压路机液压传动原理.ppt

1、压路机液压传动原理,主讲人：路机研究院液压所 饶治国,液 压 传 动 概 述 液压传动是用液体作为工作介质来传递能量和进行控制的传动方式。液压系统利用液压泵将原动机（如电机和内燃机）的机械能转换为液体的压力能，通过液体压力能的变化来传递能量，经过各种控制阀和管路的传递，借助于液压执行元件(油缸或马达)把液体压力能转换为机械能，从而驱动工作机构，实现直线往复运动、回转运动和复合运动。 液压传动控制是现代工业中经常用到的一种传动控制方式，它采用液压完成传递能量。因为液压传动的诸多优点和控制方式的灵活性和便捷性，液压传动控制在广泛应用于国民经济的各个领域，在压路机上也得到了非常广泛应用。,液压传动利

2、用各种元件来组成所需要的各种控制回路，再由若干回路有机组合成为完成一定控制功能的传动系统来完成能量的传递、转换和控制。,液压传动的特点,与机械传动相比，液压传动具有以下优点 （1）在同等功率的条件下，体积小、重量轻、结构紧凑、运动惯性小、反应快，可以出大力或力矩。 （2）可实现大范围的无级调速（调速比可达100-2000），机械传动实现无级调速较困难，中小型直流电机的调速比一般为2-4 （3）自动实现过载保护 （4）容易实现自动控制和遥控 （5）容易实现直线运动 （6）可自行实现机件的润滑 （7）便于机器零部件的设计布局,液压传动的特点,液压传动与电气传动相比： （1）体积小、重量轻、运动惯性

3、小、反应快，可以出大力或力矩， 是液压传动的主要优点。 （2）现代电力电子技术使交流调速可实现大范围的无级变速。 （3）直线电机使实现直线运动更容易。,液压传动系统的组成,一个完整的液压传动系统的组成： 1. 液压动力元件：是将原动机的机械能转换成液体压力能的元件，其作用是向液压系统提供压力油，液压泵是液压系统的心脏。 2. 执行元件：把液体压力能转换成机械能以驱动工作机构的元件，执行元件包括液压缸和液压马达 3. 控制元件：包括压力、方向、流量控制阀，是对系统中油液压力、流量、方向进行控制和调节的元件。 4. 辅助元件：起辅助作用的元件，如管道、管接头、油箱、滤油器等为辅助元件。 5. 工作

4、介质：液压油，是动力传递的载体。,工作介质的功能,液压传动及控制所用的工作介质为液压油及其他合成液体，其应具备的功能为： 1.传动 把由液压泵赋予的能量传递给执行元件。 2.润滑 润滑液压泵、液压阀、液压执行元件等运动件。 3.冷却 吸收并带出液压装置所产生的热量。 4.防锈 防止液压元件所用金属的锈蚀。 5.除杂 分离和沉淀非可溶性污染物,工作介质液压油,液压油的物理性质： 1 密度 矿物型的密度一般为850960kg/m3。液压油的密度随温度的升高而略有减小，随着工作压力的升高而略有增加。通常对这种变化忽略不计。 2.可压缩性 液体因所受压力的增高而发生体积缩小的性质称为可压缩性。液体的可

5、压缩性常用体积压缩系数表示，其物理意义为：单位压力变化时，液体体积的相对变化值。,V0压力变化前的体积 P压力变化值 V在P的作用下液体体积的变化值 K 体积模量(单位：Pa),对于石油基液压油，其体积弹性模量是钢材的1/1001/170，亦即其可压缩性是钢材的100170倍。 液压油的体积弹性模量与压力、温度等相关：当温度升高时，K值将减小；当工作压力增大时，K值会增大，一般情况下其变化可忽略。 当液压油中混入气体后，液体的体积弹性模量将大大下降。 3.粘性 当流体在外力作用下流动（或有流动趋势）时，分子间的内聚力阻止分子间相对运动而产生一种内摩擦力，流体的这种特性成为粘性。 粘性的大小用粘

6、度表示。我们常说的46号或68号液压油就是指液压油在40时的运动粘度的中间值为46或68cSt。 粘温特性：温度变化使液体的内聚力发生变化，因此液体的粘度对温度的变化非常敏感：温度上升，粘度下降，这一特性称为粘温特性。,工作介质液压油,常用液压件最佳工作粘度,上极限工作粘度,下极限工作粘度,工作介质液压油,压力对粘度的影响 压力增大时，液体分子间的距离缩小，内聚力增加，粘度也会增加。但这种变化在低压时并不明显，可以忽略不计；当压力大于50Mpa时，其影响才趋于显著。 工作介质的其它特性：稳定性、润滑性、防锈和抗腐蚀性、抗泡性、消泡性、抗乳化性等等。 液压油的污染度 液压系统在装配和使用过程中，

7、工作介质中会混入各种有害物质，如固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等。污染度表示液压油的污染程度，目前国际上较为通用的现行标准主要为NAS1638和ISO4406。,工作介质液压油,NAS 1638标准,NAS 1638 美国宇航学会标准 左表中的颗粒数为100ml液压油的颗粒数,ISO4406标准,ISO4406标准 标准中采用两个数码表示，如18/15，前面的数码表1ml液压油中大于5 m的颗粒数,后面的数码代表1ml液压油中大于15 m的颗粒数。,提示：未使用的桶中新油并不能满足污染度要求！,桶中的新油 20/18,新安装系统中内在的污染物 22/20,21/1812 20/1711

8、19/1610 18/159 17/148 16/137 15/126 14/115 13/104 12/93 11/82 10/71 9/60 8/5 00,ISO4406 NAS1638,工程机械要求的污染度,动力元件液压泵,构成液压泵的基本条件： 1、具有密封的工作腔； 2、密封工作容腔大小交替变化，变大时与吸油口相通，变小时与压油口相通; 3、吸油口与压油口不能相通。 液压泵的分类 按液压泵的排量可否调节，可分为定量泵和变量泵。 按结构形式，可分为柱塞泵、叶片泵、齿轮泵、蜗杆泵四大类。,动力元件液压泵,力士乐泵A4VG系列,多功能阀,排量限制螺钉,多功能阀,伺服油缸,骨架油封（轴封）,

9、动力元件液压泵,泵的液压原理图,执行元件液压马达,液压马达的工作原理： 液压马达的功能是将液体压力能转变为机械能，其工作过程与泵相反。液压马达和液压泵都是依靠工作腔密封容积的变化来工作的，他们的原理是相同的；但是结构上存在差别，大部分液压泵和液压马达不能通用。,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力

10、士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VM系列,力士乐马达A6VE系列(插装式),力士乐马达A6VE系列(插装式),力士乐马达A6VE系列(插装式),力士乐马达A6VE系列(插装式),力士乐马达A6VE系列(插装式),力士乐马达A6VE系列(插装式),力士乐马达A2FM系列马达,力士乐马达A2FM系列马达,56,可编辑,力士乐马达A2FM系列马达,YZ18C、YZ26E单钢轮压路机液压系统的基本构造,行走液压系统： 它采用斜盘式轴向柱塞泵加两个斜轴式轴向柱塞马达并 联组成的闭式回路（见原理图）,为保证闭式回路的正常工 作，系统还集成了多功能阀（高压

11、溢流阀、单向补油阀）、 压力切断阀、补油溢流阀和冲洗阀。 压力切断阀：当高压溢流阀持续动作时，压力切断阀将使排 量伺服油缸朝小排量方向回摆，避免高压溢流阀长时间溢流 而导致油温升高,压力切断阀的设定压力为380bar。,单钢轮之行走液压系统原理图,YZ18C、YZ26E行走液压系统原理图 1.桥驱动马达 2.驱动桥 3.驱动泵 4.多功能阀 5. 补油溢流阀 6. 压力切断阀7.补油泵 8.过滤器 9.钢轮驱动马达10.冲洗阀,单钢轮之行走液压系统,多功能阀:包括高压溢流阀和单向补油阀，高压溢流阀的主 要功能是当系统主油路压力高于该溢流阀设定压力时进行溢 流，以保护系统中的元件，高压溢流阀的设

12、定压力为420bar, 单向补油阀的主要功能是向系统低压侧补油，以弥补因为冲 洗阀的冲洗和系统泄漏损失的流量，避免产生吸空。 补油溢流阀：维持系统的补油压力，补油溢流阀的设定压力 为24bar。 冲洗阀：将主油路中低压侧的液压油冲洗出一部分至油箱， 和单向补油阀一起维持主油路液压油的交换。,单钢轮之行走液压系统,压路机工作时通过改变驱动泵手动伺服手柄的角度来控 制泵斜盘的摆角，改变泵的输出流量和方向，以改变压路机 的行驶速度和方向；变量柱塞马达通过电磁阀控制斜轴摆 角，使马达在最小排量和最大排量之间切换，通过大小排量 的组合使压路机具有四档行驶速度以适应行驶、压实不同工 况的要求。 当压路机在

13、不良路面上出现钢轮或后桥打滑时，通过将 相应的驱动马达切换至大排量，还可以减少或者避免打滑现 象的发生，提高了压路机的通过性能。,单钢轮之行走液压系统,钢轮驱动马达插装在行星减速器上，行星减速器中有常 闭湿式多片盘式制动器，桥驱动马达安装在驱动桥上，驱动 桥中也有常闭湿式多片盘式制动器，压路机工作时通过液压 油来释放，前后常闭湿式多片盘式制动器确保了压路机具有 可靠的制动，提高了压路机的安全性能。,单钢轮之振动液压系统,YZ18C、YZ26E振动液压系统原理图 1振动泵2.变量电磁阀3.多功能阀4.压力切断阀 5.转向泵 6. 冲洗阀 7.振动马达 8.振动轮,单钢轮之振动液压系统,单钢轮压路

14、机的振动液压系统是由斜盘式轴向柱塞泵和 斜轴式轴向柱塞马达串联组成的闭式回路。在该回路中，补 油泵起着非常重要的作用：第一为主泵的变量机构提供控制 油、第二补充回路由于冲洗和泄漏损失的液压油、第三为系 统的其它回路（如制动、变量）提供控制油，因此保证补油 泵的正常工作对闭式回路至关重要。,单钢轮之振动液压系统,系统工作时通过操纵变量电磁阀，可以使振动泵的斜盘 具有两种不同的摆角，从而使振动泵输出不同方向和流量的 液压油，使振动马达产生不同的旋向和转速，带动振动轮实 现两种不同频率、振幅的振动，调节振动泵伺服油缸上的排 量限制螺钉可调节泵的输出流量，从而调节振动轮的振动频 率。,单钢轮之转向液压

15、系统,YZ18C、YZ26E转向液压系统原理图 1.转向油缸 2.双向缓冲溢流阀 3.单向阀 4.转向器主体 5.止回单向阀 6.过载溢流阀 7.齿轮泵,单钢轮之转向液压系统,转向液压系统采用开式回路，由齿轮泵、全液压转向器、 转向油缸等组成，作为转向系统的核心部件，全液压转向器 由转向器主体、双向缓冲溢流阀、过载溢流阀、止回单向阀 等组成。 该转向器为开心无反馈式，开心即停止转向时，齿轮泵 输出的液压油直接流回油箱，齿轮泵卸荷，减少了系统功率 浪费，无反馈式即转向负载对转向器的反作用力不反馈至方 向盘，可以减轻司机的劳动强度。,YZC10、YZC12双钢轮压路机液压系统 的基本构造,行走液压

16、系统： 双钢轮压路机的行走液压系统采用斜盘式轴向柱塞泵加 两个斜轴式轴向柱塞马达并联组成的闭式回路（见原理图）, 为保证闭式回路的正常工作，系统还集成了伺服阀、多功能 阀（高压溢流阀、单向补油阀）、压力切断阀、补油溢流阀 和冲洗阀。,双钢轮之行走液压系统,YZC10、YZC12驱动系统原理图 1.补油泵2.驱动泵 3.伺服阀4.多功能阀5.补油溢流阀6.压力切断阀7.过滤器 8.控制阀 9.减速机 10.驱动马达 11.减速机12.驱动马达13. 动制器14.冲洗阀,双钢轮之行走液压系统,伺服阀：通过伺服手柄的转动来控制伺服油缸的动作实现压 路机的前进、停车和后退。 多功能阀:包括高压溢流阀和

17、单向补油阀，高压溢流阀的主 要功能是当系统主油路压力高于该溢流阀设定压力时进行溢 流，以保护系统中的元件，高压溢流阀的设定压力为400bar, 单向补油阀的主要功能是向系统低压侧补油，以弥补因为冲 洗阀的冲洗和系统泄漏损失的流量，避免产生吸空。,双钢轮之行走液压系统,压力切断阀：当高压溢流阀持续动作时，压力切断阀将使排 量伺服油缸朝小排量方向回摆，避免高压溢流阀长时间溢流 而导致油温升高,压力切断阀的设定压力为380bar。 补油溢流阀：维持系统的补油压力，补油溢流阀的设定压力 为24bar。 冲洗阀：将主油路中低压侧的液压油冲洗出一部分至油箱， 和单向补油阀一起维持主油路液压油的交换。,双钢

18、轮之行走液压系统,压路机工作时通过改变驱动泵手动伺服手柄的角度来控 制泵斜盘的摆角，改变泵的输出流量和方向，以改变压路机 的行驶速度和方向；变量柱塞马达通过外加的控制阀来控制 斜轴摆角，使马达在最小排量和最大排量之间切换，使压路 机具有两档无级可调的行驶速度以适应行驶、压实等不同工 况的要求。,双钢轮之振动液压系统,YZC10、YZC12振动系统原理图 1.振动马达2.振动阀 3.振动马达 4.补油泵5. 压力切断阀 6.过滤器 7.多功能阀 8.变量电磁阀 9.振动泵,双钢轮之振动液压系统,双钢轮压路机的液压振动系统是由斜盘式轴向柱塞泵和 斜盘式轴向柱塞马达串联组成的闭式回路 。 系统工作时

19、通过操纵振动泵的伺服电磁阀，可以使振动 泵的斜盘具有两种不同的摆角，从而使振动泵输出不同方向 和流量的液压油，使振动马达产生不同的旋向和转速，带动 振动轮实现两种不同频率、振幅的振动，调节振动泵伺服油 缸上的排量限制螺钉可调节泵的输出流量，从而调节振动轮 的振动频率。,双钢轮之振动液压系统,在双钢轮振动压路机中为适应路面压实的需要，前后钢 轮通过振动阀的控制可实现前轮单振、后轮单振和前后轮一 起振动三种工作状态；振动阀主要由阀体、插装式电磁换向 阀、冲洗阀和单向补油溢流阀组成，其中插装式电磁换向阀 控制主油路的通断，实现前后轮单独振动，冲洗阀将主油路 中低压侧的液压油冲洗出一部分至油箱，和单向

20、补油阀一起 维持振动系统主油路液压油的交换，单向补油溢流阀防止振 动马达过载和吸空。,双钢轮之转向液压系统,YZC10、YZC12转向系统原理图 1.过载溢流阀2.转向器主体3.单向阀4.双向缓冲溢阀5.转向油缸 6.蟹行油缸 7.液压锁8.蟹行控制阀9.优先阀10.齿轮泵,双钢轮之转向液压系统,双钢轮压路机的液压转向系统由转向齿轮泵、全液压转 向器、转向油缸、蟹行油缸、优先阀等组成的开式回路，系 统最大工作压力140bar。 转向系统工作时，齿轮泵输出的液压油经优先阀至全液 压转向器，通过转向器的计量和分配进入转向油缸推动铰接 架实现转向，不转向时转向器LS口的压力油推动优先阀的阀 芯，系统

21、进入蟹行预备状态，如蟹行阀不动作，液压油将经 过H型中位机能的电磁换向阀直接进入液压油箱，实现系统 卸荷，如蟹行阀得电动作，液压油将推动蟹行油缸实行蟹行。,双钢轮之转向液压系统,YZC10、YZC12转向系统的转向器为闭心无反馈式， 闭心即停止转向时，齿轮泵输出的液压油不能直接流回油 箱，必须配合其它阀才能实现齿轮泵卸荷，在该系统中齿轮 泵通过蟹行电磁阀卸荷，无反馈式即转向负载对转向器的反 作用力不反馈至方向盘，可以减轻司机的劳动强度。,YL25C轮胎压路机液压系统的基本构造,行走液压系统： 轮胎压路机的行走液压系统采用斜盘式轴向柱塞泵加两 个斜轴式轴向柱塞马达并联组成的闭式回路（见原理图）,

22、 为保证闭式回路的正常工作，系统还集成了多功能阀（高压 溢流阀、单向补油阀）、压力切断阀、补油溢流阀和冲洗 阀。,轮胎压路机之行走液压系统,YL25C行走液压系统原理图 1. 驱动泵桥驱动马达 2.电比例伺服阀 3.多功能阀 4.补油溢流阀 5.压力切断阀 6.过滤器 7.补油泵 8.控制阀 9.驱动马达 10.冲洗阀,轮胎压路机之行走液压系统,工作时通过改变行驶手柄的角度给PLC控制器输入一个 信号，经过运算和处理后输出一个200mA-600mA的电流来控 制泵上的比例电磁阀进而控制斜盘的摆角，改变泵的输出流 量和方向，以改变压路机的行驶速度和方向；变量柱塞马达 通过电磁阀来控制斜轴摆角，使

23、马达在最小排量和最大排量 之间切换，使压路机具有两档无级可调的行驶速度以适应行 驶、压实等不同工况的要求。,轮胎压路机之行走液压系统,YL25C转向系统原理图 1. 齿轮泵2. 优先阀3.梭阀4. 单向阀 5. 过载溢流阀 6. 转向器主体蟹行油缸7.液压锁8. 双向缓冲溢阀9. 转向油缸,轮胎压路机之转向液压系统,轮胎压路机的转向液压系统是由转向齿轮泵、全液压转 向器、转向油缸、梭阀、优先阀等组成的开式回路，系统最 大工作压力140bar。 转向系统工作时，齿轮泵输出的液压油经优先阀至全液 压转向器，通过转向器的计量和分配进入转向油缸推动铰接 架实现转向，压路机的转动方向（油缸的运动方向）与先动 作的转向器方向一致，不转向时转向器LS口的压力油推动优 先阀的阀芯，液压油通过优先阀的EF口直接进入液压油箱， 系统实现卸荷，减少了功率浪费。,轮胎