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1、液压理论培训,培训目录,液压传动的基础知识 液压传动的优缺点 液压传动的基本原理 工作介质液压油的特性及各种污染物的危害 液压元件的结构与工作原理 液压泵的结构与工作原理 液压油缸的结构与工作原理 液压阀的结构与工作原理 液压系统构成与功能 基本液压系统的构成及要素 压力控制系统的特点及案例 流量控制系统的特点及案例 装载机的液压系统特点,2,液压传动的基础知识,一、液压传动的优缺点 液压传动与机械传动及电气传动相比具有许多优点： 1）液压传动易获得很大的力或力矩，并易于控制； 2）在输出同等功率下采用液压传达动，体积小和重量轻，因此惯性小，动作灵敏，便于实现频繁的换向； 3）液压传动可实现较

2、宽的调速范围，而且较方便地实现无级调速； 4）液压传动易于实现过载保护； 5）液压传动因采用油液作为工作介质，它具有防锈性和自润滑能力，故使用寿命长； 6）液压传动便于布局，操纵力较小； 7）液压传动易于实现系列化、标准化、通用化及自动化。 但液压传动由于本身的特性，也存在一些缺点： 1）液压传动因油液作为工作介质，存在渗漏和管件的弹性变形等原因，不宜用于传动比要求较严格的场合； 2）液压传动易产生渗漏，影响系统效率，而且污染环境； 3）液压系统混入空气后，产生爬行和噪声等； 4）油液污染后，机械杂质常会堵塞小孔、缝隙，影响运作的可靠性； 5）液压传动的能量损失大，系统效率较低，而且均转化为热

3、量，引起热变形； 6）液压传动发生故障后不易寻找，分析故障的原因需要较丰富的经验；,液压传动的基础知识,二、液压传动的基本原理 1、液体的压力 p=F/A (MPa) 1MPa=106Pa=10bar 用普通压力表测量的液压系统压力为相对压力（大于大气压力）； 液体的压力（绝对压力）低于大气压力为真空度； 2、静压力的传递-帕斯卡定律 处于密闭容器内的液体对施加于它表面的压力向各个方向等值传递(见右图的水压机工作原理)。 3、液体的压力由外载荷建立。,重物,充满油,面积小,面积大,力压力面积,液压传动的基础知识,4、液流的连续性 液体的可压缩性很小，一般可忽略不计，因此液体在管内作稳定流动(流

4、体中任一点的压力、速度和密度都不随时间而变地流动），则在单位时间内管中每个横截面的液体质量一定是相等的。 Q=vA(L/min) 5、伯努利定律 液压传动是借助于有压力的流动液体来传递能量的，液体能量的表现形式有三种：压力能、势能和动能，它们之间可以互相转化，而且液体在管道内任一处的三种能量之和为常数。 速度流量面积 功率速度力,工作介质液压油的特性,1、粘度：液体在外力作用下流动时，液体内部各流层之间产生内剪切摩擦阻力。 所有液体的粘度都随温度变化而变化，当温度升高时，油的粘度降低；粘度指数越高，表示粘度随温度的变化越小。 油的粘度随着压力的增加而加大。 当油中混有空气时，可压缩性将显著增加

5、，常使液压系统产生噪声，降低系统的传动刚性和工作可靠性。 2、液压油的选用 工作压力高，宜选用粘度较高的油液，降低液压系统泄漏； 液压系统油温度或环境温度高，宜选用粘度较低?的油液； 当液压系统中工作机构的速度（转速）高时，油流速度高，压力损失大，系统效率低，还可能导致进油不畅，甚至卡住零件，因此宜用粘度较低的油液。,液压油污染的主要危害,1、系统油液污染所产生的主要危害,产生的危害,1、孔口堵塞 2、元件磨损 3、氧化 4、形成化合物 5、损耗添加剂 6、产生微生物,危害的结果,生产停机 更换元件 频繁的流体更换 增加流体处理成本 增加维护成本 加速污染.,2、污染的类型和来源 固体颗粒、水

6、、空气,3、固体颗粒的磨损形式 切削磨损(3个物体) 一种主要的磨损形式 侵蚀磨损(2个物体) 冲击损害 粘着磨损 负载和粘度引起 疲劳磨损(应力) 由表面俘获的颗粒引起 气蚀磨损 产生爆破危害,污染的类型和来源,一种主要的磨损形式 产生的危害: 尺寸改变 效率降低 产生更多颗粒 除去间隙尺寸颗粒是最重要的.,污染的类型和来源 切削磨损,污染的类型和来源,在高速液流中的污染物冲蚀元件边缘,侵蚀磨损影响: 尺寸改变 产生泄漏 产生更多颗粒 导致: 磨损加剧 系统可靠性降低.,污染的类型和来源 侵蚀磨损; 冲击危害,污染的类型和来源,减少保护油膜小于到所允许的厚度:金属和金属表面接触 “冷焊”在一

7、起 表面材料形成颗粒脱落.,磨损产生碎块,污染的类型和来源 粘着磨损;负载和粘度引起,污染的类型和来源,颗粒被滞留,表面产生凹痕并形成裂纹,在应力作用下, 裂纹扩大,材料脱落,污染的类型和来源 疲劳磨损; 有俘获的颗粒产生,污染的类型和来源,气蚀磨损 主要影响: 由于进口的绝对压力小于油液中的气体饱和压力,油液中的气体逸出,形成气泡，当气泡进入高压区时，就会发生爆裂，在金属表面产生震动冲击、损害表面。 在轴向柱塞泵中，真空可能会引起柱塞从滑靴中分离，产生灾难性故障。,污染的类型和来源 气蚀和腐蚀磨损,污染的类型和来源,左边的油液 - 1000 ppm (0.10%) 含有游离水. 这个油不能使

8、用. 右边的油液 - 300 ppm (0.03%) 含有溶解水,肉眼不可见但确实存在.这个油也不能?使用! 新油通常含有大约300ppm (0.03%)的水.,污染的类型和来源 含水油液的危害,含水油液的危害 1、腐蚀金属表面 2、加速切削磨损 3、引起轴承疲劳 4、损坏液体添加剂 5、引起粘度变化 6、增加电传导性,液压泵的结构与工作原理,一、液压泵的结构与工作原理容积变化,吸油：封闭的容积总是处于不断增大的状态 排油：封闭的容积总是处于不断减小的状态,液压泵与液压马达原理上是可逆的，但结构略有不同。,齿轮泵的结构与工作原理,Q=nq P=Qp,齿轮泵的结构,齿轮泵的困油现象,1、随着齿轮

9、的旋转，封闭容积的体积由大变小，然后又由小变大； 2、液体不可压缩或膨胀； 3、封闭容积的体积由大变小，油液受挤压，压力急剧增高，作用于齿轮、轴承等零件上的附加载荷增大，引起振动； 4、封闭容积的体积由小变大，出现局部真空，使溶入油液中的空气分解出来，产生噪声，影响了泵的平稳性和寿命；,解决的方法：采用卸荷槽,叶片泵的结构与工作原理,柱塞泵的结构与工作原理,由活塞3和缸体以及单向阀组成一个可以示为单活塞泵原理简图。 当活塞向缸体外侧（图中左侧）移动时，工作腔室的容积逐渐增大，中的液体（形成真空，油箱液压油）在大气压的作用下，经单向阀进入工作腔，使工作腔增大部分充满液压油，这就是泵的吸油过程。

10、当活塞向内（图中向右）移动时，工作腔容积变小，油液因受到压缩而使其压力升高，这时单向阀因腔内的压力升高而处于关闭状态，当工作腔内的压力升高到系统的压力时，单向阀被打开，泵向液压系统供给压力油，这就是压油过程。,液压油缸的结构与特性,液压油缸的结构与特性,油缸分类： 单作用式油缸:液压油只供入液压缸的一侧,驱动活塞或柱塞作单方向运动。它的反向运动则依靠活塞或柱塞的自重、外部载荷、弹簧力等外力来实现。 双作用式油缸：液压油交替供入液压缸活塞两侧，驱动活塞在正反两个方向作往复运动。,油缸的主要参数计算： 推力：F=pA=4/pD2 速度：v=Q/A=4Q/(D2),油缸管路的不同接法,液压油缸的结构

11、与特性,液压控制阀,液压控制阀包括： 压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。 压力控制阀有安全阀、溢流阀、减压阀、顺序阀。 流量控制阀有节流阀、调速阀、分流阀。 方向控制阀有单向阀、换向阀、截止阀。,节流阀,主要控制流过管路的流量，通过对流量的控制还可以对回路的压力产生一定影响。注意节流会产生损失。 节流阀（阻尼孔） 使液压油通过小孔、缝隙、窄槽等结构元素后流量减小并产生压力降P（阻尼） 。注意流动的液压油才具有上述性质。如果液压油是静止状态，则根据连通器原理，前后的压力是相等的。,流量控制阀,压力控制阀,安全阀限制系统最高压力，保护系统元件不被高压损坏。 直动式：中低压系统 先导式：高压系统

12、过载阀：限制封闭管路最高压力。 减压阀一个泵同时供给两个以上压力不同的回路。 直动式：中低压系统 先导式：高压系统,先导式安全阀,直动式减压阀,方向控制阀,主要控制方向，还可以利用阀的开度适度控制回路的流量和压力。 单向阀：只允许液压油单方向通过。 选择阀：根据回路中压力的高低自动选择液压油通过的方向。 截止阀：一个位置封闭，另一个位置通过。 液压控制换向（液压先导控制） 电磁阀控制换向 二通插装阀,方向控制阀单向阀,液控换向阀,先导泵 来油,先导泵 回油,回位弹簧,电磁换向阀,电磁阀,液压蓄能器,膜片,充满氮气,原理： 气体被压缩后储存能量。 作用： 吸收液压振动和冲击并且可以作为应急能源使

13、用。,基本液压系统的构成及要素,液压泵：将机械能转换为液体压力能。 执行元件：将液体压力能转换为机械能。例如油缸、油 马达等。 控制调节装置：各种阀。大致有压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等。 辅助装置：油箱、过滤器、管路、接头、密封、冷却器、蓄能器等等。,压力控制系统的特点及案例,压力控制回路：利用控制回路压力使之完成特定功能的回路。通常有调压回路、增压回路、减压回路、卸荷回路。 调压回路是利用控制液压系统中油液的工作压力，使之不超过压力阀调定值，从而保证系统在此调定值范围内正常工作。 减压回路：当泵源供给高压，而某局部工作系统或执行机构需要低压时。 增压回路：当泵源供给低压，而某局部工作系统或执行机构需要高压时。 卸荷回路：当工作机构停止工作时，自动将泵源的油液排回油箱，从而使泵卸荷。,调压回路,减压回路,增加回路,卸荷回路,速度控制回路,速度回路,柳工装载机的液压系统特点,转向系统是用于控制整机行车时转向的。主要分为两部分：转向控制油路和主工作油路。主工作油路的动作是由转向控制油路进行控制，以实现小流量、低压力控制大流量、高压力。整个转向液压系统的元件组成主要有：液压油箱（带回油过滤器）、转向+先导泵、转向器、流量放大阀、转向油缸、组合阀。,柳工装载机的