液压与气动技术 课件 03汽车起重机液压系统；04组合机床动力滑台液压系统

液压与气动技术21世纪技能创新型人才培养系列教材·机械设计制造系列项目三汽车起重机液压系统液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压缸123目录例题讲解4液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压缸123目录例题讲解4液压系统工作原理

汽车起重机系统包含支腿收放、底座回转、起升机构、吊臂伸缩以及变幅等5个部分组成。液压系统工作原理液压系统工作原理1、支腿收放

进油路：液压泵→三位四通换向阀A（左位）→液控单向阀→支腿液压缸无杆腔。

回油路：支腿液压缸有杆腔→液控单向阀→三位四通换向阀A（左位）→阀B（中位）→阀C（中位）→阀D（中位）→阀E（中位）→阀F（中位）→油箱液压系统工作原理2、底座回转

进油路：液压泵→阀A→阀B→阀C→液压马达。

回油路：液压马达→阀C→阀D→阀E→阀F→油箱。液压系统工作原理3、起升机构

起升机构也是通过三位四通手动换向阀C驱动大扭矩液压马达完成动作，与底座回转控制回路相比，起升机构控制回路中设置了单向顺序阀和单向节流阀，单向顺序阀用以防止重物自由下落，即当负载吊在半空时，单向顺序阀起到平衡阀的功能，同时也需要另外设有制动器，防止产生“溜车”现象；单向节流阀的作用是使制动器制动快，重物迅速停止下降，反向则是避免当负载再次起升时，液压马达产生反转产生滑降现象。液压系统工作原理4、吊臂伸缩

进油路：液压缸→阀A→阀B→阀C→阀D→阀5中的单向阀→伸缩缸无杆腔。

回油路：伸缩缸有杆腔→阀D→阀E→阀F→油箱。

液压系统工作原理5、吊臂变幅

吊臂变幅是通过液压缸改变起重臂的起落角度，控制回路与吊臂伸缩基本相同；吊臂变幅控制要求平稳可靠，则设置平衡阀6，其主要动作则是由三位四通换向阀E控制。液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压缸123目录例题讲解4按其结构类裂来分可分为：齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。按其额定转速分为：高速和低速。按其排量是否可变，可分为：定量马达和变量马达液压马达1、液压马达的分类通过密封工作容腔体积变化来实现能量转化的。当体积由小变大时输入液压油，体积由大变小时排出液压油。在输入压力油作用下，直接或间接对转动部件施加压力并产生扭矩，以克服负载实现转动。2、液压马达的工作原理液压马达单向定量液压马达单向变量液压马达双向定量液压马达双向变量液压马达3、液压马达图形符号液压马达1）、容积效率和转速由于理论流量等于排量乘以转速，则马达转速为：容积效率

v

：理论流量与实际流量之比值。4、性能参数液压马达2）、机械效率和转矩机械效率

m：液压泵的实际输入转矩T与理论转矩Tt之比。4、性能参数液压马达3）、液压马达的总效率4、性能参数液压马达液压马达可正反转，所以在内部结构上应具有对称性，而液压泵一般只能单方向。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；而液压马达没有此要求。液压泵在结构上需保证具有自吸能力；而液压马达就不需要。5、液压马达与液压泵的区别液压马达单杆液压缸

单杆活塞式液压缸即活塞只有一端带活塞杆，它也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都约是活塞有效行程的两倍。其工作原理主要通过压力油驱动运动部件的移动，以此带动工作台实现往复运动。1、工作原理与图形符号单向阀的作用是只允许液流朝一个方向流动，不能反向流动。普通单向阀2、普通单向阀的应用保护液压泵单向控制阀普通单向阀2、普通单向阀的应用作背压阀普通单向阀单向节流阀单向顺序阀其他辅助元件1、油管

液压系统中，常用的油管有钢管、铜管、尼龙管、橡胶管和塑料管等。油管主要按压力和工作环境来选择，管径一般按使用液压元件的接口选取，然后进行流量和压力校核。其他辅助元件2、管接头

管接头是连接液压元件与油管之间的可拆式元件。要求连接可靠，拆装方便，密封性好。常用的管接头有卡套式、扩口式和焊接式，还有软管接头和快速接头等。一般软管与接头集成供应，选用也是根据使用压力和流量大小来确定的。液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压缸123目录例题讲解4按其结构形式，可以分为：活塞缸柱塞缸摆动缸按其作用方式，可以分为：单作用缸双作用缸液压缸的分类（一）活塞缸1、双杆式活塞缸液压缸的分类

2、单杆式活塞缸当无杆腔进油、有杆腔回油时液压缸的分类2、单杆式活塞缸当有杆腔进油、无杆腔回油时液压缸的分类2、单杆式活塞缸单杆活塞缸差动连接时液压缸的分类（二）柱塞缸液压缸的分类

（三）摆动缸液压缸的分类（一）液压缸的典型结构液压缸的典型结构和组成（二）液压缸的组成1、缸筒与缸盖液压缸的典型结构和组成2、活塞和活塞杆液压缸的典型结构和组成3、密封装置常用的密封方法有：

间隙密封活塞环密封密封圈密封(a)O形密封圈(b)Y形密封圈(c)V形密封圈液压缸的典型结构和组成4、缓冲装置液压缸的典型结构和组成5、排气装置液压缸的典型结构和组成液压缸的设计1、注意问题（1）在保证设计要求的前提下，尽量使结构简单紧凑、尺寸小、采用标准形式和标准件，使设计、制造容易，装配、调整、维护方便。(2)尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良好的纵向稳定性。(3)在确定与设备的固定形式时，必须考虑缸体受热后的伸长问题，为此，缸体只应在一端固定，而让另一端能自由伸缩。液压缸的设计2、设计步骤（1）选择缸的类型和各部分的结构形式；（2）确定基本参数，主要有工作压力、缸筒内径及活塞杆直径；（3）结构计算和验算，包括缸筒壁厚、外径和端盖厚度的强度计算，活塞杆强度和稳定性，验算以及各部分连接结构的强度计算；（4）导向、密封、缓冲、排气及防尘装置的设计；（5）整理设计计算说明书，绘制装配图和零件图。液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—液压缸123目录例题讲解4例1：一液压马达的排量为90cm3/r，工作压力为20MPa，转速为2000r/min，如果实际输入马达的流量为189.5L/min，实际输出转矩为263.3Nm。求马达的容积效率、机械效率和总效率是多少？马达的输出功率是多少？例题分析解：例2：一低速大转矩液压马达的排量为6504.1cm3/r，转速范围0.5~110r/min，工作压力为20MPa，机械效率为0.9，容积效率为0.95.求马达的输出转矩是多少？输入马达的最小和最大流量是多少？例题分析解：例3：液压泵驱动两个液压缸串联工作。已知两缸结构尺寸相同，缸筒内径D＝90mm,活塞杆直径d＝60mm，负载力F1＝F2＝10000N，液压泵输出流量Q＝25L/min，不计损失，求泵的输出压力及两液压缸的运动速度。例题分析例题分析解：设泵的工作压力为p，密封区域压力为p’，列出两个活塞的受力平衡方程：解出：感谢您的聆听THANKSFORLISTENING液压与气动技术21世纪技能创新型人才培养系列教材·机械设计制造系列项目四组合机床动力滑台液压系统液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—方向控制阀123目录例题讲解4液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—方向控制阀123目录例题讲解4液压系统工作原理

组合机床是通用部件和部分专用部件组成的高效、专用、自动化程度较高的机床，它能完成钻、扩、铰、镗、铣、攻丝等加工工序。动力滑台是组合机床的通用部件，它上面常安装有各种旋转工具，通过液压或机械装置使滑台按一定的动作循环完成进给运动。液压系统工作原理1-过滤器2-变量泵3、6、7、12、17-单向阀4-三位五通液动换向阀5-三位五通电磁换向阀8、9-节流阀10-液压缸11-行程阀13-压力继电器14-二位二通电磁换向阀15、16-调速阀18-先导式顺序阀19-背压阀液压系统工作原理1、快进

启动按钮，电磁铁1YA通电，电液换向阀的先导阀5及换向阀4均处于左方位置，行程阀11未被压下，调速阀15被短路，处于图示位置，液压缸10两腔油路为差动连接。因为这时滑台的负载较小，系统压力较低，所以限压式变量泵14输出最大流量，动力滑台快速前进。2、第一次工进

快进到一定位置，滑台上的行程挡块压下行程阀11，使得原来通过行程阀11进入液压缸左腔的油路切断，此时，3YA处于断电状态，经换向阀4（左位）的油液进入调速阀16、电磁阀14，最终进入液压缸的左腔，液压缸右腔的油液再经换向阀4（左位）、顺序阀18和背压阀19回油箱，液压缸完成第一工进速度向左运动。液压系统工作原理3、第二次工进

当滑台以第一次工进速度运动到一定位置时，挡块压下行程开关，使得3YA通电，经阀14的通路被切断，从调速阀16出来的油液再经调速阀15进入液压缸的左腔，由于阀15的开口比阀16的小，滑台的进给速度降低，即完成第二次工进速度进给，同时，速度大小由调速阀15调节。4、死档铁停留

当滑台以第二工进速度行进碰到死挡块后，滑台停止运动。由于滑台停止运动，泵的压力升高，流量减小，直至输出流量仅能满足补偿系统的泄漏量为止。此时液压缸左腔道德压力随之升高，压力继电器动作并发出信号给时间继电器，使滑台在死挡块停留一段时间后开始下一工况，死挡块停留的时间长短由时间继电器设定。液压系统工作原理5、快速退回

当滑台在死挡块停留一段时间后，时间继电器发生使滑台退回的信号，即1YA断电，2YA通电，阀4、阀5处于右位状态。由于快速退回为空载状态，系统压力较低，泵输出的流量较大，滑台向右快速退回。6、原位停止

当滑台快退至原位时，挡块压下原位行程开关，使得所有电磁铁均断电，阀4、阀5处于中位，滑台停止运动。泵则通过阀4中位卸荷。液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—方向控制阀123目录例题讲解41、工作原理限压式变量叶片泵2、限压式变量叶片泵的流量-压力特性限压式变量叶片泵的静态特性主要是指其流量和压力之间的关系，称流量-压力特性。限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵的压力-流量特性曲线3、限压式变量叶片泵的优缺点和应用结构复杂、尺寸大，相对运动的机件多，轴上受单向径向液压力大，故泄漏大，容积效率和机械效率较低。由于流量有脉动和困油现象的存在，因而压力脉动和噪声大，工作压力的提高受到限制。流量可随负载的大小自动调节，故功率损失小，可节省能源减少发热。由于它在低压时流量大，高压时流量小，特别适合驱动快速推力小，慢速推力大的工作机构。限压式变量叶片泵

行程阀又称机动换向阀，主要用来控制机械运动部件的行程，借助于安装在工作台上的档铁或凸轮迫使阀芯运动，从而控制液流方向。行程阀利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。三位四通液动换向阀三位五通电磁换向阀三位五通电磁换向阀压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件。压力继电器1、工作原理调速阀由定差减压阀(进出口压力差为定值)与节流阀串联组成。调速阀2、流量特性分析压差很小时，节流阀与调速阀的流量特性相通。压差达到一定值时，调速阀的速度稳定性优于节流阀。调速阀液压系统工作原理认识主要元器件知识拓展—方向控制阀123目录例题讲解4对换向阀的主要性能要求：(1)油液流经换向阀时的压力损失小；(2)各关闭阀口的泄漏量小；(3)换向可靠，换向时平稳迅速。换向阀的性能要求及分类换向阀按结构分有转阀式和滑阀式；按阀芯工作位置数分有二位、三位和多位等；按进出口通道数分有二通、三通、四通和五通等；按操纵和控制方式分有手动、机动、电动、液动和电液动等；按安装方式分有管式、板式和法兰式等。换向阀的性能要求及分类换向阀的工作原理三位五通换向阀换向阀的