《掘进机液压传动》PPT课件

2020/9/26,1,三一重型装备有限公司,掘进机液压传动,2020/9/26,2,目 录,1 液压概述 2 液压泵 3 液压马达 4 液压缸 5 压力控制阀 6 流量控制阀 7 方向控制阀 8 液压附件 9 液压油,10 液压回路原理构成 11 液压系统原理特点 12 液压系统安装调试 13 液压系统使用维护 14 液压系统故障排除,2020/9/26,3,1 液压概述,1.1 何谓液压传动？,主要靠液体压力能传递动力,机 器,原动机,传动装置,工作机,机械传动,流体传动,电气传动,液体传动,气体传动,液力传动,液压传动,主要靠液体动能传递动力,机械能,作功,能量,控 制,2020/9/26,4,1.2 液压传动的工作特征,小柱塞 a=78.5cm2 大柱塞 A=2827cm2 A/a= (D/d)2 =36 压力p=F/a=1.27bar,讲课听课两方面，讲课当然是关键： 流量压力紧相联，讲透液压知识点。 学习兴趣共培养，师生配合理当然， 兴趣绝对好教师，学好液压并不难。,1）力的传递靠压力F=pa=1000N pA=36000N 2）运动传递靠流量, （容积变化相等）。 Va=VA=al=AL,2020/9/26,5,1.3 液压系统和主机的关系,刨头电机,1个,2个,2个,2个,2个,液压服务为主机，主机动作要熟悉。,动作共10个：,液压 9个： 星轮一运 履带行走 截割升降 左右摆动 铲板支撑 截割伸缩,1个,2020/9/26,6,1.4 液压系统的结构图与符号图,职能符号图,2020/9/26,7,油泵吸油又压油，阀管方向和p q 。 马达旋转缸直线，附件作用很关键。 介质受压传动力，润滑散热作贡献。,1.5 液压系统的组成部分和作用,机械能,机械能,在此过程中体现出液压传动的独到之处,2020/9/26,8,液压功率 = 压力流量 泵缸马达各种阀均适用,1.6 液压功率,各种传动，功率计算类似： 电功率 = 电压电流 力速度 转矩转速,机械功率=,力变量：压力,电压,力和转矩 流变量：流量,电流,速度和转速 传动功率 = 力变量 流变量,2020/9/26,9,功率大来重量轻，力大无比逞威风。 运动平稳响应快，无级调速显神通。 操纵简单自动化，过载保护它更行， 元件标准系列化，散热润滑也出名。 难保严格传动比，液压不宜远距离； 元件精度要求高，温度影响需注意； 信号传递不如电，液压介质很娇气； 总的效率比较低，找到故障较费力。 一旦找到故障点，排除还是容易地； 缺点完全可克服，前景是很光明的。,1.7 液压传动优缺点,2020/9/26,10,1.8 液压系统常用的图形符号,（1）定量泵 （2）变量泵 （3）定量马达 （4）变量马达 （5）电动机 （6）液压缸 （7）电磁换向阀 （8）手动换向阀 （9）力士乐多路阀,2020/9/26,11,1.8 液压系统常用的图形符号（续）,（10）溢流阀 （11）减压阀（12）顺序阀 （13）节流阀 （14）单向阀 （15）滤油器 （16）散热器 （17）连接管路 （18）交叉管路 （19）柔性管路,2020/9/26,12,l,d,n,L,F,u,p,q,p,泄漏,理论流量,实际流量,V,大气压,D,0,2 液压泵,2.1 液压泵工作原理 容积变化吸油、压油 吸油条件靠大气 压力大小靠负载 强度、密封限压力,排量泵轴转一转， 吸油或压油体积 理论流量=排量转速,压力增高，出油渐少,2020/9/26,13,液压泵来特点多, 共有以下这几个: 封闭容积要变化, 吸压油腔要相隔; 吸油油箱通大气, 油压建立靠载荷, 压力不能无限大, 强度密封决定的; 流量大小看转速, 再看排量是如何. 泵能吸油又压油, 正常泄漏也没辙, 压力增高出油少，只因泄漏在增多.,2.2 液压泵的主要特点,2020/9/26,14,2.3 定量泵与变量泵,2.3.1 定量泵 定量泵？排量不可调 泵转速一定，流量一定，只能采用 节流调速；有溢流损失，系统效率较低。 2.3.2 变量泵 变量泵？排量可调 泵转速一定，流量可调，可用于容积调速， 容积-节流调速；泵流量和系统需要相适应， 无溢流损失，系统效率较高。,2020/9/26,15,2.4 齿轮泵,2.4.1三片式齿轮泵 定量泵：排量不可调,符号,特点：q=常数；只能节流调速，节流损失， 效率较低； 价格便宜。,2020/9/26,16,2.4.2 高压齿轮泵,端面间隙 泄漏量大 侧板补偿 弹性变形 初始密封,2020/9/26,17,2.6 LRDS变量泵,变量泵特点： 较复杂，较贵； 容积-节流调速, 适用多执行机构; 泵流量和系统 需要相适应， 系统性能好， 效率高。,2020/9/26,18,2.6.1 LRDS变量泵结构,2020/9/26,19,2.6.2 LRDS变量泵的油管,压油管,吸油管,泄油管,LS 管,接压力表,电机 双泵 同轴驱动,电机,LRDS 阀,2020/9/26,20,2.6.3 LRDS变量泵变量原理,2020/9/26,21, S负载敏感： 各缸马达,分别调速、稳速 LR恒功率：pq=常数 D压力截断： 达到截断压力，排量迅减 待命压力-低p小q卸荷， 零件间，p小v小，pv小。 节能且对泵和电机有利, 性能完善，功率利用相当合理。,2.6.4 LRDS 变量泵的性能,2020/9/26,22,缸或马达要动作，泵就必须得陪着； 泵的性能系全局，就像心脏和人体。 三一掘进机用泵： LRDS 变量泵德国：力士乐 / 哈威 泵的性能好，功能多：负载敏感，恒功率，压力截断，待命压力（低压小功率卸荷）； 寿命长，效率高，故障少，液压系统高效可靠。,2.7 液压泵对系统的重要性,2020/9/26,23,3 液压马达,3.1 工作原理 液压马达均靠作用在相关零件上的液压力对轴产生转矩 油泵 = 发电机 液压马达 = 电动机 3.2 低速大扭矩马达 主要特点: 排量大，启动负载能力大，可不用减速机; 转矩= 排量 压差 ； 转速= 流量 排量 对背压要求较严。,2020/9/26,24,机型： EBZ160加强 EBZ200 星轮和一运马达： 德国力士乐， 法国波克兰。,3.2.1 内曲线马达,2020/9/26,25,3.2.2 曲轴连杆马达,机型： EBZ160标准/定量 EBZ132 EBZ100 星轮和一运马达： 国产马达强化， 配进口轴承和密封。,2020/9/26,26,3.3.1 总成的基本构成 构成：A2FE马达+减速机+制动阀（多功能） 安装简便插装式 EBZ160行走马达： 排量107mL/r，额定压力400bar，尖峰压力450bar，最高转速4000r/min 制动器弹簧制动，液压打开。 制动阀： 设计完善，平稳启动，失速刹车，过载保护。,3.3 履带行走马达总成,2020/9/26,27,3.3.2 A2FE行走马达,三一多数机型： 1）力士乐马达/制动阀 /减速机一体化总成； 2）力士乐马达/制动阀 加装德国OK减速机 160定量型 美国派克摆线马达， 国产强化硬齿面减速机、 噪声不大于78分贝,2020/9/26,28,3.3.3 德国力士乐行走减速机,计算机设计， 安全可靠； 马达插入安装， 相当容易； 换油方便， 低噪音运行； 结构相当紧凑， 狭窄地方显优势； 滚动轴承，效率高； 多片式制动器，安全。,2020/9/26,29,3.3.4 行走马达+控制阀液压总成,2020/9/26,30,3.3.5 控制阀液压总成,2020/9/26,31,3.3.6 控制阀总成的安全阀,2020/9/26,32,3.3.7 行走马达总成液压原理图,2020/9/26,33,3.4.1A 泵马达的排量,V-单位角位移所需体积, 单位压差的转矩,单位转速的流量。,3.4 泵、马达和液压缸的排量,排量,2020/9/26,34,如泵或马达的排量V=100毫升/转，则：,V-单位角位移所需体积, 单位压差的转矩,单位转速的流量。,3.4.1B 泵马达的排量,2020/9/26,35,单位位移所需体积，单位压差的力，单位速度的流量。 缸的面积A就是液压缸的排量，单杆缸有两个排量。,排量压差=转矩（力） 排量速度（转速）=流量,3.4.2A 液压缸的排量,面积,2020/9/26,36,如液压缸有效工作面积A=100cm2，则：,面积A :单位位移所需体积，单位压差的力，单位速度的流量。缸的面积A就是液压缸的排量，单杆缸有两个排量。,排量压差=转矩（力） 排量速度（转速）=流量,3.4.2B 液压缸的排量,2020/9/26,37,3.5.1 液压泵的主要参数 3.5.1.1 压力 工作压力: 泵工作时的压力 额定压力: 泵正常工作时的最高压力 极限压力 : 泵工作中允许短时间(t3分钟)出现的最高 压力 额定压力（公称压力）: 泵正常工作时的最高压力 极限压力（尖峰压力） : 泵工作中允许短时间(t3分钟) 出现的最高压力 A11VO系列泵： 额定压力：350bar 极限压力：400bar,3.5 液压泵和马达的主要参数和计算,2020/9/26,38,3.5.1.2 流量 理论流量 :不计泄漏时的流量qt= VPn 实际流量 :实际工作时泵的输出流量 ; 额定流量 : 在额定转速和额定压力下,泵的输出流 3.5.1.3 转速 工作转速 : 泵工作时的转速 额定转速 : 泵正常工作时的最高转速,3.5.1 液压泵的主要参数（续）,2020/9/26,39,3.5.2 液压泵的参数计算,P2,2TPnP,p1,qP,理论流量,实际流量,容积效率,工作压差,不计损失时, 输入功率 = 输出功率,能量流动方向,泄漏量,包括内泄漏和外泄漏,理论转矩,2020/9/26,40,总效率,考虑损失,输入总效率 = 输出,3.5.2 液压泵的参数计算（续）,机械效率,2020/9/26,41,3.5.3 液压马达的主要参数,3.5.3.1 压力（MPa） 工作压力: 马达工作时的压力 额定压力: 马达正常工作时的最高压力 极限压力 : 马达允许短时间(t3分钟)出现的最高压力 3.5.3.2 流量 (单位为:m3/s 或 L/min ） 理论流量 :不计泄漏时的流量qt= Vn 实际流量 : 实际工作时马达的输入流量 ; 额定流量 : 在额定转速和额定压力下,马达的输入 流量3.5.3.3 转速 ( r/min 或 rad/ s） 工作转速 : 马达工作时的转速 额定转速 : 马达正常工作时的最高转速,2020/9/26,42,3.5.4 液压马达的参数计算,p2,2TMnM,理论流量,实际流量,容积效率,能量流动方向,下标M-马达,V-容积,m-机械. t -理论值;,qM,p1,不计损失时, 输入功率 =输出功率,理论转矩,工作压差,2020/9/26,43,3.5.4 液压马达的参数计算（续）,考虑损失,输入总效率 = 输出,机械效率,总效率,2020/9/26,44,理论转矩记住它 , 等于排量乘压差 . 理论流量记得住 , 等于排量乘转速 . 功率等于p 乘 q , 也等转矩乘转速 . 能流方向分得清 , 乘除效率不含糊 . 计算单位要统一 , 角度一律用弧度.,3.5.5 液压泵和马达参数计算,2020/9/26,45,p为巴 q 每分升， 分子 p q要记清。 泵除效率马达乘， 千瓦分母6 0 0。,3.5.6 泵电机功率和马达输出功率,2020/9/26,46,工程机械：多用单杆缸只在活塞一边有杆 4.1 单杆缸特点 1) 供油流量相同,往返速度不同 2) 供油压力相同,往返出力不同 3) 可组成差动缸,4 液压缸,2020/9/26,47,4.3 三一液压缸特点 要求：出力大，强度高，活塞杆外露，适应恶劣环境。 掘进机油缸：三峡主船闸主油缸制造厂 密封结构适用额定压力=48MPa,4.2 液压缸结构,2020/9/26,48,油缸油泵油马达，工作原理属一家： 能量转换共同点，均靠容积来变化， 出油容积必缩小，进油容积则扩大。 油泵输出压力油，出油当然是高压， 缸和马达与泵反，出油自然是低压。 工作压差看负载，负载含义要记下： 油泵不仅看外载，管路阻力也得加， 缸和马达带负载，压差只是克服它。 流量大小看速度，再看排量小与大。,油缸油泵油马达的共性,2020/9/26,49,5 压力控制阀,5.1 溢流阀 5.1.1 直动式溢流阀 调压弹簧腔通油箱,忽略摩擦力,阀口液动力. 设阀口开度为 x .,阀芯平衡时:,初始压缩量 x0 可调,并且调后不变,所以 p 基本不变.,A,2020/9/26,50,5.1.2先导式溢流阀工作原理,主阀芯平衡时：,p2 可看作常数. 所以, p1 可视为常数.,2020/9/26,51,5.2 减压阀,5.2.1 减压阀手柄 调压弹簧腔通油箱， 节流口减压， 减压阀出口 油压和弹簧力平衡。,三一选用力士乐先导手柄,特点：性能好，操作轻便。,2020/9/26,52,5.2.2 减压阀的应用,手柄比例控制 ： 手柄角度与输出 压力成比例； 输出压力与换向 阀口比例； 换向阀口与活塞 活塞速度成比例。,2020/9/26,53,5.2.2 先导式减压阀工作原理,调压弹簧腔通油箱； 主阀弹簧是软簧； 减压口的形成； 减压、稳压； 卡紧缸是盲端， 给油出路是关键。,2020/9/26,54,5.3.1 直动式顺序阀 调压弹簧腔通油箱,5.3 顺序阀,p1达到弹簧调定值-主阀开- p2有输出；达到调定压力油 过去；p2取决于其后的负载。,顺序阀，保顺序， 达到调压油过去, 过去以后是多少， 就看负载大或小。,2020/9/26,55,5.3.2 先导式顺序阀,2020/9/26,56,5.3.4 顺序阀（平衡阀）的应用-1,顺序阀调压弹簧的力F,P2为背压-液压缸回油腔 的压力和顺序阀并联的 单向阀保证反向通油。 当换向阀置于左位时， 因顺序阀的平衡作用， 活塞向下平稳运动。,2020/9/26,57,5.3.6 美国伊顿平衡阀,选用：美国依顿平衡阀,特点： 功能多安全阀，液压缸锁紧， 负载平衡。,5.3.6.1 工作原理 调压弹簧腔通油箱 负载腔油压和弹簧力平衡,安全,单向阀,外控,2020/9/26,58,5.3.6.2 平衡阀的应用,要求： 缸运动平稳； 负载腔安全； 活塞在任意， 位置锁紧。 运行平稳， 安全可靠。,2020/9/26,59,压力阀，有共性，弹簧油压相平衡， 调定压力弹簧腔，通常一律通油箱, 该腔若通压力油，功能变化多可求。 溢流阀，管进口，溢流稳压最拿手, 调定压力往高提，安全限压没说的。 减压阀，定出口，相应负载必须有， 没有负载口全开，减压作用已拜拜. 负载如果是盲端，油给出路是关键。 顺序阀，保顺序，达到调压油过去, 过去以后是多少，就看负载大或小。,5.4 压力阀特点,2020/9/26,60,6 流量控制阀,6.1.2 节流阀特点 结构简单； 负载变化时， 流量随之变化。,6.1 节流阀 6.1.1 工作原理 靠改变通流开口大小工作,2020/9/26,61,弱簧: 刚度k,且 初始压缩量X0大,p2,p3,p1,减压口,A,工作原理：,6.2 调速阀,调速阀符号,K-和节流口有关的系数,2020/9/26,62,6.3 常闭式调速阀,该调速阀和多路阀 组合，再加梭阀， 组成具有负载敏感 的多功能换向阀。,2020/9/26,63,7.1 单向阀 7.1.1 普通单向阀,7 方向控制阀,2020/9/26,64,7.1.2 液控单向阀,2020/9/26,65,7.2 换向阀,2020/9/26,66,多功能： 方向控制可微调， 压力调定保安全， 流量调整方便， 速度稳定性好。 先导液控操作， 控制性能极好。,力士乐/哈威负载敏感多路阀,7.4 多功能换向阀-多路阀,2020/9/26,67,8.1 液压油箱 8.1.1油箱作用 储油、散热、 沉淀杂质、 逸出空气等。 配有自封式 吸油滤油器； 回油滤油器； 空滤器和油标。,8 液压附件,油箱安装，应便于油箱散热。,2020/9/26,68,8.1.2.1 人孔 油箱较大时，应设置人孔，清洗时，避免死角。 8.1.2.2 清洗注意 切忌使用纤维织物清洗擦拭油箱内部，留下纤维后患无 穷；放油后，简单清理，好油合面，面团粘滚。 8.1.2.3 油箱内放置磁体 吸附铁类杂质,8.1.2 油箱的清理,2020/9/26,69,8.2 滤油器,8.2.1 滤油器的作用 滤去杂质，保护油的清洁，进而保护液压元件和系统。 8.2.2 滤油器的使用 依据元件和系统要求选择过滤精度； 根据回路和系统特点，选择过滤器的应用回路：吸油过滤； 系统进油过滤；系统回油过滤；旁路过滤和磁性过滤等。 滤油器应定期清洗或更换滤芯 滤油器有方向性，安装时切勿装反。,2020/9/26,70,8.2.3 滤油器,三一选用国际认证产品 黎明液压有限公司ISO9001认证,自封式吸油滤油器 保护油泵； 清洗滤油器，油箱 内的油不会流出。,2020/9/26,71,油泵吸油自油箱，油箱油面需正常。 油的温度得合适，黏度大小也适当。 油箱还需通大气，空滤器中有滤网。 加压油箱是可以，压力设定想周详。 吸油管路不漏气，否则将有大影响。 确保泵的吸入口，最低压力有保障： 绝对压力来表示， 0 . 8 巴记心上。 油泵要吸干净油，保证一点也不脏。 泵能压油是不假，前提吸油要正常。, 液压泵正常吸油的重要性,2020/9/26,72,9 液压油,9.1 对液压油的要求 功能上：传递动力；散热；润滑；防锈 1）可压缩性小 2）粘性合适 3）润滑性好 4）稳定性好：不因热，汽化，水解而变质，剪切稳定好，寿命长 5）防锈防腐蚀性好 6）抗泡沫性好 7）油水分离容易，抗乳化性好 8） 洁净性好 9）相容性好（包括金属、橡胶密封、涂料等） 10）阻燃性好 掘进机用液压油 L-HL46或68号耐磨液压油（NAS 1638 9级）,2020/9/26,73,液压油来不简单，小孔小缝它都钻， 传递动力还不算，润滑散热它也兼。 油和系统啥关系？血液和人紧相连， 油脏有如白血病，油脏系统有祸患。 故障百分七八十，都因油脏而相关。 系统设计和维护，重视用油要体现： 粘度大小得合适，油的品质很关键。 系统调试第一点，冲洗过滤要周全，,9.2 液压油的重要性,2020/9/26,74,新油并不都干净，加油过滤理当然， 油品不同不可混，化学反应惹麻烦。 系统运行常察看，油的颜色和外观， 防止空气进系统，防止进水记心间， 进水油呈乳化状，进气气泡跑的欢。 加热冷却要适当，油温正常不可偏， 时间太长不可取，应该定期把油换。 用油科学合理化，液压系统保平安。,9.2 液压油的重要性（续）,2020/9/26,75,9.3.1 粘度是划分液压油牌号的依据 油的牌号，用40时的运动粘度中心值表示,单位为 mm2/s.对于某一粘度等级,其粘度范围距中心值允差为 10%,相邻粘度等级间的中心粘度值相差50%. 常用液 压油的粘度等级为10号100号,主要集中在1568号. 关于液压油的选择： 环境温度：温度高-高粘度；温度低-低粘度； 工作压力：高压-高粘度；低压-低粘度； 运行速度：高速-低粘度；低速-高粘度。,9.3 液压油的选择,2020/9/26,76, 1982年前，50运动粘度作为划分粘度等级的基础; 1982年，40时运动粘度作为划分粘度等级的基础. 为避免新旧混淆,采取加N作为过渡; 1991年及以后，40时的运动粘度作为划分粘度等级 的基础. 举例如下： 1982年前,旧牌号:30号表示 50运动粘度,中心值为30mm2/s 19831990年,过渡牌号:N46号表示40运动粘度,中心值46mm2/s 1991年后,新牌号:46号表示40运动粘度,中心值为46mm2/s,9.3.2 液压油牌号的有关说明,2020/9/26,77,9.3.2 液压油选择图,油箱油温范围,温度（）,tmax=+115,tmin= -40,粘度mm2/s,纵标最佳粘度， 斜线油品范围， 横标油箱温度， 粘度宁高勿低： 如油箱油温60 VG46和VG68均可， 应选用VG68号油！,最佳粘度范围,理想油温： 50 60,2020/9/26,78,9.4 使用液压油值得注意的问题,1）新油并不干净 新油中,有0.0050.01%的微量水分.工作时油温升高,停止 工作,油温下降,水气凝成水分子混入油中,混入水占1%以上 时,油呈乳浊化.水分应限制在0.1%以下. 2）液压元件间隙小, 伺服阀0.0001吋= 0.00254mm 泵的柱塞和缸孔：0.0020.005mm，实用为 0.003mm 变量柱塞泵内有伺服阀控制的变量机构，应时刻保持油的 清洁。,2020/9/26,79,9.5.1 人体血液循环系统示意图,9.5 泵和人的心脏、液压油和血液的类比,2020/9/26,80,液压系统故障70%和油脏有关，人的疾病70%和血液 污染有关。 心脏人体中的液压泵 血液循环系统人体中的液压系统 正常人安静状态下：心跳60100次/分；6080毫升/次 假设75次/分，则4.56升/分，每昼夜64808640升； 即，6.488.64m3/昼夜 每年以365天计算，则23653153m3/年； 人，爱护自己的眼睛、爱会自己的心脏和血液； 我们也应该像爱护自己的眼睛、心脏和血液那样，爱护 液压泵、液压油和液压系统。,9.5.2 油和系统的关系=血液和人的关系,2020/9/26,81,传动传递和控制动力（能量)，包含力和速度； 10.1 压力控制回路 压力取决于负载，对于掘进机液压系统，安全压力的 设定，由相应的压力阀完成。 如LRDS变量泵，泵内设有相应的控制阀，实现压力和 流量的同时控制。 液压系统中的各种控制作用，都是通过对流量的控制 实现的，压力和流量有着内在联系。,10 液压回路原理构成,2020/9/26,82,10.1.1 溢流阀稳压回路,定量泵系统： 如图，节流调速 溢流阀-溢流稳压； 进油、回油节流， 溢流阀必不可少。 定量泵旁路节流， 溢流阀作安全阀。,2020/9/26,83,变量泵系统： 溢流阀作安全阀 过载才开平时关， 限定压力保安全。,10.1.2 溢流阀安全限压回路,2020/9/26,84,液体受压要搞清，盛它容积需密封， 绝对密封不现实，相对密封情理中， 只要油泵一供油，进出流量同时生。 流量压力有关系，情况不外就三种： 进入流量多于出，流量积累 p上升， 流量积累还供油，不是大漏就溃崩； 进入流量少于出，压力肯定形不成， 即使原来有压力，最后一点也不剩； 进入流量等于出，流量平衡 p稳定， 此时p 值是多少，大小全由负载定。, 压力形成（p和q关系）,2020/9/26,85, 节流调速：定量泵+节流阀， 因定量泵流量=常数，只能通过节流实现调速 容积调速： 变量泵，直接靠改变泵的工作容积（排量），实现调速 变量马达，只改变马达排量，也可实现调速，但一般只作辅助调速 容积节流调速：变量泵+节流控制，适用于多执行机构 采用变量泵：泵的流量和系统需要相适应,10.2 调速回路,2020/9/26,86,10.2.1.1 节流阀的本质 如图, 外负载不变，调节节流阀开度能否调节活塞速度? 节流阀开度变小，产生什么影响？,(a)和(b)均不能调速，换成调速阀，也不行；(c)可以调速,10.2.1 节流调速回路,2020/9/26,87,对(a)和(b)，通过溢流阀的流量变化时，其入口压力 基本不变。(c)溢流阀作安全阀，防止过载。,10.2.1.2 节流调速回路,2020/9/26,88,10.2.2 容积-节流调速回路,变量泵输出流量和系统需要相适应,10.2.2.1 容积-节流调速回路原理,2020/9/26,89,10.2.2.2 容积-节流调速回路结构,2020/9/26,90,透过现象要明察，才能认识流量阀： 先说普通节流阀，可调液阻就是它， 开口要是全关闭，液阻将是无穷大。 调速阀，不多啥，本质还是节流阀， 那它到底多个啥？多个定差减压阀， 定差定的是什么？定的节流恒压差。 流量阀，调流量，需要油源配合它， 油源流量得能调，否则它也没办法。,节流调速的理解,2020/9/26,91,10.2.3 容积调速回路,马达转速,1）变量泵定量马达,2）定量泵变量马达,改变变量泵或变量马达的排量（工作容积）实现调速,qP-泵输出流量,2020/9/26,92,3）变量泵液压缸,活塞速度,单杆缸活塞两边面积不同 qP-泵输出流量 改变泵的流量 可实现调速,2020/9/26,93,10.3 比例换向液压系统,2020/9/26,94,11 液压系统原理特点,11.1 液压系统 的结构形式 11.1.1 开式系统 泵从油箱吸油， 缸、马达回油 到油箱。 图中溢流阀 为安全阀。,2020/9/26,95,主泵补油泵 同轴驱动； 启动时主泵 自行从油箱 吸油，缸或 马达回油到 主泵吸入口。,11.1.2 半闭式系统,启动后，补油泵补充泄漏。,2020/9/26,96,主泵和补油 泵分别驱动； 主泵供油给 马达或油缸， 系统回油到 主泵； 补油泵补油。,11.1.3 闭式系统,2020/9/26,97,11.2.1 开式油箱系统,11.2 液压油箱的构成形式,11.2.2 加压油箱系统,开式油箱,加压油箱,开式油箱,2020/9/26,98,德国-力士乐/哈威LRDS变量泵,德国-力士乐/哈威LS多路阀,美国-依顿平衡阀,三峡主船闸主油缸 制造厂-液压缸,德国力士乐/法国波克兰 内曲线马达 或国产曲轴连杆马达 配进口轴承和密封 星轮一运马达,德国-力士乐/OK 减速机-行走马达,德国-运动控制阀,美国-派克接头 胶管31.5MPa,德国-宝色霞板 美国-派克密封,11.3 三一掘进机液压系统基本构成,2020/9/26,99,11.4A 掘进机简化液压系统图,2020/9/26,100,泵阀管路缸马达，形成容积且密封， 容积密封不绝对，相对密封情理通。 油泵凭借原动力，迫使流量进其中， 缸和马达带负载，试图阻止容积增。 泵缸马达还有阀，泄漏流量间隙生; 活塞转子有运动，工作流量才形成。 进入流量多于出，流量积累 p上升； 压力升到一定值，马达油缸被推动， 负载一直起作用，油泵供油也不停， 马达油缸持续动，进出流量达平衡。,11.5 液压传动系统原理,2020/9/26,101,流体始终在受压，受压同时还流动； 对缸马达多供油，运动加快意料中， 力的传递靠压力，有了流量才运动， 压力流量同作用，马达油缸才做功； 实际系统有保护，最高压力已调定， 调定压力靠弹簧，具体数值负载定； 达到调压阀动作，必有流量作呼应。 液体流动有阻力，克服阻力压差生， 流量压力和压差，弄清关系特有用； 掌握原理并不难，深造当然能成功。,11.5 液压传动系统原理 （续）,2020/9/26,102,12.1 液压系统的安装 12.1.1 安装前的准备与检查 1）检测仪表校准 2）元附件等齐全 3）外观检查： 如轴身，油口，连接法兰和螺纹，阀和调控手柄等是否有 损坏现象。如发现，应及时处理或更换相应元附件。 4）启封有关油口的防尘帽时，谨慎小心，切忌赃物落入。,12 液压系统安装调试,2020/9/26,103,1）泵和马达支座刚性足够; 2）安装泵的底座设置弹性减振垫，泵轴与原动机轴之间采用弹性联轴节,同轴度符合泵和原动机厂的规定。 3）轴不受外力; 或所受外力必须样本规定在限度以内。 4）进出油管采用相应胶管，防止产生装配应力。 5）泵的吸油管短而粗,并且防止吸瘪。 6）泄油管取自上边,泄油管直接通油箱，确保散热和轴承润滑，必要时可加装开启压力0.5bar的单向阀 ；,12.1.2 液压泵和马达安装注意事项,2020/9/26,104,7）轴封的内压轴封的外压。 8）一般吸油高度 500mm(泵轴线到油箱最低油面）。 9）吸油管或泄油管相对于油箱的最低油面，其淹没深度 为200mm；吸油和回油管尽量远离。 10）马达一般要求有背压,特别是低速大转矩马达,背压通常 要求23bar,有的要求10bar以上，间歇工作时保持背压 更重要； 11）注意马达在惯性作用下的泵作用(设计和配管)。,12.1.2 液压泵和马达安装注意事项（续-1）,2020/9/26,105,12.1.3 液压泵安装调试注意事项（续-2）,力士乐A11VO-LRDS泵给出的泵轴允许受力值 (Page114),60,130,190,17.5,22.5,26,30,40,46,42.5,57.5,66,泵的规格（排量mL/r）,径向力的位置（从轴肩算起）,a (mm),b (mm),c (mm),a,b,c,最大允许径向力Fj（N),最大允许轴向力Fz（N),2200,4800,6000,5000,4046,3398,11000,8594,7051,16925,13225,10850,Fj,abc,2020/9/26,106,12.1.3 液压缸安装注意事项,1）一般液压缸只承受额定轴向力,承受径向力十分有限； 2）注意缸的泵作用(设计和配管)； 3）注意单杆缸的特殊性(面积不等=排量不等,力不等,流量不等)； 4）固定长行程液压缸时,注意热胀冷缩问题(一端固定,另一端浮动)。,2020/9/26,107,液压系统要实现，组装配管第一关：相关资料要齐全， 元件附件有清单，初步检查看外观，若有疑点可试验。 元件附件先定位，装好接头和法兰，钢管初装需点焊， 再配管路才不难。管道酸洗按程序，过油封口防污染。 正式安装更谨慎，装配应力不出现。胶管安装要从严， 避免扭曲和急弯，转弯半径多大好，10倍外径常推荐， 管道长度得合适，不要过长和过短，弯曲半径应满足， 移动行程只等闲，4 % 余 量 有，长度最佳才规范， 胶管之间不摩擦，机械磨它也防范，若有热源需隔断。,12.1.4 液压系统组装配管,2020/9/26,108,12.2.1 调试前的准备 1） 事先准备好调试规程 2） 外观检查 油箱-油位-管道-接头(吸油球阀开否)-执行元件- 回油-泄油 3） 泵马达壳体预先灌油（和泵轴方位有关） 泵入口（同时扳 动联轴节）-出口-油流出-无气泡止；泵轴 朝上，应使位于注油口之上的排气口溢油为止。 4） 各阀在适当位置 如压力表开关 ,溢流阀旋松，换向阀中位等等.,12.2 液压系统的调试,2020/9/26,109,12.2.2 液压系统调试,1）点动电机，判断转向-转向不对，马上更正； 2）泵严禁带负载启动；切记缸和马达空载，并且空载运转 一定时间，直至将系统内空气排净； 3）加载时，注视压力表-压力上升，否则，对于定量泵， 检查溢流阀；对于变量泵，检查有关控制阀。 4）切记最高压力和最高转速不可同时使用。 5）液压缸是有限行程的执行器,调试时要特别注意；,2020/9/26,110,配管过后有二关，空转打压试运转： 工作介质合规定，加油过滤理当然。 油泵马达泄油管，注油之后接上边。 手盘油泵灌吸口，出口无泡才算完。 调压装置应松开，确保低压油循环， 首次转泵应点动，转向正确再运转。 空载运转多观察，仪表指示在始端， 打压试验逐级进， 每档兆帕 5到 3， 试验压力10分钟，其余3 分为时段， 泄压停车按顺序，实验记录应全面。,12.2.3 液压系统打压试运转,2020/9/26,111,整机下井不现实，拆成部件合规则， 液压管路拆开后，谨防污染别放过。 分解之后再装配，管子千万别接错， 确保泵内注满油，否则轴承要干磨， 首次试车须点动，各方无误再开车。 空载运转几分钟，再行加载才适合。,12.4 掘进机井下再装配,2020/9/26,112,13.1 掘进机液压系统日检,每次开机前,液压要例检, 油箱游标处,直接见油面, 不够需加油,切莫只等闲; 操作台侧看,手柄成一线, 一运和星轮,定位摩擦片, 要是不成线,手扳成一线. 要是不复位,可能出危险, 因为一开泵,马达就要转. 注意温度计,温升不要高, 6 8 号 油, 7 5度最高, 声音要异常,及时查明了, 泵体如过热,也应注意到.,13 液压系统使用维护,2020/9/26,113,13.1.1 掘进机操作台,2020/9/26,114,液压掘进好处多，干活省力进尺多。 人对机器多呵护，故障自然少得多， 日常使用多留意，设备熟悉知性格。 小病好治大病难，发现异常别放过， 个个班次有记录，完整记录好处多， 坚持下来有必要，设备完好人欢乐。,13.2 掘进机日常使用,2020/9/26,115,定检首先是月检, 主要内容在下边: 油泵弹性连轴器, 同轴精度保运转, 泵阀油缸油马达, 缸盖接头和配管, 如有松动和漏油, 及时处理无后患. 月检还有水系统, 喷嘴是否要堵严? 水压是否能保证, 清理滤芯也当然.,13.3 掘进机液压系统定期检,13.3.1 月检,2020/9/26,116,定检周期再长点, 那是季检或半年, 运转时间有长短, 科学计时小时算, 首换滤芯 2 5 0, 以后5 00再更换, 油滤空滤一起换, 吸油不畅它有关, 换油周期1 500, 合格油品才可换. 压力调定再检查, 确保系统更保险.,13.3.2 季检或年检,2020/9/26,117,14.1 拆卸液压系统注意事项,14 液压系统故障排除,1）确认动力已经关闭，且压力已经释放； 2）可能产生负载压力的缸或马达已经落下或释放能量； 3）蓄能器已经泄压； 4）堵住所有拆开的油口，切记勿使纤维等物落入油腔内。,2020/9/26,118,眼看耳听加手摸，分析判断有原则， 能否动作靠压力，流量决定快慢车。 流量压力有关系，压力形成有规则： 首先油泵要泵油，吸油通畅无阻隔； 油泵排油到容腔，相对封闭才适合； 正常泄漏是允许，泄漏超常影响多； 泵阀管道均正常，才生压力驱载荷。 最高压力已调定，限度之内好干活， 摩擦负载超常规，液压传动也没辙。,14.2 液压故障分析判断原则,2020/9/26,119,监测对在运转中的元件或系统，进行宏观上的连续 观察、监督测试； 检测在检测和元件的实验中，一般要求测量压力 （含真空镀），流量，转矩，转速，力，速度，温度， 油的黏度，密度，酸值，含水量，污染度等。 14.3.1 阀芯突然卡住，其结果必然反映到压力和速度上。 14.3.2 泵、马达、液压缸发生突然损坏的现象相对很少， 但会由于自身运动的磨损而降低性能。,14.3 液压系统的检测与早期诊断,2020/9/26,120,不发热,不振动,无噪声,突然不动作或误动作，先不必怀疑泵、马达、液压缸有故障，应先检查电控系统和液压阀及供油压力等。 多个执行机构，多数能正确动作，只有个别的不动作或误动作，应先检查接管是否正确，特别是出厂后有二次装配的液压设备。,14.4 执行元件误动作,2020/9/26,121,无声不振不发热, 突然出现误动作, 查阀压力和电气, 泵缸马达可放过； 执行机构有多个, 个别出现误动作, 二次装配想前后, 可能接管出差错。,14.5 执行元件误动作（续）,2020/9/26,122,大泵小泵都供油，执行机构有多个， 单阀单控有履带，还有截割头伸缩， 其余油缸和马达，两两合一同动作， 同动作时不协调，毛病出在哪一个？ 连在一起难分辨，管路拆开连一个， 同轴连接缸马达，最好脱轴不用说， 脱轴实在有困难，脱开管子讲规则： 管子敞开是可以，确保杂质别放过， 只要原理行得通，管子最好能闭合。,14.6 并联缸马达故障分析,2020/9/26,123,运行中四类故障：漏油、发热、振动、噪声 通常伴随出现，也有伴随其他故障。 14.7.1 预防性检查，耳听、目测、手感等手段。 1) 泵吸空,有时可听到噗噗声,同时油管振动。 2)溢流阀阀芯振动,甚至高频啸叫,溢流阀附近高压管振动。 3)壳体发热,手摸可感知。温度65时,一般人的手只 能碰一下,即离开。若手能坚持住,说明油温尚在最高允 许范围内,否则,说明油温过高。,14.7 漏油、发热、振动、噪声,2020/9/26,124,4) 泵和马达故障,常伴随壳体发热和不易听出的噪声;若发热同时噪声大,应停机检修。 5) 为预防元件损坏,可在泄油管接上透明管子,观察流速、颜色、泡沫等。,14.7.2 漏油,泄漏机理：缝隙泄漏：q h3 ； 多孔泄漏（表面粗糙）；粘附泄漏；动力泄漏。,14.7 漏油、发热、振动、噪声（续-1）,2020/9/26,125,1） 卸荷回路动作不良，当系统不需要压力油时，油仍在溢流阀的设定压力下溢流检查先导回路和卸荷阀的动作是否正常； 2）多路阀上的二次溢流阀压力与LS溢流阀压力不匹配（二次阀应比LS溢流阀压力高10bar以上），重新调节; 3）多路阀上的安全阀压力与泵上的压力切断阀压力不匹配重新调节安全阀应比切断阀压力高15bar以上。,14.7.3 发热,2020/9/26,126,4）与元件质量和系统装配质量有关： 系统发热和元件损坏有关，二者经常互为因果，恶性循环。元件质量不好，出厂时就有内在污染；或冷热加工过程中有缺欠，调试时往往发现不了问题。 5）液压元件规格选用不合理根据系统的工作压力和通过阀的最大流量选取。 6）冷却不足，散热不足；冷却水供应失灵，冷却水管道 中有结沉淀，油箱的散热面积不足改装冷却系统或加大油箱容量及散热面积；消除故障，消除沉淀。,14.7.3 发热（续-1）,2020/9/26,127,7）用泵时，泵的流量过大合理选泵。 8）油箱中液面太低，油液循环太快加油液到至少在油标处可见的位置 9）使用一段时间后，零件磨损，问题暴露，局部发热，高温，油变稀，油膜变薄，甚至铁磨铁，系统发热，漏油量大。由于高温，油变稀，元件更热，越热越稀，恶性循环。 10）元件虽好，但油受污染，也会造成泵、马达摩擦副过度磨损，甚至产生更多金属污染物，又产生恶性循环。,14.7.3 发热（续-2）,2020/9/26,128,两方面：机械振动；液压系统本身。 一般在加速度比 a/g0.3时，须考虑缓冲 1) 振动和噪声实质：不同频率的周期性振动，互为因果. 2) 泵与联轴节不同心或轴承损坏；马达和缸也产生噪声，但工作时间比泵短；阀的噪声也比泵小. 3) 如吸油管螺纹没拧紧，运转后漏气，吸空，产生噪声。 4) 伴随吸空引起振动，或阀突然换向等也会引起振动，乃至接头松动，进一步引起振动。,14.7.4 振动和噪声,2020/9/26,129,1) 调试系统或检查元件，拆装管道后，油中会出现泡沫，但运行一段时间后，会自然消失。若泡沫并不消失或运转中突然出现泡沫，应检查相关元件是否漏气，方法是：将黄油或肥皂水涂在可疑处。 2) 油的颜色如变成乳白色或浑浊不清，表示油中进水， 应及时查找原因。油的颜色变化在先，所以经常注意油 的颜色是必要的。,14.8 油中有泡沫和水,2020/9/26,130,空滤器堵塞,吸滤器堵塞,吸油管漏气,油箱油面低,油温低,油箱油面压力低,液压泵吸油不足,14.9 泵吸油不足导致压力不正常,压力不正常或上不去,油粘度大,2020/9/26,131,变量泵的排量过小,14.10 泵吸油正常时压力上不去原因分析,泵的泄漏过大,泵压油管路系统泄漏过大,安全阀调整不当,压力不正常或上不去,和压油管路相连的阀泄漏过大,相关的缸或马达泄漏过大,泵内LS阀卡滞,2020/9/26,132,14.11 液压泵过热,泵内零件磨损,液压泵过热,泵泄漏过大,泵泄漏过小,发热增多,热量带不走,系统发热量大,油温升高,冷却器散热差,冷却水量不足,2020/9/26,133,14.12 泵、马达轴封漏油,泵泄油管阻力过大,泵泄漏过多,泵轴封损坏,泵启动时泵体内无油,泵、马达轴封漏油,2020/9/26,134,14.13 马达动作缓慢,外负载过大,多路阀流量限制器调得过小,马达泄漏严重,马达机械效率严重下降,马达动作缓慢,系统泄漏过大,2020/9/26,135,14.14 液压缸爬行,缸内有空气,缸端盖密封过紧或过松,缸盖、活塞、活塞杆同轴度差,活塞杆弯曲,液压缸爬行,缸的安装位置偏移,缸孔直线度不良,缸体变形,2020/9/26,136,14.15 液压缸推力不足或速度渐慢甚至停止,缸两腔间的密封处间隙大,缸两腔间的密封件损坏,缸的泄漏过多,缸端油封太紧或活塞杆弯曲,缸体内孔某一段磨损严重,推力不足或速度 渐慢甚至停止,系统泄漏过大,2020/9/26,137,14.16.1 溢流阀调节螺杆全松，压力却上升？ 原因：先导阀孔堵塞；主阀芯卡住 办法：若发现阀孔或阀芯划伤-油石磨-金相砂纸抛光；如属同心度差，拆下重装并试验该阀； 原因：溢流阀的进出口接反 办法：拆卸管路，重装； 14.16.2 溢流阀调节螺杆拧紧，压力不上升？ 原因：先导阀与阀座不严；有异物或主阀芯阻尼孔堵塞； 办法：疏通先导阀口和阻尼孔-重装试验,14.16 溢流阀调压时的故障及排除,2020/9/26,138,原因：导阀处有异物，使阀口间隙不能减小。 办法：拆卸清洗先导阀。 14.16.4压力上升不均匀？ 原因：调压弹簧折断或弯曲 办法：拆检，换新弹簧 14.16.5 压力升到某值时，尖叫声？ 原因：弹簧振子固有频率和流量压力脉动频率共振。 办法：迅速调节螺杆，使其超过共振区；若无效，需增加阻尼。,14.16.3 压力升到某值，继续拧螺杆，压力不上升？,2020/9/26,139,1）锥阀或钢球与阀座的接触不良锥阀或钢球磨损时更换新的锥阀或钢球 2）滑阀与阀体配合间隙过大检查阀芯与阀体间隙 3）管接头没拧紧拧紧联接螺钉 4）密封破坏检查更换密封,14.16.6 溢流阀漏油严重,2020/9/26,140,1）调压弹簧弯曲或偏软更换弹簧 2）锥阀与阀座接触不良如锥阀是新的，则卸下调整螺 帽将导杆推几下，使其接触良好；或更换锥阀 3）钢球与阀座密合不良检查钢球圆度，更换钢球，研磨阀座 4）滑阀变形或拉毛更换或修研滑阀,14.16.7 压力波动,2020/9/26,141,1）弹簧断裂或漏装检查、更换或补装弹簧 2）阻尼孔阻塞疏通阻尼孔 3）滑阀卡住拆出、检查、修整 4）进出油口装反检查油源方向 5）锥阀漏装检查、补装锥阀,14.16.8 压力波动，调整无效,2020/9/26,142,1）螺帽松动紧固螺帽 2）弹簧变形，不复原检查更换密封 3）滑阀配合过紧修研滑阀，使其灵活 4）主滑阀动作不良检查滑阀与壳体的同心度 5）锥阀磨损换锥阀 6）出油路中有空气排除空气。 7）共振更换与流量对应的阀，略微改变阀的调定值（如调定值的差在0.5MPa以内时，容易发生共振。,14.16.9 噪音及振动,2020/9/26,143,14.17 和减压阀有关的故障及排除方法,14.17.1 压力波动不稳定 1）油液中混入空气排除油中空气 2）阻尼孔有时堵塞清理阻尼孔 3）阀芯与阀体内孔形位公差超过规定，使阀卡住修研阀孔及滑阀 4）弹簧变形或卡住，或弹簧太软更换弹簧 5）钢球不圆，钢球与阀座配合不好或锥阀安装不正确更换钢球或拆开锥阀调整,2020/9/26,144,1）泄油口不通；泄油管与回油管道相连，并有回油压力泄油管必须与回油管道分开，单独回油箱 2）主阀芯在全开位置时卡死修理、更换零件，检查油质 3）无负载或负载偏小依据负载调节减压阀输出压力 4）通往负载端的泄漏量过大排除泄漏量 5）进出口装反正确连接油口,14.17.2 不起减压作用,2020/9/26,145,14.18 和多路阀有关的故障及排除,1）滑阀卡死拆开清洗，去毛刺 2）阀体变形调节安装螺钉使压紧力均匀或修研阀孔 3）具有中间位置的对中弹簧折断更换弹簧 4）操纵减压阀输出压力不够操纵压力必须大于0.35Mpa 5）液控换向阀控制油路无油或被堵塞检查原因并消除 6）螺纹插装阀换向不灵或不换向拧紧力矩过大，旋松后按规定力矩重新拧紧,2020/9/26,146,14.19 和平衡阀有关的故障及排除方法,14.19.1 油缸动作不平稳 1）控制压力过低提高控制压力使之达到要求值 2）主阀芯卡死清洗 3）机械摩擦负载严重不均检查机械部分 14.19.2 逆方向不密封，有泄漏 1）主阀芯在全开位置上卡死修配，清洗 2）主阀锥面与阀座锥面接触不均匀检修或更换,2020/9/26,147,平衡阀失去平衡或锁定作用。 对先导平衡阀插件，调节平衡阀的压力 注意控制方向； 无法排除时更换相应插件，或清洗阀座的控制油道。,14.19.3 产生冲击或无法锁定液压缸,2020/9/26,148,液压入门并不难， 深造并非不可攀。 力学基础要打好， 受力分析很关键。 介质性质应掌握， 好多问题它相关。 流体力学概念清， 分析问题不跑偏。 流量压力是核心， 流量压力有因缘。 液阻概念很好懂， 起的作用不一般。 能量方程伯努力， 解决问题很广泛。 元件附件知结构， 了如指掌记心间。 控制理论能学好， 伺服系统也等闲。 理论实际紧相连， 故障排除敢靠前。 对待液压有兴趣， 液压专家理当然。,液压专家理当然,2020/9/26,149,1.流体始终从压力高的地方流向夜里低的地方。 对这句话你是如何理解的？,2. 如图，差动缸工作过程中， 比较p, p1, p2的大小!,18.3.6 伯努力方程应用思考题,