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文档简介
1、液压元件8418428438443.1 液压控制阀3.1.1方向控制阀(单向阀、液控单向阀、液压锁、各种换向阀、梭阀)的功用和图形符号VVVV3.1.2压力控制阀(直动式和先导式溢流阀、电磁溢流阀、卸荷溢流阀、减压阀、顺序阀)的功用和图形符号VVVV3.1.3流量控制阀(节流阀、调速阀、溢流节流阀)的功用和图形符号VVVV3.1.4比例控制阀的功用和图形符号VVVV3.1.5主要液压控制阀的工作原理3.1.5.1液控单向阀的工作原理VV3.1.5.2电磁和电液换向阀的工作原理VV3.1.5.3先导式溢流阀的工作原理VV3.1.5.4卸荷溢流阀的工作原理VV3.1.5.5先导式减压阀的工作原理V
2、V3.1.5.6顺序阀的工作原理VV3.1.5.7调速阀的工作原理VV3.1.5.8溢流节流阀的工作原理VV3.1.6各种液压控制阀的分类和综合比较VVVV3.1.7几种常用液压控制阀的性能3.1.7.1节流阀的性能特点VVVV3.1.7.2换向阀的性能特点(包括中位机能)VVVV3.1.7.3溢流阀的性能特点(包括稳态特性和动态特性)VVVV3.1.7.4调速阀和溢流阀的性能特点比较VVVV3.1.8重要液压控制阀的故障分析3.1.8.1先导式溢流阀的故障分析VVVV3.1.8.2先导式减压阀的故障分析VVVV3.1.8.3换向阀的故障分析VVVV3.2 液压泵3.2.1液压泵图形符号和工作
3、原理(单、双作用及恒压式叶片泵;液压伺服式、恒压式、恒功率式斜盘泵和斜轴泵)VV3.2.2 单、双作用叶片泵的结构和特点VV3.2.3 斜轴泵的结构和特点VV3.2.4液压泵的使用管理VVVV3.3液压马达3.3.1液压马达的性能参数:转速、扭矩和输出功率VV3.3.2液压马达的功用和图形符号VV3.3.3船用低速液压马达的结构和特点3.3.3.1叶片式马达的结构特点VV3.3.3.2连杆式马达的结构特点VV3.3.3.3五星轮式马达的结构特点VV3.3.3.4内曲线式马达的结构特点VV3.3.3.5叶片式、连杆式、五星轮式、内曲线式马达的比较VV3.3.4液压马达的使用管理VV3.4 液压辅
4、件341滤油器的性能参数、主要类型、选择及使用管理VV342油箱的功能和应满足的要求VV3.4.3蓄能器的功能和使用管理VV甲板机械4.1 舵机4.1.1舵的作用原理VV4.1.2 对舵机的要求VV4.1.3转舵机构(十字头式、拨插式、滚轮式、摆缸式、转叶式)的主要类VV型和特点4.1.4阀控型舵机的组成、工作原理、特点及其远控系统VV4.1.5泵控型舵机的组成、工作原理、特点及其远控系统VV4.1.6舵机的充油、调试和日常管理VV4.1.7舵机的常见故障及处理VV4.2起货机、锚机和绞缆机4.2.1起货机、锚机和绞缆机应满足的要求VV4.2.2单、双吊杆起货机、锚机和绞缆机的主要设备VV4.
5、2.3液压起货机操纵机构的主要类型和工作原理V4.2.4回转起货机(克令吊)的安全保护装置V4.2.5自动绞缆机的功用和主要类型的工作原理V4.3 甲板机械的液压系统4.3.1起重机构液压系统的负荷特点VV4.3.2回转机构液压系统的负荷特点V4.3.3阀控型开式液压系统的基本组成和工作原理VV4.3.4阀控型闭式液压系统的基本组成和工作原理1VV4.3.5泵控型闭式(半闭式)液压系统的基本组成和工作原理VV4.3.6液压甲板机械限制功率的主要方法VV4.4 液压甲板机械的管理4.4.1液压油的性能要求和选择VV4.4.2 液压油的污染及污染的原因和危害VV4.4.3液压油的污染度标准、污染控
6、制VV4.4.4液压油温度对工作的影响VV4.4.5液压油温度过高的原因VVVV4.4.6液压机械的检查(包括漏泄、负荷和噪音)和维护VVVV16一、液压传动基本知识以液体作为工作介质,利用液体的压力能进行能量传递与控制的传动称为液压传动。ja 甲板机械中广泛采用的一种传动方式。1 液压传动装置的基本组成液压传动装置由四大元件组成,它们的作用为:1)动力元件将原动机的机械能转换成液压能,并为装置提供足够的液压能,常见动力 元件为液压泵。2)执行元件一将锻压能转换成装置所需的机械能。直线型液压缸输出推力与位移,回 转型液压马达输岀转矩与转速。3)控制元件控制液压系统中工作介质的压力、流量与流动方
7、向,常见控制元件有方向 控制阀、压力控制阀、流量控制阀。4)辅助元件一组成液压系统,为保证液压系统正常工作提供各种服务(净化、冷却等), 常见的辅助元件有管予、管子附件、热交换器、滤油器、油箱等口工作介质通常采用矿物基液压油其作用是传递能咼、冷却、润滑、净代液压系统。箋液压传动的工作原理与特性液压传动是在一个帝闭系统中利用容积变化来完成能量传递的,它具有以下工作特性:装置工作压力卩取决于外负载(带),即p = W/At用单位为MP礙执行元件运动速度&) 取决于供油量(Q),即v = Q/A(A为执行元件有效作用面积),常用单位为m/min;液压装置的自锁性取决于密封性,即:当时小=0,
8、执行元件可以停留在任意位置。3.液压传动装置的待点1)单位功率的重量轻、尺寸小;2)询速范围大,并可实现无级调速;3)1:作平稳性好,耐冲击;4)惯性小*动作灵撤,换向频率高;5)润滑好,工作寿命长;6)便于遥控,自控:7)易实现安全保护;8)液压元件易实现適用化、标准化与集成化;9装置易泄漏,不宜用作定比传动,泄漏还会造成污染与能源浪费;10)工作性能易受工作温度的影响;11)工作噪声大;12)管理、维修需专门技术.13)结构复杂,故障排除较困难口4液压职能符号与规则所有液压元件都可用相应液压职能符号来表示,使用符号应符合国家标准或国际标准,特 殊元件可用结构简图来表示.用标准符号组成的系统
9、图称为液压系统原理图,使用符号时应遵 循旦下规则:1)符号只表示液压元件的功能,不表示其的结构特征;2)符号只表示液压元件的静止状态,不表示其的过渡过程,3)符号在液压系统原理图中只表示相互间的连接关系,不表示具体安装位置。二、液压泵液压泵是利用工作腔容积的变牝来进行吸、排液压油,按其工作原理斶客积武泵,背见的 液压泵按其结构分有齿轮式、螺杆式、叶片式、柱塞式;按其的工作压力分有低压型、中压型、商 压型,按其的变量方式分有定量型与变量型,齿轮泵、螺忏泵、叶片泵的工作原理已在第一章中 述及,本章仅对柱塞式液压泵进行讨论。1. 径向柱塞泵1)组成与吸排原理径向柱塞泵因其的柱塞布置垂直于传动轴而得名
10、,它由柱塞、缸体、浮豹环、传动轴、配油 轴、壳休等组成。设虹体在传动轴带动下回转,并且缸休中心与浮动环中心间有一偏心距存在时,位于泵半 周内的柱塞外忡,使工作腔密积壇大,压力降低,在压力差的作用下,外界油液经吸人口与配油 轴上吸油窗口进人工作腔,即为吸人过程;而在泵的另半周内,柱塞在浮动环内表面的压迫下 内缩,使工作腔容积减小,泊液受挤压克服外负载经配油轴与排出口排出,即为泵的排出过程。泵在工作时"缸体、柱塞转动,浮动环在柱塞磨擦力的带动下作伺向不同步转动以减少相 互间的磨损,配油轴与泵壳固定不转动'2)流量计算泉的排量 q :q = jt/4 * d2exi nZ/r泵理论
11、流塑 Q:Q = q 齐=k/2 * d2esin mVmin式中:d柱塞直径,m;e律与浮动坏间的偏心距、m;z柱塞数'i柱塞排数,n.泵转速,r/ minQ从式中可看到,当泵的转速一定时,只要改变偏心距e的天小,即可改变泵的排賦,改变偏 心的方向即可改变泵的捋油方向,故该泵邮做成变量变向泵,变量变向泵具有专设的变量机构 用作偏心距e的澗节。柱塞泵的惋量脉动率(q皿-心心与柱塞有关,当柱塞数为 7、9、11"3 时,分别为 2.5%U.5%U%>0.7%a3)特点 配袖轴处于悬臂状态,工作时受不平衡径向力作用,与缸休I旬的间隙大小直接影响泵的 容积效率,是该泵的一个薄
12、弱处; 缸体上承受不平衡径向力,使泵的工作压力不能大于20MPaj 径向尺寸大,转速较低; 结构异常复杂,工作时通當需辅泵供液; 可变向变量。2. 轴向柱塞泵轴向柱塞泵因其的柱塞布置平行于传动轴而得名,常见的有斜盘式、斜轴式、通轴式几种* 是甲板机械中使用较多一种液压泵,现以斜盘式釉向柱塞泵为例进行讨论。1)斜盘式轴向柱塞泵的组咸与工作原理它由料盘、缸体、传动轴、配油盘甩塞副、泵壳等组成d设斜盘与缸体间有倾斜角幷按一定转向旋转时,在缸体半周中,柱塞从缸体中退出,使 柱塞底部的工作腔容积增大,压力下降,在压力差作用F,外界的液压油经吸人口与配油盘进 人工作脱,即为吸人过程;而在缸体另半周中,柱塞
13、在斜盘压迫下伸人缸体柱塞孔中,使工作腔 容积减小,袖液受挤压经配油盘与排出口排出。乃流量计算泵排量q q = n/4 '护迥1訥 nf/r泵理论流量 Q :Q = q * n =兀/4 - dZznDtgfl n/nun式中:d柱塞直径,叱2柱塞数;0柱塞分布同直径,E;P斜盘倾角:±18-20°fi泵的转速jr/min0从式中可看到,当皿一定时,改变斜盘倾角p的大小即可改变泵的排St大小,改变B的方 向即可故变泵的排油方向,所以它可以作变量变向泵,并按需要设有变量机构变量机构的种 类有:恒功率、手动、手动何眼、恒压力等不同类型的变量机构,泵控型駝机中常采用手动伺服
14、 变量机构,起货机中则手动同服与恒功率变蜃机构使用较多。泵的容积效率与配油盘与缸体、柱塞与缸体、滑履与斜盘、猜履与柱塞间的密封有关,也与 工忡压力有关,约为09209乱3)结构特点(CY型)柱塞副与斜盘之间采用静压支承*(压紧力比推开力大10% - 15%以改善柱塞滑靴与斜 盘之间的润滑条件与减少磨损与泄漏,采用回涯盘与定心弹簧礁保柱塞外神;采用定心弾簧将缸体紧压在配油盘表面上(两者间也采用静压支承,压紧力比推开力大 6% - 10%)t并具有间餵补偿功能,以减少泄漏;配油盘与缸体间的安装采用非对称型(也可是对称型)布宜进一步减少压力冲击,非对称 布酋时配油盘中心相对于斜盘中心顺缸体族转方向偏
15、转一个角度y;配油盘上采用开阻尼?U或眉毛槽)来消除困油与减小压力冲击,有的泵配油盘上的封油 区的圆心角与缸体柱塞孔圖心角之差为0-1©故称负重叠型,困油现象可彻底消除,容秩效率 彩响也不大;采用非对称结构时泵的转向不能随意改变,若要反转必须将配油盘翻转安装,并顺转向 转过2办变量机构(手动伺服型)采用差动活塞与伺服阀来控制泵的排量大小与排油方向。控制油 有二种:外供(辅泵)与自供。4)特点径向尺寸小,转速髙;效率高;丁一作压力高可变向变Sh工作可靠;输液脉动较大°乳柱塞泵的管理要点1)泵与原动机间应采用弹性联轴器尸轴线同心度误差不大于OJmrn;2)有亠定自吸能力,吸高小
16、于125500mm入口不允许装滤油器,为防气蚀提高容积 效率与工柞可靠性推荐用辅泵供油;3)泵不能空转,以防干降擦,同吋不希望单独长时间在零流量下运转,4)不允许关阀启动,系统中应设安全阀;5)对油的清満度要求高,系统过滤精度为10-15;6)泵壳回油管要高干泵的轴承,回油压力不能大于O.OSMPa.三,庄力控制阀利用压力柞信号进行控制的阀或是控制系统工作压力大小的阀称为压力控制阀常见有 溢流阀,减压阀,顺序阀筹。1隘流阀溢流阀有直动式、差动式与先导式三种类型。1)直动式溢流阀它由阀芯滑阀式人阀体、弹簧、调廿机构组成设弹簧予压紧力为几阀进口的压力为p (系统压力人作用在阀芯上的油压作用力为P,
17、当Pf F时,阀芯在弹簧力F的作用F关闭; 当P>F时,作用在阀芯底部的油作用力克服弹簧力F而开启,系统中的油经阀口释放至油 箱限定了系统的最大工作压力,阀的开启压力(1%额定流量)与阀的额定设定压力(100%额 定流量)间的差值称为阀的静态超调量(穗态压力变化量),直动式阀的超调量可达20%,即控 制精度较差故只适用于小流量低压力,但这种阀的灵敏度很高常用作安全阀。2)先导式溢流阀它由先导阀与主阀(平衡活塞)两部分组成'先导阀的功能是设定主阀的启闭压力,而主阀 只作油液释放,设主阀遊口压力为宀先导阀调定压力为Pc;当P5 时,先导陶关闭,使平衡活塞上、下两腔压力相等,在主阀弹簧
18、作用下,主阀口关 闭;当p>pc时.先导阀开启阀进口处的极少一部分油经主阀进口,平衡活塞上阻尼孔(丈 1mm),经先导阀阀口,主阀芯中心孔释放至抽箱,在阻尼孔前后压差的咋用下,克服主弹賛作 用力,将主阀口开启,极大部分的油经主阀口释放至油箱,使系统压力下降,当主阀进口压力小 于先导阀关闭压力时,先导阀关闭,阻尼孔前后的压差消除,主阀在弹簧力作用下关闭,关阀压 力小于开启压力,先导式溢流觸的静态翘调量约为5%10%,故控制精度高,适用于高压、大 流蜃,但该阀灵敏度稍差些口若通过先导阀上的外控口使控制油直接泄放,主阀会完全开启,此时阀作卸荷阀使用,卸 荷压力约OJ5O.35MPa;作卸荷阀用
19、时,也可将阀的遥控口玻一换向阀揑制,当遥控口通油箍时阀开启使系统与 油箱相通*起卸荷作用,将遥控口与另一溢流阀相接时,还能进行遥控诡压。将先导阀上的弹簧调高,井在外控口处按一只直动式溢流阀,可改装成一远控调压阀,通 过直动阀就可实现压力的远程调节°溢流阀系统中瞬时最大压力与阀调定压力间的腔值称溢流阀动态超凋壘,先导式一般小 于调定压力的2% -15%,过渡过程约在0 a0,3e|Ho3)符号识别:溢流阕的基本符号为一方框;实线为阀进出口;采用进口压力为控制信号,用 虚线表示;箭头表示阀芯与流动方向,阀为常闭型4)溢渝阀的应用作安全阀用时,平时常闭,当系统压力大于设定值时阀开启,限制具
20、的最大上作压力口 作定压阀用时,工作时常开"溢出系统中多余的油液维持其的压力为一恒值。濫流阀在 每-个液压系统中都有应用。引先导式溢流阀常见故障分析(1) 阀全开,系统不能建立质力主阀不能关闭;主阀芯卡死在开启位,阻尼孔堵或主弹簧拆断,失效使主阀芯不能复也;导阀不能关闭:调压弾簧漏装拆断,导阀密封失效阀FI冲烛等;外控口漏泄严重,外控管破裂$溢流阀装反。(2) 系统压力调不髙主阀关不严:阀芯处有污物,磨损严重安装不当;主阀阀盖处尴漏;导阀关不死i外控口泄漏(3) 系统压力过髙而调不低主阀在半闭位卡死,导阀与阀座粘性*调压弾簧弯曲而卡住。(4) 压力液动,不穗定主阀芯动作不灵活,主阀芯
21、阻尼孔时堵时通*主阀阻尼孔孔径太大或主阀台肩与阀体间隙太尢使阻尼作用过 小*主阀或导阀与阀座磨损不均匀,接触情况不稳定;导阀调压螺钉锁紧松动或弹簧弯曲,导致开启压力不縫定。(5) 振动与噪声主阀存在不平衡的液压径向力,导致性能不稳;导阀压偏,产生尖叫;系统中有空气;油泵压力波动与阀芯弹簧发生共振;回油管不畅;外控油骨通径过大(一般取6mm);阀通过的流量趙过允许值。2-减压阀1)工柞惊理减压瞒有定值籀出与定差输出两种,现M定值输出为例°它有先导觸、主阀二部分组成,先导阀设定压力,主阀口起减压作用,设主鶴芯上、下两端 压力分別为加(二次压力与P3(P3 = P2-).主阀进口压力为刃(
22、次压力),主阀弹簧力 为FF=C(±X)f主阀芯面积为丸则主阀力平衡方程为:P2 * A = pyA +± x即 P2 = P3 + 心却 ± X)/A式中:亡弾竇刚度;刊弹簧预压编量P工减压阀开度B上式中除减压阀开度为变量之外,其它均为常数,故只要保证C小一些+而阀匚开度X 的变化量尽可能小一些,则旳近似为常数,减压阀具有自调整作用,假设P2升高汕J也升高, 先导阀开度增加使泄放量增加,而使阻(阻尼器前后压差)增加,最后使P2降低至调定值, 反之也同理。2符号识别减压阀的符号具有下列特点:釆用阀后压力控制;阀为常开型,阀出口压力不等于零,所以 先导阀释放油需单独
23、回油箱。3)应用减压阀主要用作需一泵提供窑种压力的油路中*例泵控型舵机系统中的埔泵经减压阀后 可有二种不同压力油浙出,以満足不同的需要。4常见故障分析(1)无出口压力由主阀打不开引起,原因有:主阀在关阀位卡死阻尼孔堵塞或主阀弹簧失效”导致主阀关 闭。(2)不起减压作用由主阀全开引起,原因有:主阀在全开位卡死*泄油口不通或泄油阻力过大;先导阀打不 开。(3)出口压.力不稳定主阀运行不灵活:阀芯与阀体几何精度差,碰伤,弾簧太弱,弩曲受卡,阻尼孔时堵时通*油中空气太多;先导阀与阀接触不良:加工精度差,磨损严重。(4)出口压力升不高主阀上方油压太低*调节先导阀弾簧也无效,以致主阀开度太小造成,原因有:
24、盖板或丝堵 漏油*先导阀关不严或弹簧太弱©3顺序阀平衡阀)1)工作原理它由阀芯、阀体、调压机构、控制腔等组成,是一种以压力作为控制信号进行启闭的压力 阀。当控制压力小于阀的凋定值时阀关闭;当控制压力大于阀的调定值时阀开启,开启后阀口开度与控制压力成正比的关系。按控制油可分为自控型与外控型;按阀泄油方式可分为自泄式(阀岀口压力近似为零)与外泄式,共有四种型式,又由于该阀 只能单向导通,故常与单向阀组成单向顺序阀以供在双向油路中使用。顺序阀与溢流阀的区别:顺序阀出口通执行元件* 一旦动作阀全开,进岀口压差很小,泄油 口需外接直通油箱;溢流阀出口总是直通油箱或低压管,泄油全部内世,进出口压
25、力差很大;顺序阀也可作卸荷阀用,此时泄油可内世,与溢流阀相反*控制油加压被控油路卸荷。2)符号识别自控内泄式;自控外泄式汐卜控内泄式;外控外泄式。3顺序阀的应用顺序阀与单向阀组合使用,在液压起货机阀控型系统中作平衡阀用,作为单侧负载(起升, 变帳机构)液压油路中的控制阀,起平衡重物与节流限速作用,阀常位于下降工况的回油路中。在下降工况时,通过腔制阀口开度来建立背压平衡住重物,利用阀口开度与控制压力成正 比的关系来限止重物的下降速度,以防失速,由于限速与平衡重物均利用节流来实现,总要消 耗一部分液压能,故采用平衡阀来限速与平衡重物被称为能耗限速与能耗制动口四、方向控制阀方向控制阀的功能是通过控制
26、液流方向来达到控制执行元件的运动方霸,常见的方向阀 有单向阀与换向阀二大类d1普通型单向阀它由阀芯,弹簧与阀体等组成,对苴的要求是:正向导通时流动阻力要小(开启压力为 0.035-O.Q5MPa)t全流量时压力损失不超过0,l0.3MPa,反向封闭时密封性要好,它按阀芯 形式分有钢球式与锥阀式,按阀体的形状又有直通型与直角型之分,但更多的是与其它元件 (节流阀,平衡阀)组感单向式组合阀以満足不同需要,单向阀也可作为回油路中的背压阀(开 启压力约为0以使系统回油保持一定的压力,也可作冷却器、滤油器(细滤油器 的压降不大于0.35MPa)中的的旁通阀,对辅助元件起安全保护作用,这时阀的开启压力应満
27、 足系统的需要,弹簧要换硬一些。2 液控单向阀普通型单向阀因反向具有止回作用,所以不能使用在双向油路中,对那些需单向止回又希 望有条件的实现反向导通的询路,则需采用液控单向阀,液控单向阀与普通型单向阀相比,在 结构上多了一粪反向强制开启装置,开启装置能使鋼在控制油的控制下实现阀反向开启。控 单向阀在烷机液压築统中常用作锁舵阀,起防跑舵、防冲舵与防两液压泵间的干扰作用,鐵能 阀由一对复合型液控单向阀组成。3*换向阀换向阀按阀芯结构可分为滑阀型与转阀型,縉用以前者为主,现以三位四通换向阀为例进 行讨论。1)三位四通换向阀工作原理该阀由阀芯、阀体、回中弹簧、操纵装置组成,阀体开有四个油口,分别标为P
28、.T.A.B,其中 P与泵出口相连;T与油箱相连;A、B分别与执行元件进出口相连。当阀芯上无操纵力吋,阀 芯在两端弹簧作用下,位于中位'此时油口 P、T、A、B互不相通,各自封闭油泵不卸荷.抉行元 件由于进出口乩B封闭而固定不动。当阀芯左端作用一个推力时,阀芯右移,使P 口与A 口相通,B 口与T 口相通,此时,泵的 供油经P 口、A 口进人执行元件,使执行元件运动,执行元件的回油则经B 口、T 口回油箱口当阀芯左端作用一个拉力(或为阀芯右端作用一个推力)时,阀芯左移,便P 口与B 口相 通口与T 口相通,与上述相比改变了执行元件的进、回油口而使其运动方向改变。2)换向阀符号说明方框数
29、表示阀的工作位数,常用有二位,三位,多位(三位以上)阀。油口数表示阀的油液通路数,常用有二通,三通,四通,多通(四通以上)阀。三位四通阀符号,即有三个方框,四个油口组成,两端有弹費符号表示弹饕回中,并按实际 使用情况标上操纵符号即成为一个完雜换向阀职能符号。3换向阀的操纵方式 手动操纵(5):手动操纵又有手动弹簧回中与手动钢球定位二种,前者使用较普遍,后者 主要用在不经常操纵又需阀长时间固定在某一工况下工作的系统中,対于手动弹簧对中的三 位阀昧说,不操纵时弹簣对中阀有一个位置(称中位),手拉、推阀芯又各有一位置(左、右位), 手动操作阀结构简单,但操纵吃力,不能自控。 电磁铁操纵(D):电磁铁
30、按其使用电源有交流(220¥、36V)与直流(24VJ10V)之分,立流 电磁铁初始吸力大,电源来源方便,但易烧坏,换向频率低(和次/分),吸合动作快(约10ms), 换向冲击较大工作寿命较短(吸合妁数百万次”直流电磁铁则相反,换向频率可达120 «/ 分,吸合动作慢(约100ms)工作寿命长(吸合数达千万次以上),使用电压波动均不得超过额定 电压的85%-105%,三位阀需二个电磁铁,二位阀只需一个电谶毀,均采用弹簧冋中(复位), 电磁饿操纵的优点是操纵省力,可以遥控,易实现自控,但其操歙力较小,只能用作小流量低压 力的换向阀操纵。-液压操纵(Y):液压操纵将阀芯两端做虑
31、二个工作腔(三位阀),利用液压能来操纵阀芯 换位I,回中则用弹簧,二位阀只需一个工作腔即可,液压操纵的最大优点是输出力大,适用于大 流量、髙压力阀,但需一套操纵油路。液控换向阀采用自控内泄时只需接四根油管,外控外泄 时鬧在阀休上接六根油管。电液操纵(DY):电液操纵由电、液控制阀组成,前者为控制阀'后者为主阀,它充分利用 了上述电、液控制方法的优点,在甲板机械中使用较多。电液换向阀采用主阀自供控制油时, 对卸荷型机能阀要在回油路上设一个节流器。;4)电液换向阀工作原理:电磯换向阀具有*V(或“H”)型机能,在中位.P 口封闭,A>B.T互通,以便主阀在禅簧作 用下位于中位,右端电
32、磁铁有电,主阀位于右位,左端电磁阀有电,主阀位于左位,电磁换向阀 的控制油町以由主阀P 口提供(自控人也可以是外供油(外控),控制压力在IMPa左右,为减 小换向冲击,常在控制油路中设置单向节流阀以增帅回讷背压主阀(液动阀)的机能可按需选 择,电液换向阀有详细职能符号与简化职能符号两种符号表示方式。5)换向阀机能机能是表示标准型三位四通换向阀中位所具有的功能,可按不同需要来选擇,常用的有0 型、M型、Y型、P型、X型等十几种口常用的有以下几种:,0型阀在中位,P 口、A 口、B 口、T 口均封亂泵不卸荷,可以向其它油路供油,执行元件进 出口(A、B)封闭而固定不动,不能对其进行调整。M型阀在中
33、位,P 口与T 口相通,口封闭,泵卸荷,系统能耗少,效率高,并可利用M型 陶哼接可实现一泵向多油路供油而简牝了油路执行元件进出口封闭同0型阀相同,/型阀 是较为常用的一种换向阀。IY型阀在中位口封闭廉不卸荷,可一泵多用”、&T 口互通,使执行元件(控制对象) 处于浮动状态,可在外力作用下调节其位置,电液换向阀中的电磁阀常采用该型机能以便主 阀在对中弹簧炸用下回至中位。机能也可分为泵卸荷型、非卸荷型,执行元件浮动型与非浮动型°心换向阀常见故障分析;换向阀阀芯不能离开中位或不能回中主要原因有:电源故障;电磯铁线圏烧坏;阀芯与阀孔加工精度番,配合间隙过小;阀芯与 阀孔在拆检中碰伤变
34、形;有污染物进人间隙卡死;泄油管路不畅造成阀芯端部有静压作用匸液 压阀控制压力过低;控制油回油路堵死等,防止阀芯卡死的有效措施是在阀芯表面开坏形均压 槽(宽0.2Oduun,深O.fimim间距1 -5mm),使滑芯圆周上受力均衡,开一条槽后阀芯 的摩擦阻力可降低到不开槽的40%左右,开三条槽降低到约为5気左右,同时均压槽还有润滑 与贮存颗粒杂质的功能,所以,各类滑阀型阀芯上均开有均压槽口滑阀型阀芯在阀体内由于采 用静压支承从理论上说是无任何的径向力与轴向力存在”但由于加工偏差,安装不当碰毛,使 用中污染物进人等原因造成阀芯上存在不平衡力,也会造成阀芯的卡死。 换向阀挽向冲击大主要原因有:换向
35、速度过快;对于大流量的换向阀应采用液压操纵或电液操纵;电液换向 阀换向冲击大,一般是控制油跑中单向节流阀开度过大造成。 油液滾经换向阀时流动阻力过大主要原因有:经过阀的流母超过额定值,或是阀的开度不足,一般要求在额定流量下的压 力搦失不大于0,3-O.5MPaD选择换向阀时应注意以下参数:额定压力(最大工作压力);额定流童(公称通径);压力损失不大于O.3O.5MPai泄漏量 小于1%的额定流量。五、流控制阀流凰控制阀是靠改变阀的开度来改变通流面积,从而控制阀的输出流量大小,以达到控制 执行元件运动速度的目的,常见的有节流器节流阀,调速阀。1*节流器节流器是一种薄壁小孔型节流装置,其结构一般为
36、孔板型,没有专门阀体*而安装于管路 中或元件连接处,起分配濒量与阻尼作用。2*节流阀节流阀有可调式与不可调式胸种,前者使用较多,其原理为改变阀口的有效通流面积,从 而改变流阻,以达到流量调节作用,对其的要求主要有:流量调节范围宽,调速比(最大流量与 最小稳定流量之比)5。以上;调定后流倉受负载和油温影响要小*小流量时不易堵塞;阀口通 流面积与开度成正比。流经节流口的流量Q可用方程式表示:Q = CAAp式屮C为流量系数,与节流口形状和油的粘度有关M为节流口通流面积;A®为节流口 前后压差,捋数城(薄壁小孔m = O.5t细长孔m = l从中可以看出,流经节流阀的流量不但 与通流面积成
37、正比,还与油液的粘度(温度人节流口前后压差(负载)有关,所以它的控制性能 较差。节流阀最常见故障是在小流量时阀易堵塞,预防措施有:使用不易极化的油液¥防止油温过高;提高油液的清洁度;定期换新油;阀芯与阀口材料选用合适;节流口以薄壁型的抗堵性最好O节渝阀进出口具有方向性,在双向油路中常与单向阀联合组成单向节流阀使用。3”普通型调速阀它由定差输出减压阀与节流阀串联而成,简祢漓速阀,位于节流阀前的定差减压阀确保节 流阀进、出口压差为恒值,从而做到流经节流阀流量与负載大小无关,定差减压阀以节流阀进 出口庄力为信号进行自调整(压力降),起压力补偿作用a普通型调速阀正常工作时,阀逬出口压差一般最
38、少应保持C(4-0,5MPa,其中节流阀压姜 约(Ll0+3MP«ia调速阀的符号有二种表示方式(原理型与简化型)。4.旁通型调速阀宅由定差溢流阀与节流阀并联而放,故也称溢流节流阀,定差溢流阀以节流阀进出口压力 为信号,进行自调整(开度)尸以保证节流阀进出口压差为恒值从而做到流经节流阀的流量与 负载大小无关,其调节性能比普通型差(溢流阀弹簧顼),溢流阀阀口压降大,低速工作时溢油 量也大。溢流阀压差较大,约5MPa,而且師溢流阀芯改变开度后的变化也大些,故流 量稳定性不如普通型,但它能使泵的排阪随负載而变,故功耗较小,油液发热程度轻,适用于对 流量稳宦性要求低的系统。它的符号也有二种表
39、示方式。六、液压马达液压马达的作用是将液压能转换成机械能,与液压泵的作用相反,就工作原理而言,所有 液压泵均可作液压马达使用,但从具体结构上来分析还有一宦的差异,例泵只作单向运行,故 结构主可以不对称,而对马达来说一般需要作双向冋转,所以结构上一定要保证对称;容积式 栗为减小几何尺寸毎转排星较小,为获得大流量,一胶均为离速若变作马达使用即为高速小 扭矩液压马达,而船用起货机(锚机)液压绞车上使用的鍍压马达则希望是低速大扭矩,若使用 高速小扭矩液压马达则需设置减速装置,爵用低速大扭矩液压马达常见的有活塞连杆式,静力 平衡式,内曲线式、叶片式等几种,大多为双向定量型或有级变量型。活窒连杆式液压马达
40、D工作原理懈®压马达由活塞、连杆、偏心轮(输出轴)、配油轴、壳体等组成,配油轴与输岀轴间有十 宇形联釉器,确保配油轴与输出轴同步回转,连杆采用球鮫与活塞相连,大端则有导环与档圈 压紧在偏心轮表面上,进、回抽经配油轴分配后经流道与工作腔相通。马达工作时,进油经配 油轴进人马达进液压缸(其余缸回油),压力油作用在活塞顶部,产生的作用力通过连杆、偏心 轮表禅作用在偏心轮中心,由干偏心轮中心与输出轴屮心之间存有偏心距,袖压作用力就会对 输出轴形成转矩使其回转,由于配油轴由输出轴带动作同步旋转,所以只要不断向液压马达供 油,马达各缸即会交替进回油,使液压吗达连续运转,液压马达的转向取决于供袖方
41、向,马达的 转速取决于供油8L2)験压马达的工作参数讓压马达的排董液压马达的转速 液压马达的綸出扭矩g - jt/2 if2 空 n?/r rith = Q/q r/min= pq/2rc N m液压马达的实际输出功率式中:d活塞直径阿;出遍心距,m;工活塞数;Q油 #, m3/min;一马达进出口压力差,円。酒压马达的转速取决于洪油量与马达工作腔容积,实际转速还与容积效率有关;(齐乂 Q/P仇 hQ-Q泄)液压马达的转矩取决于工作压力负载)与马达工作腔容积;实际转距还取决于马达的机 械效率为此,大转矩液压马达的几何尺寸都比较大(队=网/附血關止为理论转矩)低速液压马达的转速低于500r/mi
42、nD3)特点结构简单;工艺性较差;个别零件受力条件不好,工作时易咬死与磨损;转矩与转速眛动率 (虽大和最小转矩或转速与其平购值之比)大,约7.5% ;最低稳定转速约于-lOMmim低速时易 产生爬行;机械效率低彳启动转矩小(80% 85%额定转矩);配油轴处易泄漏;马达径向力不平 衡"故匸作压力较低。便用时壳内的油压保持在0,03«0.5MPa以下,不能大于IMP即泄油要单独回袖箱,并要 保持壳内充滝油,初次使用要灌満油。2静力平衡式液压马达该马达由空心柱塞、压力环、五星轮、输出轴(偏心轮、配油轴,输出轴共为-体)、缸体等组 成,该型马达可以做成取排,双排时为平衡径向力,偏
43、心轮偏心方向相差180井在控制阀作用 下可以进行有级调速°马达中的空心柱塞、压力环号五星轮在结构上保证其静力平衡臺本上不传递油压作用 力,只起密封作用马达的转动是依靠由空心柱塞,压力环,五星轮密封形成的高压油柱来驱动 的,进液压缸中的髙压油柱一端作用在偏心轮表面上(抽柱另一端作用在缸盖上并通过偏心 轮中心各缸形成一个合力,推动備心轮绕着输岀轴中心转动'输出轴回转时,五星轮作平动,拄 塞作往复运动,产生容税变化,使其进回油,进回油经空唱柱塞、偏心轮、配油轴,从柱塞底部 进、出工作腔,T作腔中的弹簧保证拄塞、压力环与五星轮间有一个压紧力,以确保它们间的密 封。静力平衡式液压马达因
44、实现了油压的静力平衡,使摩擦力大为减少;工作可靠,寿命长;转 矩和转逵的脉动率小低速穂定性好(5r/min以下”但它的外形尺寸和质量都比较 大*柱塞受较大的侧向力缸壁易磨损柱塞易卡死;容积效率较低。该型马达可做成双列式, 以改善轴承受力与实现变速,也可做成轴转式与壳转式。父内曲线式液压码达该塑马达为多柱塞、多作用(常见有用柱塞逼作用;10柱塞左作用)液压马达,故它的输 出转矩大;低速稳定性好(0,5r/nin W下);只要选用合适的导轨曲线就能获得十分均匀的转速 与转矩;只要作用次数与柱塞数的暈大公约数事2时,马达上的径向力完全平衡;工作可靠机 械效率、容积效率都比较奇.但制造工艺复杂,对材料
45、要求髙,结构也较复杂内曲线式液压马 迖种类比较多,但工作原理基本柑似口内曲线式液压马达由柱塞副、壳体内圆上分布有导轨曲面h缸体(开有径向柱塞孔)、配 油轴等组成,该型马达有轴转式与壳转式两种,轴转时缸体转动,壳体、配恤轴固是;売转时売 体、配油轴转动,缸体则固定不动,当供油方向徒,轴转与壳转的转动方向相反,起货机中氐 使用壳转式为主压力油进入柱塞底部时,油压作用力经柱塞、横梁、滚轮作用在导轨內曲面上, 分解成导轨法向分力与切向分力,其中切向分力则迫便壳体(或缸怵)回转挥输出转矩与转速*转速大小取决于进油量,转向取决于进油方向,为防柱塞副在回油区脱离导轨,回油压力般 要求保持在0.5 IMP氐配
46、油轴与缸体闾的间隙是影响马达容积效率的关键。这种号达可以进行有级(一般为二级)调速,常用调速方法有:改变有效作用次数:改变有 效柱塞数;改蛮柱塞排数(对具有多排柱塞的马达而言X马达有级週速原理是,当供油量一定 时*减小马达的每转排量,使转速握高,但此时输出转矩会相应降低©船用低速液压马达性能见表3-1 o 表3J 船用低速液压马达性能比较名单作用臧压马达多件用渡压马达活塞连杆式静力乎綺式内曲线式叶片式主荽亂件受力轉点连杆与活塞,傭心轮间比压丈柱解、压力环、丑 星疑基本曼力平術导執压力大轴承径向负荷不平衡(单列)基本平裁(双列)完全平術完全平衞总敕率(歸) 容积效率 机械效率起动效率9
47、096.8昭S5909595909095959876.590出80閱压为MP&20,5172913.324283018.5转連r/min最低5- ID26 510-1S200Z7575250堪悅排的直(N/niL)L01.61,350.8双出轴一 IS不船有不抒可fcl壳转式有*没有变最方式变備心距(无鞍)变有效列数变有菽列敷、柱瘗、作用次敎变作用叢4.液庄马达管理要点1)保证马达与菽驱动机械间的同心度;2)不能超负荷使用;3)保证马达回油具有一定背压(Q.5lMPtt);4)马达壳体上的泄漏油管应单独回油箱,防壳体内压力(小于0 ,lMPa)过高;5)液压油粘度适中、清洁,工作温度最
48、奇不超过65弋,短时高温也不要超过85弋; G低温工况下起动,应先作轻载运行,防配合面咬初。七助元件辅助装置是液压系毓中不可缺少的部分*它包括油希"油骨及骨接头、蓄能無、滤油器、密 封装置等。这些装置或元件,就其在液压系统中所起作用而言,它们只起辅助柞用*但从保证 液压系统有效地传递力和运动,以及提高液压系统的工作性能来看,它们只是很重要的*因此, 不但在设计液压系统时,应予以足够的重视,在使用管理中也要维持辅助元件的完好性。1.滤油需1)功用与类型滤油器的功用在于滤除混在油液中的颗粒污染物,馨低系统中油液的污染度,保证系统正 常地工作。滤油器按其滤芯材熾的过滤机制来分有以下几种
49、169; 表面型滤油器:整个过滤作用是由一个几何面来实现、滤下的污染杂质被截留在滤芯 元件靠油液上游的一面。滤芯材料具有均匀的标定小孔,可以滤除比小孔尺寸大的杂膚。由 于污染杂质积聚在滤芯的表面上,因此它很容易披堵塞住。编网武滤芯(过滤精度80.100. 180;皿),线隙式滤芯(过滤精度30.50.80)属于这种类型。 深度型滤油器:这种滤芯材料为多孔可透性材料,内部具有曲折迂回的通道。大于表 面孔径的杂质直接被戳在外表面,较小的污染杂质进人滤材内部,撞到通道壁上,由于吸附作 用而得到滤除。滤材内部曲折的通道也有利于污染杂质的沉积口纸质滤芯(过滤精度5 20冲】人毛毡、烧结式滤芯(过滤精度5
50、"0凹!)、陶瓷和各种纤维制品滤芯(过滤精度可达1怦) 等属于这种类型的滤油器。 吸附型谑油器:这种滤芯材料把油液中的铁磁性杂质吸附在其表面上。磁性滤油器 磴塞)即属于此类。2)滤油器的主要性能参数与选用 过滤精度。表示滤油器对各种不同尺寸的污染颗粒的滤除能力,用绝对过滤精度、过 滤比和过滤效率等参数来表示。绝对过滤精度是指逋过滤芯的最大坚硬球狀颗粒的尺寸 “1人它反映了过滤材料中最犬的通孔尺寸,以凹1表示。它可以用试验的方袪进行测定。过 滤比(卩値是希滤油器上游油液单位容积中大于给定尺寸的颗粒数与下游油液单位容积中大 于同一尺寸的颗粒数之比,即对于某一尺寸濒的颗粒来说,其过滤比直的
51、表达式为:A =叱叫式中,他,为上游油液中大于某一尺寸需的颗粒尺寸浓度;冲:为下游油液中大于同一尺寸 鼻的颗粒尺寸浓度。从上式可看出愈大,过濾精度愈高。当过滤比的数值达到75时,即被 认为是滤油器的绝对过滤精度u过滤比能确切地反映滤油器对不同尺寸颗粒污染物的过滤能 力,它已被国际标准化组织采纳作为评定濾油器过滤稽度的性能指标。过滤奴率瓦可以通 过下式由过滤比p值直搖换算出来:Ep =(傀-Na)/Nu = t - 1/j3 压降特性。液压回路中的滤油番对油液流动来说是一种阻力,因而抽液通过滤芯要出 现压力降。一般说来,在滤芯尺寸和流量一定的情况下滤芯的过滤精度愈髙,压力降愈大;在 流童一定的情
52、况下,滤芯的有效过滤面租愈大,压力降備小;油液的粘度愈大,流经滤芯的压力 降也愈大。滤芯所允许的最大压力降,应以不致使滤芯元件发生结构性被坏为原则n在高压 系统中,滤芯在稳定状态下工作时承受到的仅仅是流经滤芯产生的压力降,压力降大部分是通 过试验或经验公式来确定的© 纳垢盘。摘滤油器在压力降达到其规定值之前可以滤除并容纳的污染物数就,这项性 能指标可以用多次通过性试验来确定。滤油器的纳垢容量愈大,檯用寿命越长所以它是反映 滤油器寿命的重要指标。一般说来滾滤芯尺寸愈大,即过滤面积愈大,纳垢容量就愈大。增大 过滤面积,可以使纳垢容宣成比例地增加。滤浊器的种类比较多*选用时除考虑苴过瀝精度
53、之外,还要考虑到谑袖器耐压能力,纳垢 能力°常用过滤无件的特点:纸质滤油器其滤芯由厚度为0J5-0.70mm的平纹或皱纹木桨微孔滤纸做成,当油液经过滤芯内部 迂回曲折的通道时流休的流动方向与速度都发生变化將污染物截留隹。它的过滤精度高, 结构紧凑,重量轻,按工作压力要求可撒成低压型(无支壇圈),中压型(有金属网内衬炳压型 (具有内外金腫支承多种结构,以便用在压力油路中为多,但其不能清挽重复便用阻力较大, 抗冲击能力差,一股需设压差保护装匱。线隙式滤汨器在内骨架上缠绕圆、扁金属丝,利用金属丝间的间隙载留污染物,用于吸口的精度在和- 100旧压力损失小于O.OSMPa;压力油路上使用的精
54、度在犯“叶呱压力损失小于0.06MPa, 特点为结构简単,通油能力大,过滤精度高于网式但不易清挽。缝隙式滤汕器它由圆片、垫片、过滤片和刮片组成级其结构复杂,工艺耍求高。但其过滤性能好*还可利 用刮片把縫隙中的污染物刮掉,从血提高尅滤效果口烧结式滤油器过滤精度高'强度好,耐冲击,耐髙温,抗腐蚀,适用于高压系统的进出口管路中,但它易堵 塞,难清洗,需经常更换滤芯,材料常用青铜粉,低碳铜粉,裸酪粉.劇造简单,再生性好。磁性滤油器磯挫滤油器有较好的过滤性能,结构简単,淸洗维护方便,适用于高压,并可收集系统中的 污染物,有一定污染与磨损监测作用*纤维型滤油器便用人造纤维,聚酯纤维,金属纤维做成的熬芯过滤精度可达1 “20问.一般用于要求过 滤精度高、流量大的塌合阻力小,结构紧,纳垢宣大允许压差大与易清貳垢特点°3)滤油器在掖压系统中的位程与作用 安装在泵吸人管路上*这种安鉴方式一般德用过滤精度较低的网式或线隙式滤油器* 號去较大的污染物保护液压泵。为保证泵吸入条件,不致产生空穴现蒙,耍求其压力障不超 过O.tKMP矢流凰应为泵流戢的2倍以上口 安疲在压力管路上°这种安装方式能锵保护系统中除泵和溢流阀以外的元件。由于据油器承受髙压和冲击,要求有足够的强度。为了防止滤油辖堵塞引起泵过载或滤芯破损,在 滤油器上一般设置堵塞指示器或并联一个单向阀。单
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