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文档简介
1、液压流体力学基础流体静力学流体静压力流体动力学基本概念孔口及管嘴出流压力度量标准基本方程缝隙流动基本方程阻力计算液压冲击 流体分液体和气体两种。液体分子间距较小,一般视为不可压缩流体。气体分子间距较大,受压力或温度变化将出现明显体积变化,因此称为可压缩流体。所有流体都视为由质点组成的连续介质,质点之间无间隙。相对质点尺寸来说,分子间距可视作无穷小。流体静力学 流体静力学研究流体平衡的规律。平衡流体的质点间无相对运动,因此没有粘性力出现。流体静压力: &
2、#160; &
3、#160; 流体静压力是指流体内部各点单位面积上的法向力,简称“压力”,也称“压强”。平衡流体中静压力有以下几个特点: 任一点压力与作用面方向无关,仅是该点空间坐标的函数。 压力方向一定是作用面的内法线方向。压力度量标准:
4、 按国家标准,压力单位为“Pa”,按压力的零点不同,压力可分为以下三种: 绝对压力:以绝对真空为零点。 相对压力:一大气压力为零点
5、。 真空度:当绝对压力小于大气压力时,其小于大气压力的数值称为真空度,也称负压。流体静力学基本方程:三种表现形式:; ; g:重力加速度;:流体的密度;p0:自由面上的压力;p,h:液体中任一点处的压力及该点离自由面的垂直高度。p1、p2:液体中任意两点1及2处的压力;:1,2两点间的垂直高差;z1、z2:离基准面的垂直坐标。流体动力学基本概念
6、; 理想流
7、体与实际流体:没有粘性的流体是理想流体,有粘性的流体是实际流体。 稳定流与非稳定流:在流体的运动空间内,任一点处流体的速度,压力,密度等运动要素不随 时间而变化的称为稳定流,反之是非稳定流。 迹线与流线: 迹线是流体质点在一段时间内的运动轨迹。流线是空间中某一瞬时的一条曲线,该曲线上的各点的流体质点所具有的速度方向与该点流线的切线方向重合。 流管,流束,总流:通过任意封闭轴线的每一点做流线所形成的管状曲面称为流管。流体不能穿过流管表面流动。充满流管内部的流体称为流束。在流动边界内的全部微小流束的总和称为总。
8、160; 有效断面,湿周,水力半径:于流束或总流的速度相垂直的断面称为有效断面。在有效断面 上与固体边界接触的周长称为湿周。有效断面与湿周之比称为水力半径。基本方程 连续性方程:式中、A、v分别为流体的密度、有效断面、及有效断面上的平均速度 理想流体伯努利方程: p:压力 z:该断面中心离水平基准面的垂直距离;位置水头或比位能 v:断面上的平均速度 :压力水头或比压能 :速度水头或
9、比动能 实际流体伯努利方程: hw:单位重力流体从1断面流至2断面时损失的能量,称损失水头 a1、a2:1、2断面由于速度分布不均而引入的修正系数。对层流来说为2,对紊流来说为 1.05-1.10。 系统中有流体机械的伯努利方程:式中H为流体机械向单位重力流体所提供的机械能,如果机械由流体吸收能量则H为负值 稳定流动量方程: :作用在所研究的流体段上的外力之和在y、z三方向上的分
10、量 v1x、v1y、v1z :流入该流体段的速度v1在x、y、z三方向上的分量 v2x、v2y、v2z:流入该流体段的速度v2在x、y、z三方向上的分量阻力计算:
11、60; 实际流体有粘性,因此在流动时会由于粘性摩擦而引起机械能的损失。按阻力产生的外部原因, 可分为沿程阻力(或称沿程损失)和局部阻力(或称局部损失)两种。
12、; 整个流动路程上单位重力流体总损失为全部沿程损失和局部损失之和,即 :薄壁孔口流量计算及管嘴流量计算:
13、 当孔口的壁厚l小于孔径d的1/2时,而且孔口边缘是无倒角的锐缘,则孔口出流的流体仅与孔口边 缘相接触,此时孔口可认为是薄壁锐缘孔口。其流量计算公式为:m3/s :孔口前后压差 Pa A:孔口面积
14、160; :流体密度 u:流量系数 当孔口的壁较厚时,则不能按薄壁孔口计,应按管嘴计算。当壁厚再进一步加长,则应按管路计算。缝隙流动
15、60; 液压技术中经常碰到缝隙中的流体流动问题。由于缝隙很小,缝隙中流动一般总是层流。 壁面固定的平行缝隙中的流动: 设缝隙宽度为无限宽,则可以根据牛顿内摩擦定理导出单位宽度的流量为: :缝隙高度 m l :缝隙长度 m u:流体的动力粘性系数 Pa.s : l两端压差 Pa 壁面移动的平行平板缝隙流动:式中正负号取决于U的方向与的方向,一致时取“+”,相反
16、时取“-”。 环形缝隙中的流体流动: 固定壁面:m3/s 一个壁面以速度U运动时:r1、r2:径向缝隙的内径和外径;ce:考虑起始段引入的修正系数 液压冲击
17、
18、; 当管路中的阀门突然关闭时,管路中的流体由于突然停止而引起压力升高,压力升高的最大值可按下式计算:式中c为冲击波的传播速度,与管子弹性、管径、壁厚等有关。可按下式计算: K:流体的体积弹性系数;及D:管径及管壁厚;E:管材的弹性模量;液压介质液压介质的分类:液压油类产品分组: 液压传动系统所用工作介质,根据其使用特性和化学组成的不同分成若干组,其组别名称和组别代号见下表:组别名称代号组别名称代号普通液压油A水包油液压液RA抗磨液压油B油包水液压液RB低凝液压油C水-乙二醇液压液RC高粘度指数液压油D磷酸酯液压液RD专用液压油-其他液压液-液压油
19、类产品的代号类号组号牌号尾注号YBN46K液压介质分类:普通液压油抗磨液压油低凝液压油矿油型液压油高粘度指数液压油专用液压油机械油汽轮机油液压介质水包油液压液含水型油包水液压液水-乙二醇液压液抗燃液高水基液压液磷酸酯液压液合成型脂肪酸酯液压液卤化物液压液液压介质的ISO分类法: 国际标准化组织(ISO)将液压介质分为矿油型液压油和抗燃型液压油两大类。各类液压介质的组别代号以及和我国组别代号对照见下表:名称我国代号ISO代号特性矿油型液压油汽轮机油HUHH无添加剂普通液压油YAHL有添加剂抗磨液压油YBHM-低温液压油YCHV-高粘度指数液压油YD-专用液压油
20、-抗燃型液压液水包油乳化液YRAHFAHFAL无抗磨性;HFAM有抗磨性油包水乳化液YRBHFBHFBL无抗磨性;HFBM有抗磨性水-乙二醇液压液YRCHFCHFCL无抗磨性;HFCM有抗磨性磷酸酯液压液YRDH(F)DR不含水卤代烃液压液-H(F)DS不含水磷酸酯和卤代烃混合液-H(F)DT不含水其他合成液压液-H(F)DU不含水液压油性质:液压油密度:介质种类矿油型液压油水包油乳化液油包水乳化液水-乙二醇液压液脂肪酸酯液压液高水基液压液密度850-960990-1000910-9601030-10801120-12001000 液压油的密度与温度的关系为
21、:式中:、o-温度为t和to时的液体密度。当to=20oC时,ß和o的关系见下表:o kg/m3700750800850900950999ß ×10-3kg/(m3.oC)890837765699633567515液压油的粘度: 液压油的粘度常用的油动力粘度µ、运动粘度v和恩氏粘度ºE。 恩氏粘度ºE与运动粘度v之间的换算为: 当ºE>3.2时
22、0; 当1.35<=ºE<=3.2时 恩氏粘度ºE与运动粘度v之间的换算可在此查出 粘度与温度的关系: 对于液压系统常用的矿油型液压油,当40oC的运动粘度小于135mm2/s,温度在30-150oC范围内,可用下列公式计算不同温度时的液压油的运动粘度:式中:v40-温度为40oC时液压油的运动粘度
23、; n-指数,见下表:ºE401.271.772.232.654.466.388.331011.75v403.49.314183348637689n1.391.591.721.791.992.132.242.322.42ºE4013.915.717.827.337.948.458.870.4101.5v40105119135207288368447535771n2.492.522.562.762.862.963.063.103.17 液压基本回路是指由某些液压元件和附件所构成的能完成某种特定功能的回路。任何液压系统均可分为若干个液压基本回路。对于同一功能的基本回路,可有多种
24、实现方法。需要注意的是:对回路中所用的液压元、附件的结构和工作原理必须确切掌握,并结合液压系统工作过程中各个工况予以具体分析,看所选用的元、附件能否满足回路工作是的需要。在有的液压回路中,要求同一个液压元件有时作为液压泵,有时又作为液压马达。很明显,并不是所有的液压泵或液压马达都能满足这一要求。压力控制回路速度控制回路方向控制回路 调压回路节流调速回路换向回路减压回路容积调速回路连续往复运动回路增压回路速度换接回路锁紧回路卸压回路二次进给回路平衡回路增速回路保压回路减速回路卸荷回路背压回路缓冲回路多缸动作回路液压马达回路其他液压回路顺序动作回路液压马达串并联回路用液压马达启动的回路同步回路液压
25、马达调速回路尾部张力控制回路互不干扰回路液压马达制动回路多工况回油冷却回路多缸串并联回路及卸荷回路液压马达浮动回路用保护门的安全回路补油和冷却回路更多的回路 常用液压图形符号表1常用液压图形符号(摘自GB/T786.1-1993)(1)液压泵、液压马达和液压缸名称符号说明名称符号说明液压泵液压泵一般符号双作用缸不可调单向缓冲缸详细符号单向定量液压泵单向旋转、单向流动、定排量简化符号双向定量液压泵双向旋转,双向流动,定排量可调单向缓冲缸详细符号单向变量液压泵单向旋转,单向流动,变排量简化符号双向变量液压泵双向旋转,双向流动,变排量不可调双向缓冲缸详细符号液压马达液压马达一般符号简化符号
26、单向定量液压马达单向流动,单向旋转可调双向缓冲缸详细符号双向定量液压马达双向流动,双向旋转,定排量简化符号单向变量液压马达单向流动,单向旋转,变排量伸缩缸 双向变量液压马达双向流动,双向旋转,变排量压力转换器气-液转换器单程作用摆动马达双向摆动,定角度连续作用泵-马达定量液压泵-马达单向流动,单向旋转,定排量增压器单程作用变量液压泵-马达双向流动,双向旋转,变排量,外部泄油连续作用液压整体式传动装置单向旋转,变排量泵,定排量马达蓄能器蓄能器一般符号单作用缸单活塞杆缸详细符号气体隔离式 简化符号重锤式 单活塞杆缸(带弹簧复位)详细符号弹簧式 简化符号辅助气
27、瓶 柱塞缸 气罐 伸缩缸 能量源液压源一般符号双作用缸单活塞杆缸详细符号气压源一般符号简化符号电动机 双活塞杆缸详细符号原动机电动机除外简化符号 (2)机械控制装置和控制方法名称符号说明名称符号说明机械控制件直线运动的杆箭头可省略先导压力控制方法液压先导加压控制内部压力控制旋转运动的轴箭头可省略液压先导加压控制外部压力控制定位装置 液压二级先导加压控制内部压力控制,内部泄油锁定装置*为开锁的控制方法气-液先导加压控制气压外部控制,液压内部控制,外部泄油弹跳机构 电-液先导加压控制液压外部控制
28、,内部泄油机械控制方法顶杆式 液压先导卸压控制 内部压力控制,内部泄油可变行程控制式 外部压力控制(带遥控泄放口)弹簧控制式 电-液先导控制电磁铁控制、外部压力控制,外部泄油滚轮式两个方向操作先导型压力控制阀带压力调节弹簧,外部泄油,带遥控泄放口单向滚轮式仅在一个方向上操作,箭头可省略先导型比例电磁式压力控制阀先导级由比例电磁铁控制,内部泄油人力控制方法人力控制一般符号电气控制方法单作用电磁铁电气引线可省略,斜线也可向右下方按钮式 双作用电磁铁 拉钮式 单作用可调电磁操作(比例电磁铁,力马达等) 按-
29、拉式 双作用可调电磁操作(力矩马达等) 手柄式 旋转运动电气控制装置 单向踏板式 反馈控制方法反馈控制一般符号双向踏板式 电反馈由电位器、差动变压器等检测位置直接压力控制方法加压或卸压控制 内部机械反馈如随动阀仿形控制回路等差动控制 内部压力控制控制通路夺元件内部 外部压力控制控制通路在元件外部 (3)压力控制阀名称符号说明名称符号说明溢流阀溢流阀一般符号或直动型溢流阀减压阀先
30、导型比例电磁式溢流减压阀 先导型溢流阀 定比减压阀减压比1/3先导型电磁溢流阀(常闭)定差减压阀 直动式比例溢流阀 顺序阀顺序阀一般符号或睦动型顺序阀先导比例溢流阀 先导型顺序阀 卸荷溢流阀p2p1时卸荷单向顺序阀(平衡阀) 双向溢流阀直动式,外部泄油卸荷阀卸荷阀一般符号或直动型卸荷阀减压阀减压阀一般符号或直动型减压阀先导型电磁卸荷阀p1p2先导型减压阀 制动阀双溢流制动阀 溢流减压阀 溢流油桥制动阀 (4)方向控制阀名称符号说明名称符号说明单向阀单向阀详细符号换向阀二位五通液动阀
31、160;简化符号(弹簧可省略)二位四通机动阀 液压单向阀液控单向阀详细符号(控制压力关闭阀)三位四通电磁阀 简化符号三位四通电液阀简化符号(内控外泄)详细符号(控制压力打开阀)三位六通手动阀 简化符号(弹簧可省略)三位五通电磁阀 双液控单向阀 三位四通电液阀外控内泄(带手动应急控制装置)梭阀或门型详细符号三位四通比例阀节流型,中位正遮盖简化符号三位四通比例阀中位负遮盖换向阀二位二通电磁阀常断二位四通比例阀 常通四通伺服 二位三通电磁阀 四通电液伺服阀二级二位三通电磁球阀 带电反馈三级二位四通电磁阀
32、0; (5)流量控制阀名称符号说明名称符号说明节流阀可调节流阀详细符号调速阀调速阀简化符号简化符号旁通型调速阀简化符号不可调节流阀一般符号温度补偿型调速阀简化符号单向节流阀 单向调速阀简化符号双单向节流阀 同步阀分流阀 截止阀 单向分流阀 滚轮控制节流阀(减速阀) 集流阀 调速阀调速阀详细符号分流集流阀 (6)油箱名称符号说明名称符号说明通大气式管端在液面上 油箱管端在油箱底部 管端在液面下带空气过滤器局部泄油或回油
33、; 加压油箱或密闭油箱三条油路(7)流体调节器名称符号说明名称符号说明过滤器过滤器一般符号空气过滤器 带污染指示器的过滤器 温度调节器 磁性过滤器 冷却器冷却器一般符号带旁通阀的过滤器 带冷却剂管路的冷却器 双筒过滤器p1:进油p2:回油加热器一般符号(8)检测器、指示器名称符号说明名称符号说明压力检测器压力指示器 流量检测器检流计(液流指示器) 压力表(计) 流量计 电接点压力表(压力显控器) 累计流量计 压差控制表 温度计 液位计
34、转速仪 转矩仪 (9)其它辅助元器件名称符号说明名称符号说明压力继电器(压力开关)详细符号压差开关 一般符号传感器传感器一般符号行程开关详细符号压力传感器 一般符号温度传感器 联轴器联轴器一般符号放大器 弹性联轴器 (10)管路、管路接口和接头名称符号说明名称符号说明管路管路压力管路回油管路管路交叉管路两管路交叉不连接连接管路两管路相交连接柔性管路 控制管路可表示泄油管路单向放气装置(测压接头) 快换接头不带单向阀的快换接头 旋转接头单通路旋转接头
35、 带单向阀的快换接头 三通路旋转接头 常用液压术语 基本术语(摘自ISOR1219)(见表9)表9 基本术语术语解释术语解释液压回路由各种液压元件组成的具有某种机能的液压装置构成部分滑阀式阀芯(圆柱阀芯)与圆柱形滑动面配合,当它沿轴向移动时,进行流路开闭的零件回路图用液压图形符号表示的液压回路图泄油从液压元件中的通道(或管道),向油箱或集流器等返回的油液或这种油液返回现象液压站由液压泵、驱动用电动机、油箱、溢流阀等构成的液压源装置或包括控制阀在内的液压装置漏油从正常状态下应该密封的部位流出来的少量油液额定压力能连续使用
36、的最高压力静密封用于静止部分,防止液体泄漏背压在液压回路的回油侧或压力作用面的相反方向,所作用的压力动密封用于相对滑动部分的密封冲击压力在过渡过程中上升压力的最大值流体卡紧现象在滑阀式阀等的内部,由于流动的不均匀性,产生对中心轴的压力分布不平衡,将阀芯压向阀体(或阀套),使它不能动作的现象开启压力如单向阀或溢流阀等,当压力上升到阀开始打开,达一定流量时的压力气穴现象流动液体的压力,在局部范围内,下降到饱和蒸汽压或空气分离压,出现由于蒸汽的产生和溶解空气等的分离而生成气泡的现象,即为气穴现象。当气泡在流动中溃灭时,会在局部范围内出现超高压,并产生噪声等关闭压力如单向阀或溢流阀等,当阀的进口压力下
37、降到阀开始关闭,流量减少到某规定量以下时的压力额定流量在一定条件下,确保的流量流量跳跃现象在调速阀(带压力补偿的流量控制阀)中,当流体开始流过时,出现流量瞬时超过设定值的现象流量一般指液压泵在单位时间内输出液体的体积颤振为减少摩擦和流体卡紧现象等对滑阀式阀的影响,改善其特性,所加的较高频率的振动排量容积式液压泵(或马达)每转输出(或输入)的液体体积液压平衡用液压力来平衡负载(包括设备自身)流体功率流体所具有的功率,对液压来说实际是用流量和压力的乘积表示流体传动装置用流体作介质传递动力的装置管路传导工作流体的管道和管系进口节流方式节流阀装在执行元件进口侧管路中,通过节流调节动作速度的方式主管路包
38、括吸油管路、压力管路和回油管路出口节流方式节流阀装在执行元件出口侧管路中,通过节流调节动作速度的方式泄油管路指泄油的回油管,或将它导入油箱的管路旁路节流方式将流向执行元件的一部分流量,通过装在旁通管路中的节流阀流回油箱,以调节执行元件动作速度的方式通道通过元件内部或在其内部的用机加工方法或铸出的传导流体的通道电-液方式将电磁铁等电气元件组合到液压操纵器中的方式油口,连接口元件上传导流体的通道的开口处先导控制方式由先导阀等导入的压力进行控制的方式节流减少流通断面积,使管路或通道内部产生阻力的机构,有长孔道节流和薄刃节流液压传动装置利用流体的压力能传递动力的装置。在这种装置中使用容积式液压泵和液压
39、执行元件(液压缸或液压马达)液压泵的术语表10 液压泵的术语术语解释术语解释液压泵用于液压系统中的泵柱塞泵活塞或柱塞在斜盘、凸轮或曲柄等的作用下往复运动,将液体从吸油侧压向排油侧的泵容积式泵由壳体及与它内接的可动部件等构成的密闭容积的移动或变化,将液体由吸油口压向排油口的泵定量泵每转的理论排量不变的泵轴向柱塞泵活塞或柱塞的往复运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵变量泵排量可变的泵齿轮泵由壳体内的两个(或两个以上)齿轮,将液体从进油口压向排油口的泵径向柱塞泵活塞或柱塞的往复运动方向与驱动轴垂直的柱塞柱叶片泵转子槽内的叶片与泵壳(定子环)相接触,将吸入的液体由进油侧压向排油侧的泵螺杆泵使壳体内的带有螺
40、旋的转子旋转,将油液从吸油侧压向排油侧的泵液压阀的术语表12液压阀的术语术语解释术语解释控制阀改变流动状态,对压力或流量进行控制的阀的总称电磁操纵阀用电磁操纵的阀压力控制阀控制压力的阀的总称手动操纵阀用手动操纵的阀流量控制阀控制流量的阀的总称凸轮操纵阀用凸轮操纵的阀方向控制阀控制流动方向的阀的总称先导阀为操纵其他阀或元件中的控制机构,而使用的辅助阀顺序阀在具有二个以上分支回路的系统中,根据回路的压力等来控制执行元件动作顺序的阀液动换向阀用先导流体压力操纵的换向阀平衡阀为防止负荷下落而保持背压的压力控制阀液控单向阀依靠控制流体压力,可以使单向阀反向流通的阀减压阀可将这种压力控制阀的出口压力调到比
41、进口压力低的某一值,这个值与流量及进口侧压力无关二位阀具有两个阀位的换向阀卸荷阀在一定条件下,能使液压泵卸荷的阀电-液换向阀与电磁操纵的先导阀组合成一体的液动换向阀节流阀利用节流作用限制液体流量的阀。通常指无压力补偿的流量阀阀的位置用来确定换向阀内流通状态的位置调速阀与背压或因负荷而产生的压力变化无关并能维持流量设定值的流量控制阀正常位置不施加操纵力时阀的位置带温度补偿的调速阀能与液体温度无关并能维持流量设定值的调速阀中立位置确定的换向阀的中央位置分流阀将液流向两个以上液压管路分流时,应用这种阀能使流量按一定比例分流,而与各管路中的压力无关偏移位置换向阀中除中立位置以外的所有阀位换向阀具有两种
42、以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀锁定位置由锁紧装置保持的换向阀的阀位遮盖(或搭接)滑阀式阀的阀芯台肩部分和窗口部分之间的重叠状态,其值叫遮盖量三位阀具有三个阀位的换向阀溢流阀当回路的压力达到这种阀的设定值时,流体的一部分或全部经此阀流回油箱,使回路压力保持在该阀的设定值的压力阀二通阀具有两个油口的控制阀安全阀为防止元件和管道等的破坏,用来限制回路中最高压力的阀四通阀具有四个油口的控制阀零遮盖当滑阀式阀的阀芯在中立位置时,窗口正好完全被关闭,而当阀芯稍有一点儿位移时,窗口即打开,液体便可通过弹簧复位阀在弹簧力的作用下,返回正常位置的阀正遮盖当滑阀式阀的阀芯在中立位置时,要有一定位移量(不大
43、),窗口才可打开中位封闭换向阀在中立位置时所有油口都是封闭的负遮盖当滑阀式阀的阀芯在中立位置时,就已有一定开口量中位打开换向阀在中立位置时所有油口都是相通的伺服阀控制流量或压力,使之为电信号(或其它输入信号)的函数常开在正常位置压力油口与出油口是连通的滑阀式阀(或滑阀)采用圆柱滑阀式阀芯的阀常闭在正常位置压力油口是关闭的梭阀具有一个出口两个以上入口,出口具有选择压力最高侧入口的机能的阀弹簧对中阀正常位置为中立位置的三位换向阀,属于弹簧复位阀的一种电磁阀这是电磁操纵阀和电磁先导换向阀的总称弹簧偏置阀正常位置为偏移位置的换向阀,属于弹簧复位阀的一种单向阀流体只能沿一个方向流通,另一方向不能通过油口
44、数阀与管路相连接的油口数量节流换向阀根据阀的操作位置,其流量可以连续变化的换向阀台肩部分滑阀芯移动时的滑动面液压执行元件的术语表11 液压执行元件的术语术语解释术语解释液压执行元件利用流体能量作机械功的液压元件带缓冲装置的液压缸具有缓冲机能的液压缸液压马达用于液压回路的,能作连续旋转运动的执行元件定量马达每转的理论输入排量不变的液压马达容积式马达由于流体从进口侧向排油侧流动,使与壳体内接的可动部件间的密闭空间发生移动或变化,从而实现连续旋转运动的执行元件变量马达每转的理论输入排量可变的液压马达齿轮马达输入压力流体,使泵壳内相互啮合的两个(或两个以上)齿轮转动的液压马达叶片马达转子槽内的叶片与壳
45、体(定子杯)相接触,在流入的液体作用下使转子旋转的液压马达柱塞马达流入液体的压力作用于活塞或柱塞的端面,通过斜盘、凸轮、曲柄等使马达轴转动的液压马达液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比的直线运动式执行元件摆动式执行元件回转角度限制在360°以内的进行往复转动的执行元件双作用液压缸能由活塞的两侧输入压力油的液压缸伸缩式液压缸可以得到较长工作行程的具有多级套筒形活塞杆的液压缸单作用液压缸只能由活塞的一侧输入压力油的液压缸液压缸推力作用于活塞面积上的理论流体力单杆液压缸活塞的一侧有活塞杆的液压缸液压缸行程指活塞杆的动作长度,带有缓冲装置的液压缸,包括缓冲长度双杆液压缸活塞的两侧都
46、有活塞杆的液压缸伺服执行元件使用于自动控制系统的伺服阀和执行元件的组合体差动液压缸利用液压缸两侧的有效面积差的液压缸增压器能将输入压力变换,以较高压力输出的液压元件液压辅件及其他专业术语表13 液压辅件及其他专业术语术语解释术语解释过滤器利用过滤作用,将流体中的固体颗粒清除的元件油箱储存液压油的容器管道过滤器用于管路中的过滤器底板与管道的连接口集中在一面,控制阀用密封件安装在它上面,进行配管的辅助板油箱用过滤器除用于压力管路和通气管路中的过滤器外,都属此类蓄能器将液体在加压状态下储存起来的容器,这种储存的液体可作为临时的动力源等油路板(集成块)内部有起管路作用的通道,外部安有液压件,还有很多连
47、接口的安装板压力继电器当流体压力达到预定值时,使电接点动作的元件工作油用于液压设备或液压系统中的液体软管组件两端装有软管接头的耐压软管液压油用于液压设备中的油液或其他液体管接头连接管路或将管路装在液压元件上,这是一种在流体通路中能装拆的连接件的总称抗燃性液压油这是一种难燃的液压油,可以最大限度地预防火灾常用液压公式液压控制阀的结构原理与应用 1.1 压力控制阀的结构原理与应用 (1)结构原理 1)DBD型直动式溢流阀 图1是DBD型直动式溢流阀的结构原理图。
48、进油口的压力油通过阻尼活塞作用在其底部,形成了一个与弹簧力相抗衡的液压力。当此液压力小于调压弹簧的弹簧力时,锥阀关闭,此阀不起调压作用。随着进油口压力的不断提高。当液压力大于弹簧力时,锥阀开启,多余的油液溢回油箱,使进油口压力稳定在调定值上。图1 DBD型直动式溢流阀结构原理图a)至40MPa阀的结构;b)至63MPa阀的结构1调节螺杆;2阀体;3调压弹簧;4偏流盘;5锥阀;6阻尼活塞 阻尼活塞的作用:一是在锥阀开启或闭合时起阻尼作用,用来提高阀的调压稳定性;二是对锥阀起导向作用,以提高阀的密封性能。
49、 偏流盘的作用:偏流盘上开有环形槽,用以改变锥阀出油口的液流方向。于是偏流盘受到了一个液动力,此液动力与弹簧力的作用方向相反,并随溢流量的增加而加大。当溢流量增加时,由于锥阀开口增大,引起弹簧力增加。但由于液动力也同时增加,结构抵消了弹簧力的增量。因此这种阀的进口压力不受流量变化的影响,其p-Q特性曲线比较理想,启闭特性好,有利于提高阀的额定流量。 (2)应用 1)起安全阀作用(防止液压系统过载)溢流阀起安全阀作用时,是为了限制液压系统的最高压力,以保证系统的安全。在系统正常工作情况下,阀关闭
50、不溢流,系统的工作压力决定于外载荷。当系统压力达到阀的调定压力时,阀开启溢流,此时系统压力就决定于溢流阀的调定压力。 2)起溢流阀作用(维持液压系统压力恒定)在节流调速系统中,溢流阀在正常工作时为常开,通过溢流将多余油液排回油箱而维持液压系统压力基本恒定。 3)使液压系统卸荷 先导式溢流阀的远程控制口通油箱,就可以利用溢流阀使系统卸荷。DBW型先导式电磁溢流阀利用本身的电磁换向阀就可实现系统卸荷,而其他的先导式溢流阀要实现系统卸荷,就要在远程控制口上添加换向阀。
51、60;4)远程调压 在先导式溢流阀的远程控制口上接远程调压阀,能实现远程调压。 此外,溢流阀还可做背压阀使用,能使系统工作平稳;溢流阀与换向阀配合,可实现系统的多级压力控制;在制动回路中,用溢流阀可实现制动作用;在液压试验台系统中,溢流阀可用作加载阀等。节流阀和单向节流阀 (1)结构原理 1)MK型单向节流阀 图27是MK型单向节流阀的结构原理图。该阀是管式联接的单向节流阀,其节流口采用轴向三角槽式结构。旋转调节螺母3,可改变节流口通流面积的大小,以调节流量
52、。正向流动时起节流阀作用;反向流动时起单向阀作用,这时由于有部分油液可在环形缝隙中流动,可以清除节流口上的沉积物。在阀体2左端有刻度槽,调节螺母3上有刻度,用以标志调节流量的大小。 2)F型精密节流阀 图28是F型精密节流阀的结构原理图。该阀主要由阀体1,调节件2和节流套3组成。在节流口4处实现对从A到B的流动的节流。转动节流杆5,可调节节流断面。由于节流口制成薄壁孔,故节流不易受温度的影响。 (2)应用 节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀,它们在定量泵液
53、压系统中的主要作用是与溢流阀配合,组成三种节流调速系统:即进油节流调速系统、回油节流调速系统和旁路节流调速系统。对于执行元件要求往返节流调速的系统可使用两个单向节流阀。节流阀也在容积节流调速回路中使用。这种阀没有压力及温度补偿装置,不能自动补偿载荷及油液粘度变化时造成的速度不稳定,但其结构简单,制造和维护方便。所以在载荷变化不大或对速度稳定性要求不高的一般液压系统中得到广泛应用。 图27 MK型单向节流阀结构原理图1O形圈;2阀体;3调节螺母;4单向阀;5弹簧;6卡环;7卡环;8弹簧座图28 F型精密节流阀结构原理图1阀体;2调节件;3节流套;4节流口;5节流杆电磁换向阀
54、; (1)结构原理 1)WE型电磁换向阀 图43、图44、图45和图46分别是不同通径的WE型电磁换向阀的结构原理图。 电磁换向阀的基本工作原理是相同的,通过电磁铁控制滑阀阀芯的不同位置,以改变形油液的流动方向。当电磁铁断电时,滑阀由弹簧保持在中间位置或初始位置(脉冲式阀除外)。若推动故障检查按钮可使滑阀阀芯移动。 图43 WE5型电磁换向阀结构原理图1阀体;2电磁铁(左为交流电磁铁,右为直流电磁铁);3滑阀;4复位弹簧;5推杆;6故障检查按钮;7橡胶保护罩图44 WE
55、6型电磁换向阀结构原理图1阀体;2电磁铁;3滑阀;4复位弹簧;5推杆;6故障检查按钮图45 4WE10E10/A型湿式电磁换向阀结构原理图1阀体;2湿示电磁铁;3滑阀;4复位弹簧;5推杆;6故障检查按钮图46 4WE10E10/L型干式交流电磁换向阀结构原理图1阀体;2干式电磁铁;3滑阀;4复位弹簧;5推杆;6故障检查按钮手动换向阀 (1)结构原理 手动换向阀是利用手动杠杆来操纵的方向控制阀。该阀根据定位方式的不同,有弹簧复位式和钢球定位式两种结构。 图75
56、是WMM型弹簧复位式手动换向阀结构原理图。该阀是三位四通的,当操纵手柄2的外力取消后,复位弹簧4把阀芯3推回到中位,故又称弹簧对中式。对二位四通弹簧复位式手动换向阀,当操纵手柄的外力取消后,复位弹簧把阀芯推回到初始位置。 图75 WMM型弹簧复位式手动换向阀结构原理图1阀体;2手柄;3阀芯;4复位弹簧 钢球定位式是当操纵手柄的外力取消后,阀芯依靠钢球定位保持在换向位置,见图76。图76 WMM型钢球定位式手动换向阀结构原理图1联接轴;2钢球 (2)应用 手动
57、换向阀与单独的电磁换向阀作用相同,只是该阀用于手动操纵的场合。蓄能器的种类及特点表1 蓄能器的种类及特点种类结构简图特点用途安装要求气体加载式气囊式 油气隔离,油不易氧化,油中不易混入气体,反应灵敏,尺寸小,重量轻;气囊及壳体制造较困难,橡胶气囊要求温度范围(-2070) 折合型气囊容量大,适于蓄能;波纹型气囊用于吸收冲击 一般充惰性气体(如氮气)。油口应向下垂直安装。管路之间应设置开关(为充气、检查、调节时使用)活塞式 油气隔离,工作可靠,寿命长,尺寸小;但反应不灵敏,缸体加工和活塞密封性能要求较高 有定型产品 蓄能、吸收
58、脉动气瓶式 容量大,惯性小,反应灵敏,占地小,没有摩擦损失;但气体易混入油内,影响液压系统运行的平稳性,必须经常灌注新气;附属设备多,一次投资大 适用于需大流量中、低压回路的蓄能重锤式 结构简单,压力稳定;体积大,笨重,运动惯性大,反应不灵敏,密封处易漏油,有摩擦损失 仅作蓄能用,在大型固定设备中采用。轧钢设备中仍广泛采用(如轧辊平衡等) 柱塞上升极限位置应设安全装置或信号指示器,应均匀地安置重物弹簧式 结构简单,容量小,反应较灵敏;不宜用于高压,不适于循环频率较高的场合 仅供小容量及低压p112MP
59、a系统作蓄能及缓冲用 应尽量靠近振动源蓄能器在系统中的应用表2 蓄能器在系统中的应用用途系统图用途系统图储蓄液压能用(1)对于间歇负荷,能减少液压泵的传动功率 当液压缸需要较多油量时,蓄能器与液压泵同时供油;当液压缸不工作时,液压泵给蓄能器充油,达到一定压力后液压泵停止运转(4)保持系统压力:补充液压系统的漏油,或用于液压泵长时期停止运转而要保持恒压的设备上(2)在瞬间提供大量压力油(5)驱动二次回路:机械在由于调整检修等原因而使主回路停止时,可以使用蓄能器的液压能来驱动二次回路(3)紧急操作:在液压装置发生故障和停电时,作为应急的动力源(6)稳定压力:在闭锁回路中,由
60、于油温升高而使液体膨胀,产生高压可使用蓄能器吸收,对容积变化而使油量减少时,也能起补偿作用缓和冲击及消除脉动用(1)吸收液压泵的压力脉动(2)缓和冲击:如缓和阀在迅速关闭和变换方向时所引起的水锤现象注:1.缓和冲击的蓄能器,应选用惯性小的蓄能器,如气囊式蓄能器、弹簧式畜能器等。 2.缓和冲击的蓄能器,一般尽可能安装在靠近发生冲击的地方,并垂直安装,油口向下。如实在受位置限制,垂直安装不可能时,再水平安装。 3 .在管路上安装蓄能器,必须用支板或支架将蓄能器固紧,以免发生事故。
61、4.蓄能器应安装在远离热源地地方。各种蓄能器的性能及用途表3 各种蓄能器的性能和用途型式性能用途响应噪声容量的限制最大压力/MPa漏气温度范围/蓄能用吸收脉动冲击用传递异性液体用气体加载式隔离式可挠型气囊式良好无有(480L左右)35无10+120可可可隔膜式良好无有(0.9511.4L)7无10+70可可可直通气囊式好无有21无10+70不可很好不可金属波纹管式良好无有21无50+120可可不可非可挠型活塞式不太好有可作较大容量21小量50+120可不太好可差动活塞式不太好有可作成较大容量45无50+120可不太好不可非隔离式良好无可作成大容量5有无特别限制可可不可重力加载式不好
62、有可作成较大容量4550+120可不好不可弹簧加载式不好有有1.250+120可不太好可蓄能器的容量计算表4 蓄能器容量计算应用场合容积计算公式说明作辅助动力源V0所需蓄能器的容积(m3)p0充气压力Pa,按0.9p1p00.25 p2充气Vx蓄能器的工作容积(m3)p1系统最低压力(Pa)p2系统最高压力(Pa)n指数;等温时取n=1;绝热时取n=1.4吸收泵的脉动A缸的有效面积(m2)L柱塞行程(m)k与泵的类型有关的系数: 泵的类型 系数k 单缸单作用 0.60 单缸双作用 0.25
63、; 双缸单作用 0.25 双缸双作用 0.15 三缸单作用 0.13 三缸双作用 0.06p0充气压力,按系统工作压力的60%充气 吸收冲击m管路中液体的总质量(kg)管中流速(m/s)p0充气压力(Pa),按系统工作压力的90%充气注:1.充气压力按应用场合选用。 2.蓄能器工作循环在3min以上时,按等温条件计算,其余均按绝热条件计算。过滤器的主要性能参数 过滤器的主要性能参数 1)过滤精度
64、/m:是指过滤器滤除一定尺寸固体污染物的能力。是选取过滤器首先要考虑的一个重要参数。 2)压力损失/MPa:工作介质流经过滤器时,主要是滤芯对介质流动造成阻力,使过滤器的油口两端产生一定的压差(压力降),即压力损失。压力损失在系统设计中应加以考虑,如安装在压力管路上会造成压降,在回油管路上会造成背压。过滤器的种类、用途及安装表14 过滤器的种类、用途及安装种类用途安装位置(见图中标号)吸油过滤器保护液压泵3高压过滤器保护泵下游元件不受污染6回油过滤器降低油液污染度5离线过滤器连续过滤保持清洁度8泄油过滤器防止污染物进入油箱4安全过滤器保护污染抵抗力低的元件7通气过滤器防止污染物随空气侵入2注油过滤器防止注油时侵入污染物1 过滤器的选择 过滤器的
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