液压基础知识培训

1、液压基础知识培训,主讲：张海强 2020/7/27,潘存云教授研制,液压千斤顶的组成 1-杠杆，2-小活塞，3、6-液压缸，4、5-钢球(单向阀),7-大活塞，8-重物，9-放油阀，10-油箱,液压千斤顶的工作原理 关闭放油阀，手柄抬起，小活塞储油腔容积增大，阀4打开，产生吸油；,手柄压下，小活塞储油腔容积减小，阀4关闭，阀5打开，将油排入大油缸；,打开放油阀，油液在重力的作用下直接排入油箱。,反复进行以上操作，就可将油液源源不断从油箱中吸入到大油缸；,潘存云教授研制,液压传动系统的组成及图形符号 下图所示为一简化的机床工作台液压传动系统：油箱、过滤器、液压泵、溢流阀、节流阀、换向阀、液压缸、

2、工作台。,工作原理 液压泵由电动机带动旋转，在入口处产生负压，在大气压的作用下油液经过滤器2过滤后流往液压泵3；,右腔的油经通过换向阀经排油管流回油箱。,如果将手柄扳到左边，则工作台动作方向相反。,经泵输往系统的油液有一定压力，经节流阀5和换向阀6进入液压缸7的左腔，推动活塞连同工作台8向右运动。,潘存云教授研制,工作台移动时必须克服切削力和摩擦阻力。为了克服不同大小阻力的需要，泵的输出压力应当能够调整。,工作台低速移动时，流入油缸的油液较少，多余的油经溢流阀流回油箱。,潘存云教授研制,执行元件液压缸或液压马达，将液压能转换为机械能， 输出力（力矩）或速度（转速）。,液压传动系统的组成 动力元

3、件液压泵，将机械能转换为流体压力能。,控制调节元件各种阀，如溢流阀、节流阀、方向阀等。用来控制液压系统中油液的压力、流量、流动方向等。,辅助元件油箱、油管、过滤器、指示器、控制仪表等。作用是提供必要的条件使得系统正常工作和便于监测系统。,工作介质液压油、水等。通过工作介质实现运动和动力的传递。,上述组成液压系统的各个元件采用半结构形式的图形绘制，这种图形的特点是：直观性强，容易理解，但不便于绘制。工程上大量采用GB786.1-93规定的特定图形符号来表示各种液压元件。此时，所得液压系统原理图如下。,动力元件：液压泵,（一）.液压泵的工作原理：液压系统常用的液压泵有齿轮泵，叶片泵和柱塞泵三大类，

4、其工作原理都是依靠液压泵密封工作容积大小交替变化来实现吸油和压油的，所以称为容积式泵。 （二）.液压泵的主要性能参数 1.液压泵的压力：工作压力，额定压力 2.液压泵的排量与流量： 3.液压泵的功率与效率：,液压泵的常用计算公式,齿轮泵,一、外啮合齿轮泵的工作原理：,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。,内啮合齿轮泵,压油窗口,吸油窗口,二、内啮合齿轮泵的工作原理：,泵由 转子2 定子3 叶片4 配流盘 等组成,单作用叶片泵工作原理 1压油口;2 转子;3 定子;4 叶片;5 吸油口,一、单作用叶片泵：,叶片泵,12,图中，当转子顺时针方向旋转时，密

5、封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区，在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区；吸油区和压油区之间有一段封油区将吸、压油区隔开。,二、双作用叶片泵：,柱塞泵,一、轴向柱塞泵:,二、径向柱塞泵:,转子的中心与定子的中心之间有一个偏心量e。在固定不动的配流轴上，相对于柱塞孔的部位有相互隔开的上下两个配流窗口，该配流窗口又分别通过所在部位的二个轴向孔与泵的吸、排油口连通。,当转子按图示箭头方向旋转时，上半周的柱塞皆往外滑动，通过轴向孔吸油；下半周的柱塞皆往里滑动，通过配流盘向外排油。,执行元件：液压马达与液压缸,一.液压马达 液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是液压

6、系统的执行元件。 液压马达与液压泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。,液压马达的分类：,ns500r/min 为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达。ns 500r/min 为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达）。,齿轮马达,叶片马达,柱塞马达,2.按结构分为,1.按转速分为,齿轮马达,叶片马达,轴向柱塞马达,径向柱塞马达,液压马达与液压泵的职能符号：,a单向定量泵 b单向变量泵 c 单向定量马达 d单向变量马达 e双向定量泵 f双向变量泵 g双向定

7、量马达 h双向变量马达,二. 液压缸,液压缸是液压系统中的执行元件，它的职能是将液压能转换成机械能。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。液压缸的活塞能完成往复直线运动，输出有限的直线位移。,(一）.液压缸的典型结构,结构举例,缸体组件 包括缸筒、缸盖、缸底等零件 活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件 密封装置 活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封 缓冲装置 排气装置,(二）.液压缸的分类,按结构形式分： 活塞缸：又分单杆活塞缸、双杆活塞缸 柱塞缸：又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵 摆动缸：又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸 按作用方式分： 单作用液压缸 ：一个方向的运动依靠液压作用力 实现，另

8、一个方向依靠弹簧力、 重力等实现； 双作用液压缸 ：两个方向的运动都依靠液压作用 力来实现； 复合式缸： 活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸 与柱塞缸的组合、活塞缸与机械 结构的组合等。,（三）.双作用单活塞杆缸,两种工作状态比较：,（四）.差动连接缸,单活塞杆缸两腔同时通压力油，称为差动连接。差动连接的缸只能一个方向运动。图示为向右运动。,参数计算,（五）.组合油缸,控制调节元件：液压控制阀,液压控制阀按功能分类： 方向控制阀控制油液流动方向 (单向阀、换向阀) 压力控制阀控制油液压力 (溢流阀、顺序阀、减压阀) 流量控制阀控制油液流量 (节流阀、调速阀),方向控制阀,一、单向阀: 普通单向阀:只

9、允许油液正向流动, 不允许反向流动的阀。, 液控单向阀：,液控单向阀通入控制压力油后, 即允许油液双向流动的 单向阀, 外泄式液控单向阀:,职能符号:,1-控制活塞；2-顶杆；3-阀芯。,简式外泄式液控单向阀, 内泄式液控单向阀:,职能符号:, 单向阀的应用:, 用作背压阀:, 对液压缸进行锁紧:,二、换向阀:, 滑阀式换向阀的工作原理: 滑阀式换向阀通过变换阀芯在阀体内的相对工作位置, 使阀体内各油口连通或断开, 从而控制执行元件的运动、停止和换向。 换向阀的职能符号: “位”数:用方格表示, 几格即几位; “通”数:在一个方格内, 箭头或堵塞符号“”与方格的交点数为油口通路数,即“通”数；

10、“”、“”表示两油口相通, 但不表示流向; “”表示油口不通。 “P”进油口; “O”回油口; “A”、“B”出油口。, 滑阀式换向阀的分类：, 按阀芯在阀体内工作位置数和所控制的油口通路数进行分类:,a.两位两通,作用：控制油路的通与断,b.两位三通,作用：控制液流方向,c.两位四通,作用：控制执行元件换向,P 压力油口 O 回油口 A、B 分别接执行元件的两腔,d.三位四通,作用：换向、停止。,e.两位五通,作用：换向、两种回油方式。,f. 三位五通,作用：换向、停止、回油不同。,两种回油方式,工进：有背压运动平稳 退回：快速畅通, 按阀芯换位的控制方式分类:,a.手动换向阀,应用：小流量

11、，需徒手操作的场合。,b.机动换向阀,应用：行程控制的场合。（又叫行程阀）,c.电磁换向阀,优点：易于实现自动化。 应用：小流量的场合。（q63 L/min ),d.液动换向阀,应用：高压，大流量的场合。（q160 L/min ),e.电液换向阀,应用：高压、大流量的场合。 （q1200 L/min),电磁控制先导阀动作， 液体控制主阀芯动作， 节流阀控制阀芯移动速度。, 三位换向阀常见的中位机能,（1）使系统保压；使执行元件换向精度高，启动较平稳；使液压缸闭锁。 （2）使泵卸荷；使执行元件换向精度高，启动较平稳；使液压缸闭锁。 （3）使系统保压；使执行元件“浮动”。,Y型机能,（4）使泵卸荷

12、；使执行元件“浮动”。 （5）使液压缸组成差动连接。 （6）单向锁紧，油泵卸荷。,K型机能,5.安装版面,（1）6通径换向阀 安装底板,（2）10通径换向阀 安装底板,电磁,电液,（3）16通径换向阀 安装底板,（4）25通径换向阀 安装底板,（5）32通径换向阀 安装底板,压力控制阀,一、溢流阀: (一) 直动式溢流阀:,直动型溢流阀结构简单，灵敏度高，但因压力直接与 调压弹簧力平衡，不适于在高压、大流量下工作。,(二)先导式溢流阀:,(三) 电磁溢流阀:,溢流阀的应用:, 起溢流稳压作用: (常开), 起过载保护作用: 用作安全阀(常闭), 用作背压阀:, 利用远控口使泵卸荷:, 利用远控

13、口实现远程调压和多级调压:,远程调压,多级调压,二、顺序阀:, 作用控制多个执行元件的动作顺序 结构原理: 顺序阀以进口压力油或外来压力油压力 为信号, 当信号压力达到调定值时, 阀 口开启, 使所在油路自动接通。 顺序阀和溢流阀区别在于: 溢流阀出口通油箱, 压力为零; 顺序阀出口通有压力的油路(卸荷阀除外), 出口压力取决于负载, 泄油口回油箱。,顺序阀的结构原理:, 类型:, 应用:, 顺序动作回路使多个执行元件严格按规定的顺序动作。, 平衡回路 防止垂直放置的液压缸及其工作部件因自重而自行下滑(顺序阀用作背压阀)。,三、减压阀:, 作用： 用于降低系统某一支路的油液压力, 油液经减压阀

14、后压力降低并保持恒定。 结构原理: 当出口压力低于调整压力时, 减压阀不工作, 阀口全开; 当出口压力达到调整压力时, 阀 芯移动, 阀口关小, 减压阀处于工作状态, 此时出口压力维持在调定值上。,（一）直动式减压阀,当p2时,当p2时,阀芯上移h压力损失pp2=（p1- p）=常数。,阀芯下移h压力损失pp2=（p1- p）=常数。,特点：必须接外泄油口；调压困难； 压力波动大等。,（二）先导式溢流阀,工作原理：p2abcde,当p2低于调定压力时先导阀关闭,h开口最大,减压阀不起作用.,当p2 达到调定压力时,先导阀打开,主阀芯,h,阀口压降p,p2=(p1-p) =定值.,四、压力继电器

15、:, 作用: 压力继电器是一种液电信号转换元件, 当控制油压达到调定值时, 便触动电气开关发出信号, 控制电气元件的动作, 实现泵的加载和卸载、执行元件顺序动作、系统安全保护和元件动作连锁等。 组成: 由压力位移转换装置和微动开关组成。,进油口,3.工作原理:,4.应用:,一、节流阀：,液流从进油口流入经节流口后，从阀的出油口流出。本阀的阀芯3的锥台上开有三角形槽。转动调节手轮1，阀芯3产生轴向位移，节流口的开口量即发生变化。阀芯越上移开口量就越大。,管式节流阀,流量控制阀,图 7.6,本节流阀具有螺旋曲线开口和薄刃式结构的精密节流阀。转动手轮和节流阀芯后，螺旋曲线相对套筒窗口升高或降低，改变

16、节流面积，即可实现对流量的调节。,板式节流阀,二、单向节流阀:,插装阀,1.插装阀的特点： 插装阀又称逻辑阀，是一种较新型的液压元件，它的特点是流通能力大，压力损失小，适用于大流量液压系统；主阀芯行程短，动作灵敏，响应快，冲击小；抗油污能力强，对油液过滤精度无严格要求；结构简单，维修方便，故障少，寿命长；插件具有一阀多能的特性，便于组成各种液压回路，工作稳定可靠；插件具有通用化、标准化、系列化程度很高的零件，可以组成集成化系统。,1 先导控制阀；2控制盖板；3 逻辑单元（主阀）;4 阀块体,插装阀由控制盖板、 插装单元（由阀套、弹 簧、阀芯及密封件组 成）、插装块体和先导控 制阀（如先导阀为二

17、位三 通电磁换向阀）组成。由 于插装单元在回路中主要 起通、断作用，故又称二 通插装阀。,2.插装阀的组成：,插装阀逻辑单元,3.插装阀的工作原理:,图中A和B为主油路仅有的两个工作油口，K为控制油口（与先导阀相接）。当K口回油时，阀芯开启，A与B相通；反之，当K口进油时，A与B之间关闭。,二通插装阀相当于一个液控单向阀。,4.方向控制插装阀:,插装阀用作方向控制阀 （a）单向阀；(b)二位二通阀,插装阀用作压力控制阀 （a）溢流阀；(b)电磁溢流阀,5.压力控制插装阀:,COMI吸塑机模台起压油路图,6. 流量控制插装阀,插装节流阀,油箱,作用：储存油液；分离油液中混入的空气；沉淀污染物和杂

18、质；散热。,滤油器,作用：过滤污物。,热交换器,冷却器 加热器,图4.11 对流式多管头冷却器,弹簧式,作用：储存油液的压力能。 应用：（1）作辅助动力源；（2）维持系统压力；（3）减小液压冲击或压力脉动。,皮囊式,储能器,1.液压油的用途 （1） 传递运动与动力：将泵的机械能转换成液体的压力能并传至各处，由于油本身具有粘度，在传递过程中会产生一定的动力损失。 （2）润滑：液压元件内各移动部位，都可受到液压油充分润滑，从而减低元件磨耗。 （3）密封：油本身的粘性对细小的间隙有密封的作用。 （4）冷却：系统损失的能量会变成热，被油带出。,工作介质：液压油,2.液压油的性质 （1）密度:密度随着温度或压力的变化而变化，但变化不大，通常忽略，一般取=900kg/m 3的大小。 （2）闪火点：油温升高时，部分的油会蒸发而与空气混合成油气，此油气所能点火的最低温度称为闪火点，如继续加热，则会连续燃烧，此温度称为燃烧点。 （3）粘度：流体流动时，沿其边界面会产生一种阻止其运动的流体磨擦作用，这种产生内摩擦力的性质称为粘性。 I.动力粘度： =dy/du （Ns/m2） 当速度梯度为1时，接触液层间单位面积上的内摩擦力。 II.运动粘度（绝对粘度）： = / （m2/S） 1m2/S = 104St =106 CSt 单位中只有长度和时间