顺时钊方向转了600 (见图2-12c)。 在t2时刻，从图2-12b)可知，B相电流为零；A相电流为正，电流由Dl流入而从D5流出；C相电流为负，电流由D6流入而从D3流出；这时磁场方向又沿顺时针方向转了600，相对t。时的磁场方向顺时针转了1200(见图2-12c)。 依此类推，当在t0时刻时，电动机的磁场方向相对t。时刻顺时

25、针旋转了3600；周而复始，逐渐形成了电动机的旋转磁场。 2、电动机工作原理 从上述电动机磁场方向变化可知，在空间相位差为1200电角度的电流按正弦函数变化时，它产生的磁场按电流相序方向旋转，因此形成了旋转磁场。这个旋转磁场切割转子导体，根据法拉第电磁感应原理，在转子导体内便产生感应电动势(E2)，形成电流(I2)。转子电流产生的磁场与定子电流形成的旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，这个转矩驱使电动机转子旋转走来。这就是三相交流异步感应电动机运转的工作原理。 当需要电动机反转时，只需把定子三相电源的任意两相对调即可实现。图212 电动机工作原理图第三节、金属材料的基础知识一、常用钢材的机械性能起

26、重机零件一般由锻件、轧制件、焊接件、铸件作为坯件，经机械加工而成。锻件、轧制件、焊接件主要采碳素结构钢、优质碳素结构钢和低合金结构钢。重要件采用合金结构钢，有特殊要求的零件用特殊合金钢。铸件可采用铸钢、铸铁和铸铜。为了改善材料的机械性能，提高零件的承载能力和使用寿命，铸件必须进行热处理。有色金属及其合金用于有高导电性、耐磨性、抗腐蚀性或高强度等特殊性能要求的零件。二、常用钢材的适用范围 起重机金属结构的材料主要是钢材。普通碳素钢Q235是制造起重机金属结构最常用的材料，根据化学成分和脱氧方法，Q235分为A、B、C、D四个等级。起重机金属结构的重要承载构件规定采用0235B、Q235C、Q23

27、5D，对一般起重机金属结构构件，当设计温度不低于-25时，允许采用沸腾钢Q235F，工作级别分为A7和A8的起重机金属结构，宜采用平炉镇静钢Q235C或特殊镇静钢Q235D。需要减轻结构自重时，可采用16Mn或15MnTi，对室外工作受温度影响较大的起重机，如门式起重机等，其金属结构的选择必须慎重。选择碳素结构钢应按GB700选用，低合金钢按GB1591选用，见表2-9。 表2-9金属结构材料的选用 构件类别 重要构件 其余构件 工作环境温度 不低于-20 不低于-2025 不低于-25 工作级别 A1A5 A6A7 A1A7 A1A7钢材牌号 620mm 0235-BF 0235-B Q23

28、5-D Q235AF 620mm Q235-B 0235-C 16Mn2注：1)重要构件，指主梁、端梁、平衡梁、小车架、支腿、下横梁等主要受力构件。 2)要求-20时冲击功不小于27J，在钢材订货时提出或补作试验。 进厂原材料复检原材料质量是确保产品质量的第一关。材料质量有问题不仅影响单件产品的质量，如不被发现，就会影响成批产品的质量。为避免错料、混料或将不合格材料投入生产，入库前和投料时均应进行严格的检验。 1、入库前应进行质量证明书检查，这是原材料制造厂或供货方对原材料是否验收合格的原始凭证。每批材料均应有供货单位出具的质保书。本厂检验人员应首先对其进行审查，质量保证书一般应包括以下内容：

29、 (1)材料牌号、规格； (2)供货状态(表面热处理、制造方法、精度等级等)； (3)技术条件代号、特殊技术要求； (4)理化性能测试数据； (5)是否定点生产厂； (6)是否新材料或转厂生产的材料； (7)炉批号： (8)生产日期； (9)交货数量； (10)质检部门公章。 2、实物检查 (1)外观检验。主要看包装质量和表面缺陷； (2)尺寸检查； (3)标志。一般在材料端面或表面打牌号、炉号的钢印或漆印。 3、理化性能测试 (1)取样； (2)化学成份分析。作元素定量分析，有化学分析和光谱分析法两种方法； (3)机械性能试验，包括强度、硬度、弹性、韧性和疲劳强度试验； (4)工艺性能试验(

30、成形性、可焊性、切削加工性等)； (5)金相分析： (6)物理性能试验，包括光泽、颜色、密度、熔点、导电性、磁性、热膨胀性等。 4、无损检测 5、出库时还要核对保管期。 ， 6、投料加工前应进行材质抽检复查，复检合格后才允许转入下道工序。 7、各项检查均应有原始记录。 主梁、支腿等重要零部件所用材料的要求： 1、AIA6级起重机，当板厚大于20mm时，钢材牌号应不低于Q235-B；对A7A8级起重机，钢材牌号应不低于Q235-c。 2、环境温度-20-25，或环境温度低于-25时，应选用Q235-D或16Mn，且要求在-20时的冲击功不小于27J。 Q235-B相当于A3F，Q235-C相当于

31、A3，Q235-D相当于C3。 3、严禁在低温下使用沸腾钢。这是因为沸腾钢脱氧不完全，氧能使钢变脆；内部杂质较高，成份偏析较大，因而冲击值较低；冷脆倾向和时效敏感性较大；焊接性较差。 钢材预处理 热轧钢材表面通常有一层氧化皮，它是钢材在轧制过程中高温高压下与空气接触产生的氧化物，呈灰黑色，覆盖于钢材表面，应进行除锈喷丸等预处理，并进行防锈处理。通常采用的防锈底漆有703环氧脂铁红和无机硅酸锌底漆等。 锈是一种有氧化物和水分子的物质。锈和氧化物的危害有减弱结构件的承载能力，降低结构的涂漆质量，影响乙炔火焰切割和焊接质量等。第四节、液压系统一、液压用油 1、作用液压传动是以液体作为工作介质，利用液

32、体压力来传递动力和运动。油液是液压传动系统中最常用的工作介质，同时，是液压元件的润滑剂。 2、特征常用的液压油是矿物油，具有不可压缩性和黏性两大特征。压缩性是指油液受压后其体积减少的性质。在液压传动的常用压力范围内，油液的压缩量是极其微小的，可以近似认为油液是不可压缩的。黏度是指油液流动时分子之间的内摩擦阻力，黏度大，油液不易流动。黏度小，油液易于流动。另外黏度受温度影响，油温高，黏度变小，油温降低，黏度增大。 油液黏度常用恩氏黏度Et表示。一般以50作为测定的标准温度，用E50表示。常采用的矿物油的黏度一般为28E50，2030号机油在50时恩氏黏度为2.64.16E50。 二、液压传动原理

33、 通过分析图2-13中油液的流动过程，来掌握液压传动原理。图2-13液压传动原理a)单向液压传动；b)双向液压传动；c)双向调速液压传动 在图2-13a中，电动机带动液压泵旋转，将油液从油箱经油管吸入并使之进入液压缸右腔，推动活塞向左运动，液压缸左腔的油液则被活塞挤出，经油管排回油箱。如果设想活塞杆与工作机构相连接，就可以带动工作机构作直线运动。但该油路中，活塞只能单向移动，不能返回，故不能适应工作要求。 在图2-13b中，通过增加一个换向阀来改变油液流入液压缸的方向，来改变活塞的运动方向。如果活塞是向左运动的，要想使其向右运动，只要将换向阀的阀心转到换向位置，使液压泵与液压缸左腔连通，液压泵

34、输出的油液只能流到液压缸的左腔，推动活塞向右运动，而活塞右腔此时与油箱连通排油。该油路缺陷是活塞速度不能调节。 在图2-13c中，在图2-20b的基础上增加一个节流阀来调节进入液压缸的油液流量，实现调节活塞运动速度的任务。节流阀开的小时，活塞运动速度减慢。节流阀开的大时，流入液压缸的油量增加，活塞运动速度就增快。 图2-13c所示的油路还不是一个完善的油路，因为液压泵的供油量是一定的，但随着节流阀的关小，会引起液压泵到节流阀油路上油液的增加和压力的提高，为此必须在该段油路和油箱之间安装一个溢流阀和压力表，解决该矛盾。 三、液压传动系统的组成 从分析液压传动原理中可得知，液压传动系统由以下四类元

35、件组成。 1、动力元件 动力元件有液压泵及附件。其作用是把电动机或其他原动机输出的机械能转换为液体的压力能。 2、执行元件指液压缸或液压马达，其作用是把液压泵输出的液体压力能转换为工作部件运动的机械能。 3、控制元件指各种阀门，包括换向阀、节流阀、溢流阀等，其作用是控制和调节各部分液体的压力、流量和流动方向，以满足液压系统动作和性能的要求。 4、辅助元件包括油箱、油管、管接头、滤,attll旨a：各种控制仪表等，其作用是将动力元件、执行元件和控制元件组成一个系统，并且创造必要的条件以保证液压系统的正常工作。 液压传动系统由动力部分、控制部分、执行部分和辅助部分等四部分组成。 动力部分 液压系统

36、中的动力部分主要液压元件是油泵，它是能量转换装置，通过油泵把由电动机(或发动机)输出的机械能转换为液体的压力能，此压力能推动整个液压系统工作并使机构运转。 油泵从结构形式上可分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵、转子泵和螺杆泵等，其中以齿轮泵应用最广。 1、齿轮泵它是由壳体和装在壳体内的一对齿轮(主动齿轮和被动齿轮)所组成。根据需要齿轮油泵设计有二联或三联油泵，各泵有单独或共同的吸油口及单独的排油VI，分别给液压系统中各机构供压力油，以实现相应的动作。 。 2、柱塞泵柱塞泵有轴向柱塞泵和径向柱塞泵之分。这种油泵的主要组成部分有柱塞、柱塞缸、泵体、压盘、斜盘、传动轴及配油盘等。 3、转子泵它是由泵体和一对

37、内啮合转子所组成，内转子为外齿轮、外转子为内齿轮，内、外转子偏心距为e，且内转子比外转子少一个齿。 4、螺杆泵 它是由安装在泵体内的一根主动螺杆和两根从动螺杆所组成。 以上几种油泵均属于容积式油泵，即依靠容积的变化来实现吸油和压油的过程，把机械能转换为液体的压力能而输入到液压系统中去。 控制部分 液压系统中的控制部分主要是由不同功能的各种阀类所组成。这些阀类的作用是用来控制和调节液压系统中油液流动的方向，压力和流量，以满足工作机构性能的要求。根据用途和工作特点之不同，阀类可分为如下三种，即方向控制阀，压力控制阀和流量控制阀。 1、方向控制阀方向控制阀可分为单向阀和换向阀两种。 (1)单向阀 单

38、向阀的作用是使油液只能向一个方向流动，不能反方向流动。 (2)换向阀换向阀的作用是利用阀芯和阀体间的相对运动，来变换油液流动方向，接通或关闭油路。换向阀应用极广，种类也繁多。换向阀可分为滑阀式和转阀式两种，其中以滑阀式应用较广，根据操作方式的不同，它又可有手动换向阀，机动换向阀、电磁换向阀、液动换向阀和电动换向阀之分，根据工作位置数目之不同，换向阀可分为两位的，三位的等等。根据控制的通道数目之不同，换向阀又可分为两通的、三通的、四通和五通的等。 2、压力控制阀 压力控制阀包括有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。它们的共同特点是利用油液压力和弹簧力相平衡的工作原理来进行工作。 (1)溢流阀

39、溢流阀根据其功能之不同分为两类，一类是经常起溢流作用的，通称为溢流阀，它与节流阀配合使用，调节进入液压系统的油量，并保持系统的压力基本稳定：另一类则是当系统机构过载时起溢流作用，主要是起安全保护作用，一般称为安全阀。 (2)减压阀 减压阀是用来减低液压系统中某一部分的压力，使这一部分得到比油泵所供油压较低的稳定压力。减压阀在各种夹紧系统、控制系统和润滑系统中应用较多，按其工作原理可分为直动式和先导式两类，其中以先导式应用较广。 (3)顺序阀 顺序阀是用来控制液压系统中各元件动作的先后顺序，根据控制压力的不同，I顺序阀可分为两类：一类是直接利用进油的本身压力来控制的直控顺序阀(简称顺序)：另一类

40、是利用外来油液压力进行控制的液动顺序阀(也称远控顺序阀)。其结构也有直动式和先导式之分，先导式顺序阀一般用于压力较高的液压系统中。 (4)压力继电器 压力继电器的作用是当工作系统中的油压升高到一定数值后，发出电信号，操纵电磁阀或中间继电器以接通下一个动作元件工作。它在机构运动限位部位及润滑系统中应用十分广泛。 3、流量控制阀 流量控制阀是靠改变工作开口的大小来调节通过阀口的流量，以改变工作机构的运动速度。油液流经小孔或狭缝时遇到阻力，阀口的通流面积越小，油液流过时阻力就越大，而通过的流量就越小。常用的流量控制阀有节流阀，调速阀，温度补偿调速阀和溢流节流阀等。 (1)节流阀 节流阀可分为L型节流

41、阀，单向节流阀和单行程节流阀三种。L型节流阀是专起节流作用的且应用较广的节流阀；单项节流阀是用于需要单向控制流量的控制系统中；单行程节流阀，它可满足工作机构的中速前进，慢速前进和快速退回的需要，也可用来实现工作部件的减速，所以也称行程减速阀。 (2)调速阀 调速阀又称流量调节阀，其主要作用是调节液压系统中压力油的流速，以使流量稳定，在液压系统中常与减压阀，节流阀等联合使用。 (3)温度补偿调速阀温度补偿调速阀的主要功能是减小温度变化对流量的影响，以求液压系统的稳定。 除了上述方向、压力和流量控制阀外，为了缩短管道、减少液压元件的数目，可以把两个或多个阀同装在一个阀体内而构成一个复合阀，不同阀类

42、的各种组合可起各种相应作用，以满足不同的工作需要。 工作机构部分 液压传动系统的工作执行部分主要是靠油缸和油马达来完成，油缸和油马达都是能量转换装置，统称为液动机。油缸是把液压传动系统中的压力能转换为工作部件直线运动的机械能；油马达则是把液压系统的压力能转换为工作部件回转运动的机械能的能量转换装置。 1、动力油缸 液压传动系统中的动力油缸(简称油缸)按其结构特点可分三种：即活塞式油缸，柱塞式油缸和回转式油缸。 油缸是由缸筒、活塞、活塞杆、缸盖和密封圈等组成。 2、油马达 油马达即是反向使用的油泵，常用的型式为柱塞式油马达，它也轴向与径向柱塞油马达之分。轴向柱塞油马达用于部件作直线动运场合，径向

43、柱塞油达用于部件作回转运动的场合。其构造与柱塞油泵相同。 辅助部分 液压系统的辅助部分是由液压油箱、油管、密封圈、滤油器、蓄能器等组成的。它们分别起储存油液、传导液流、密封油压，保持油液清洁，保持系统压力、吸收冲击压力和油泵的脉动压力等作用。 齿轮泵的工作原理 在多种类型的油泵中，齿轮泵以其结构简单，易于制造，重量轻，成本低廉，工作可靠，维修方便等优点而获得广泛应用。下面就其工作原理作简要介绍。 齿轮油泵是由装在壳体内一对齿轮所组成(见图2-13)。齿轮的两端面靠端盖密封，壳体，端盖和齿轮的各个齿间槽这三者间形成封密的：作空间。当齿轮如图所示的逆时针方向旋转时，右侧吸油腔的啮合轮齿逐渐分离，其

44、工作空间的容积逐渐增大，从而形成部分真空，油箱中的油液在外界大气压力作用下，经吸油管进入油腔中。吸入到齿间的油液在密封的工作空间中随齿轮旋转并带到左侧压油腔，而左侧齿轮的轮齿逐渐啮合，工作空间的容积逐渐减小，故将轮齿间的油液被挤出，逐渐将具有一定压力的油液输送到压力管路中去并带动相应工作部件运转。从而完成将带动齿轮旋转的电动机(或发电机)的机械能，经齿轮油泵的运转工作而变换成油液的压力能，利用获得的压力能带动相应的工作部件运动。图2-13 齿轮油泵的工作原理图第五节 常用仪器、仪表的使用一、DSG-1型多功能数显试电笔操作规程1、准备工作当右手指按断总测检按钮，并将左手指触及笔尖时，若指示灯发

45、亮则表示正常工作，若指示灯不亮，则应更换1.5V电池2只。2、操作方法手指按住电压直接检测按钮，将笔尖插入电源插座，或接线端子（火线），试电笔就会显示出所测的电压值。3、注意事项测交流电压时，切勿按电子感应按钮。二、钳形电流表举例使用DT-266数字钳型表，使用方法如下：A：直流（DCV）和交流（ACV）电压测量：1、将红色测试笔插入V插孔，黑色笔插入COM插孔中。2、将功能选择开关置于DCV（直流电压）或ACV（交流电压）相应位置上，便可测量。B：电阻测量和通断检查：1、将红色测试笔插入V插孔，黑色笔插入COM插孔中。2、将功能选择开关置于（欧姆）挡相应位置上，将二测试笔跨接在被测电阻两端，即可测得电阻值。3将功能选择开关置于200）（音响）挡，二测试笔跨接在线路上，当电阻小于5025时，蜂鸣器发出声音。C：交流电流（ACA）测量：1、数