资源描述
液压传动总复习液压传动总复习时间：时间：6.24(周六）周六）液压传动考试通知液压传动考试通知第一章第一章液压传动概述液压传动概述1.1 液压传动的定义 1.2液压传动发展概述 1.3液压传动工作原理及组成1.4液压传动工作特性1.5液压传动的优缺点1.6液压传动的工业应用理想液体的能量守恒理想液体的能量守恒伯努力方程伯努力方程比位能比位能比压能比压能比动能比动能液压传动液压传动：用用液体液体作为介质，利用其作为介质，利用其压力能压力能实现运动传递。实现运动传递。液力传动：液力传动：用用液体液体作为介质，利用其作为介质，利用其动能动能实现运动传递。实现运动传递。气压传动：气压传动：用用气体气体作为介质，利用其作为介质，利用其压力能压力能实现运动传递。实现运动传递。气力传动：气力传动：用用气体气体作为介质，利用其作为介质，利用其动能动能实现运动传递。实现运动传递。液压系统组成液压系统组成（1）动力元件）动力元件泵（机械能泵（机械能压力能）压力能）（2）执行元件）执行元件缸、马达（压力能缸、马达（压力能机械能）机械能）（3）控制元件）控制元件阀（控制方向、压力及流量）阀（控制方向、压力及流量）（4）辅助元件）辅助元件油箱、油管、滤油器油箱、油管、滤油器（）工作介质（）工作介质液压油液压油力的传递遵循帕斯卡原理力的传递遵循帕斯卡原理p p2 2=F F2 2/A A2 2 F F1 1=p p1 1A A1 1=p p2 2A A1 1=pApA1 1液压与气动系统的工作压力取决于外负载。液压与气动系统的工作压力取决于外负载。运动的传递遵照容积变化相等的原则运动的传递遵照容积变化相等的原则q q1 1=v v1 1A A1 1=v v2 2A A2 2=q q2 2执行元件的运动速度取决于流量。执行元件的运动速度取决于流量。压力和流量是液压与气压传动中的两个最基本的压力和流量是液压与气压传动中的两个最基本的参数。参数。液压传动的工作特性液压传动的工作特性机床工作台液压传动系统组成机床工作台液压传动系统组成 第第2章章液压泵及液压马达液压泵及液压马达2.1液压泵与液压马达作用液压泵与液压马达作用2.2液压泵与液压马达工作原理液压泵与液压马达工作原理2.3液压泵与液压马达分类液压泵与液压马达分类2.4液压泵与液压马达参数液压泵与液压马达参数2.5齿轮泵和齿轮马达齿轮泵和齿轮马达2.6叶片泵和与叶片马达叶片泵和与叶片马达2.7柱塞泵和柱塞马达柱塞泵和柱塞马达2.8液压泵的性能比较液压泵的性能比较 2 2.1.1 液压泵及液压马达的作用液压泵及液压马达的作用 液压泵液压泵是液压系统的动力元件，将原动机输是液压系统的动力元件，将原动机输入的机械能转换为压力能输出，为执行元件入的机械能转换为压力能输出，为执行元件提供压力油。提供压力油。液压马达液压马达是将液体压力能转换为机械能的装是将液体压力能转换为机械能的装置置,输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。2.2.2 工作原理工作原理液压传动系统中使用的液压泵都是容积式的，其工作原液压传动系统中使用的液压泵都是容积式的，其工作原理如图所示理如图所示.液压马达的工作原理液压马达的工作原理液压系统中使用的液压马达也是容积式的，液压系统中使用的液压马达也是容积式的，从原理上讲是把容积式泵逆用，即向泵中输入压从原理上讲是把容积式泵逆用，即向泵中输入压力油，就可使泵轴转动，输出转矩和转速，成为力油，就可使泵轴转动，输出转矩和转速，成为液压马达。液压马达。液压泵正常工作的三个必备条件液压泵正常工作的三个必备条件必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积；容积；密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化，容积由小变大容积由小变大吸油，由大变小吸油，由大变小压油；压油；密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，密闭容积增大到极限时，先要与吸油腔隔开，然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先要与然后才转为排油；密闭容积减小到极限时，先要与排油腔隔开，然后才转为吸油。单柱塞泵是通过两排油腔隔开，然后才转为吸油。单柱塞泵是通过两个单向阀来实现这一要求的。个单向阀来实现这一要求的。液压泵与马达结构上的区别液压泵与马达结构上的区别1.一般泵进口尺寸一般泵进口尺寸出口尺寸，马达则进出口尺寸相同。出口尺寸，马达则进出口尺寸相同。2.2.泵结构上有自吸能力，而马达则无此能力。泵结构上有自吸能力，而马达则无此能力。3.3.马达需正反转，内部结构一般对称，泵一般无此要求。马达需正反转，内部结构一般对称，泵一般无此要求。4.4.马达结构及润滑要求要满足很宽的调速范围，泵高速而马达结构及润滑要求要满足很宽的调速范围，泵高速而变化小。变化小。5.5.马达需较大的启动扭矩，要求内部摩擦小。马达需较大的启动扭矩，要求内部摩擦小。液压泵和液压马达的种类按其排量能否调节分为：液压泵和液压马达的种类按其排量能否调节分为：定量泵定量泵（定量马达）（定量马达）变量泵变量泵（变量马达）（变量马达）按结构形式可分为：按结构形式可分为：齿轮式齿轮式 叶片式叶片式 柱塞式柱塞式 螺杆式螺杆式一、液压泵和液压马达的分类一、液压泵和液压马达的分类2 2.3.3 液压泵和液压马达的分类液压泵和液压马达的分类二、二、液压泵和液压马达的图形符号液压泵和液压马达的图形符号a.单向定量液压泵单向定量液压泵b.单向变量液压泵单向变量液压泵c.单向定量马达单向定量马达d.单向变量马达单向变量马达e.双向变量液压泵双向变量液压泵 f.双向变量马达双向变量马达2.4.4 液压泵和液压马达的性能参数液压泵和液压马达的性能参数(1)(1)工作压力工作压力:（输出油液压力（输出油液压力)取决于负载。取决于负载。一、压力一、压力(2)(2)额定压力额定压力:按试验标准规定情况下，允许连按试验标准规定情况下，允许连续运转的最高压力。续运转的最高压力。(3)(3)最高压力最高压力:短时间运行允许最高压力。短时间运行允许最高压力。泵泵(1)(1)工作压力工作压力:（输入油液压力）（输入油液压力）取决于输出轴取决于输出轴上的转矩。上的转矩。(2)(2)额定压力额定压力:按试验标准规定情况下，允许连按试验标准规定情况下，允许连续运转的最高压力。续运转的最高压力。(3)(3)最高压力最高压力:短时间运行允许最高压力。短时间运行允许最高压力。马马达达 流量与排量流量与排量二、排量：二、排量：不考虑泄漏情况下，泵（马达）每转一圈不考虑泄漏情况下，泵（马达）每转一圈所排出液体的体积，一般由其结构尺寸计算得来。所排出液体的体积，一般由其结构尺寸计算得来。三、流量：三、流量：单位时间内流体流过任意截面的流体的体单位时间内流体流过任意截面的流体的体积。积。1 1）理论流量：）理论流量：2 2）实际流量）实际流量3 3）额定流量）额定流量额定压力、额定转速下泵额定压力、额定转速下泵输出的流量输出的流量四、转速四、转速公称转速：公称转速：n nn n:泵（马达）不产生空穴及气蚀下连续泵（马达）不产生空穴及气蚀下连续运转的速度。运转的速度。最大转速：最大转速：n nmaxmax:泵（马达）有零件磨擦限制的短期泵（马达）有零件磨擦限制的短期最高运转的速度。最高运转的速度。最小转速：最小转速：n nminmin:马达不产生爬行现象的最低稳定运转马达不产生爬行现象的最低稳定运转速度。速度。五、功率五、功率理论输入功率理论输入功率 实际输入功率实际输入功率 理论输出功率理论输出功率 实际输出功率实际输出功率 泵泵理论输入功率理论输入功率 实际输入功率实际输入功率 理论输出功率理论输出功率 实际输出功率实际输出功率 马达马达T、p、q六、效率六、效率容积效率：容积效率：经过容积损失后实际输出功率（流量）与经过容积损失后实际输出功率（流量）与理论输出功率（流量）之比理论输出功率（流量）之比 泵泵马达马达机械效率：机械效率：理论输入功率（转矩）与实际输入功率理论输入功率（转矩）与实际输入功率（转矩）之比（转矩）之比 容积效率：容积效率：经过容积损失后理论输入功率（流量）与经过容积损失后理论输入功率（流量）与实际输入实际输入 功率（流量）之比功率（流量）之比 机械效率：机械效率：实际输出功率（转矩）与理论输出功率实际输出功率（转矩）与理论输出功率（转矩）之比（转矩）之比 计算实例计算实例1例例题题21某某液液压压系系统统，泵泵的的排排量量V10mL/r，电电机机转转速速n1200rpm，泵泵的的输输出出压压力力p=5Mpa泵泵容容积积效效率率v0.92，总效率，总效率0.840.84，求：，求：1）泵的理论流量；泵的理论流量；2 2）泵的实际流量；）泵的实际流量；3 3）泵的输出功率）泵的输出功率(实际）；实际）；4 4）驱动电机功率。）驱动电机功率。解：解：1 1）泵的理论流量）泵的理论流量 q qt t=v=vn n1010-3-3=10=10120012001010-3-312 12 L/minL/min 2)2)泵的实际流量泵的实际流量 q q q qt tv120.9211.04L/min 3)3)泵的输出功率泵的输出功率4）驱动电机功率）驱动电机功率计算实例计算实例1计算实例计算实例2已知泵的排量为已知泵的排量为160mL/r，转速为，转速为1000r/min，机械效率为，机械效率为0.9，总效率为，总效率为0.85；液压马达排量为；液压马达排量为140mL/r，机械效率，机械效率0.9，总效率为，总效率为0.8，系统压力为，系统压力为8.5MPa，不计管路损失，液，不计管路损失，液压马达的转速是多少？其输出转矩是多少？驱动液压泵所需压马达的转速是多少？其输出转矩是多少？驱动液压泵所需的转矩和功率是多少？的转矩和功率是多少？泵性能指标公式记忆理论转矩记住它理论转矩记住它 ,等于排量乘压差等于排量乘压差 .理论流量记得住理论流量记得住 ,等于排量乘转速等于排量乘转速 .功率等于功率等于p p 乘乘 q,q,也等转矩乘转速也等转矩乘转速 .能流方向分得清能流方向分得清 ,乘除效率不含糊乘除效率不含糊 .计算单位要统一计算单位要统一 ,角度一律用弧度角度一律用弧度.泵性能指标公式记忆 齿轮泵和齿轮马达齿轮泵和齿轮马达三、齿轮泵结构特点三、齿轮泵结构特点1.1.困油现象困油现象吸压 困油现象产生的原因困油现象产生的原因 齿轮重迭齿轮重迭系数系数1 1，在两对轮齿同时啮合时，在两对轮齿同时啮合时，它们之间将形成一个与吸、压油腔均它们之间将形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此闭死容积随齿不相通的闭死容积，此闭死容积随齿轮转动其大小发生变化，先由大变小，轮转动其大小发生变化，先由大变小，后由小变大。后由小变大。困油现象困油现象解决方法解决方法 困油现象的危害困油现象的危害:闭死容积由大变小时油液受挤压，闭死容积由大变小时油液受挤压，导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变大时，会导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变大时，会引起汽蚀和噪声。引起汽蚀和噪声。卸荷措施卸荷措施:在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽 2.径向力不平衡径向力不平衡 齿谷内的油液由吸油区的低压逐步增压到压油区的高压。齿谷内的油液由吸油区的低压逐步增压到压油区的高压。作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力作用在齿轮轴上液压径向力和轮齿啮合力的合力 F F 即为即为齿轮泵的径向力齿轮泵的径向力减小径向力措施减小径向力措施（1)合理选择齿宽及齿顶圆直径。（2)缩小压油腔尺寸。（3)延伸压油腔或吸油腔。减小径向力措施减小径向力措施（4)通过在盖板上开设平衡槽，使它们分别与低、高压腔相 通，产生一个与液压径向力平衡的作用。平衡径向力的措施都是以增加径向泄漏为代价。平衡径向力的措施都是以增加径向泄漏为代价。3.泄漏问题泄漏问题1)1)泄漏途径：泄漏途径：轴向间隙轴向间隙 80%80%q ql l 径向间隙径向间隙 15%15%q ql l 啮合处啮合处 5%5%q ql l2)2)危害：危害：v v3)3)防泄措施：防泄措施：a)a)减小轴向间隙减小轴向间隙 b)b)轴向间隙补偿装置轴向间隙补偿装置 浮动侧板浮动侧板 浮动轴套浮动轴套防泄措施防泄措施b)b)轴向间隙补偿装轴向间隙补偿装置置 浮动侧板浮动侧板 浮动轴套浮动轴套a)a)减小轴向间隙减小轴向间隙 小流量：间隙小流量：间隙0.025-0.04 0.025-0.04 mmmm 大流量：间隙大流量：间隙0.04-0.06 0.04-0.06 mmmm叶片泵与叶片马达叶片泵与叶片马达叶片泵分类叶片泵分类优点：优点：输出流量输出流量均匀、脉动小、噪声低、均匀、脉动小、噪声低、体积小。体积小。缺点：缺点：自吸性能差、对油液污染敏感、结自吸性能差、对油液污染敏感、结构较复杂。构较复杂。分类分类单作用单作用双作用双作用每转排油一次每转排油一次每转排油两次每转排油两次限压式变量叶片泵限压式变量叶片泵1.1.结构特点结构特点:弹簧、反馈柱塞、弹簧、反馈柱塞、限位螺钉。限位螺钉。eoo2.2.工作原理：工作原理：靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距的大小，靠反馈力和弹簧力平衡，控制偏心距的大小，来改变流量。来改变流量。转子中心固定，转子中心固定，定子可以水平移动定子可以水平移动外反馈、限压外反馈、限压下图左中表示限压式变量叶片泵的原理，下图右为其特性曲线。泵的输出下图左中表示限压式变量叶片泵的原理，下图右为其特性曲线。泵的输出压力作用在定子右侧的活塞压力作用在定子右侧的活塞1上。当压力作用在活塞上的力不超过弹簧上。当压力作用在活塞上的力不超过弹簧2的预的预紧力时，泵的输出流量基本不变。当泵的工作压力增加，作用于活塞上的力超紧力时，泵的输出流量基本不变。当泵的工作压力增加，作用于活塞上的力超过弹簧的预紧力时，定子向左移动，偏心量减小，泵的输出流量减小。当过弹簧的预紧力时，定子向左移动，偏心量减小，泵的输出流量减小。当泵泵压力到达某一压力到达某一数值时，偏心量接近零，泵没有流量输出。数值时，偏心量接近零，泵没有流量输出。限压式变量叶片泵的特性曲线限压式变量叶片泵的特性曲线段：段：当工作压力p小于预先调定的限定压力pc段：段：泵的供油压力p超过预先调整的压力pB 柱塞泵和柱塞马达柱塞泵和柱塞马达轴向式轴向式径向式径向式一、一、轴向柱塞泵轴向柱塞泵柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴柱塞沿径向放置的泵称为径向柱塞泵，柱塞轴向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压向布置的泵称为轴向柱塞泵。为了连续吸油和压油，柱塞数必须大于等于油，柱塞数必须大于等于3 3。径向柱塞泵径向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵配流轴式径向柱塞泵阀配流径向柱塞泵阀配流径向柱塞泵轴向柱塞泵轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜盘式轴向柱塞泵斜轴式无铰轴向柱塞泵斜轴式无铰轴向柱塞泵1.1.工作原理工作原理工作原理工作原理缸体缸体：均布Z 个柱塞孔，分布圆直径为D柱塞滑履组柱塞滑履组：柱塞直径为d斜盘：斜盘：相对传动轴倾角为配流盘配流盘传动轴传动轴*缸体转动缸体转动*斜盘、配油盘不动斜盘、配油盘不动缸体、柱塞、配油盘、斜盘缸体、柱塞、配油盘、斜盘*柱塞伸出柱塞伸出低压油低压油机械装置机械装置2.2.典型结构典型结构3.3.流量计算流量计算排量排量:一个密封空间一个密封空间:流量流量:式中：式中：d d-柱塞直径柱塞直径 D D-柱塞分布圆直径柱塞分布圆直径 -斜盘倾角斜盘倾角 z z-柱塞数柱塞数 q tg,q;q。改变改变 的大小的大小变量泵；变量泵；改变改变 的方向的方向双向泵。双向泵。流量脉动率流量脉动率：z z为奇数为奇数z z为偶数为偶数结论：结论：柱塞数为奇数时流量脉动小，柱塞数为奇数时流量脉动小，柱塞数越多，脉动越小。柱塞数越多，脉动越小。一般取一般取 z=7z=7、9 9、1111能否变量能否变量压力压力脉动率脉动率油液要求油液要求效率效率噪声噪声外啮合外啮合齿轮泵齿轮泵双作用双作用叶片泵叶片泵单作用单作用叶片泵叶片泵轴向柱轴向柱塞泵塞泵能能不能不能能能不能不能低压低压高压高压低压低压低压低压大大小小中等中等中等中等较低较低中等中等中等中等高高低低中等中等中等中等高高大大小小中等中等中等中等液压泵的性能比较与选用液压泵的性能比较与选用第第3 3章章 液压缸液压缸 3 3.1.1 液压缸概述及分类液压缸概述及分类一、作用：一、作用：压力能压力能机械能机械能,用于实现直线往复运动用于实现直线往复运动二、二、液压缸的类型和特点液压缸的类型和特点直线运动摆动运动活塞缸单杆双杆双作用差动柱塞缸伸缩缸摆动缸（摆动马达）齿轮缸单作用2.2 单杆双作用活塞式液压缸一、结构一、结构缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等二二.工作原理工作原理工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等，工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等，活塞在液压力的作用下，作直线往复运动活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。无杆腔进油腔回油腔有杆腔三、职能符号n单杆单作用活塞缸单杆单作用活塞缸n单杆双作用活塞缸单杆双作用活塞缸双向液压驱动双向液压驱动 单向液压驱动，单向液压驱动，回程靠外力。回程靠外力。(1)(1)速度速度同样同样 q时时，v1F2结论结论2例：液压刨床例：液压刨床五、差动缸五、差动缸差动连接后，速度大，推力小差动连接后，速度大，推力小 q1q2p q代入上式：代入上式：推力推力：速度：速度：特点：特点：v3v1；F3F1。活塞只有一个，设此时的速度为活塞只有一个，设此时的速度为v v3 3结论结论差动缸差动缸如令：如令：则有则有：结论：结论：当当时，快进、快退速度相等。时，快进、快退速度相等。或q1q2p q1.1.双作用单杆缸快进时采用差动连接，快退时油双作用单杆缸快进时采用差动连接，快退时油液输入液压缸有杆腔，如其快进和快退时速度均液输入液压缸有杆腔，如其快进和快退时速度均为为v v，列出其快进和快退时运动方程。，列出其快进和快退时运动方程。差动液压缸计算实例差动液压缸计算实例缸快退时：缸快退时：缸快进时：缸快进时：活塞截面积：活塞截面积：Pqq 两个双作用单杆缸采用并行连接，其中活塞杆固两个双作用单杆缸采用并行连接，其中活塞杆固定，活塞及活塞杆截面积分别为定，活塞及活塞杆截面积分别为A1A1、A2A2，不计损，不计损失，试求缸筒运动速度及牵引力。失，试求缸筒运动速度及牵引力。并连液压缸计算实例并连液压缸计算实例缸筒运动速度：缸筒运动速度：液压缸运动方向：液压缸运动方向：牵引力为：牵引力为：左左一、结构特点一、结构特点 两侧有效工作面积一样。两侧有效工作面积一样。双杆活塞缸二、基本参数基本参数第第5 5章章 液压控制阀液压控制阀5.1 5.1 阀的作用和分类阀的作用和分类一、作用一、作用 控制液流的方向、压力和流量。控制液流的方向、压力和流量。二、分类二、分类 按用途：压力阀、流量阀、方向阀按用途：压力阀、流量阀、方向阀按连接方式：管式、按连接方式：管式、板式、法兰式、叠加式等板式、法兰式、叠加式等按操纵方式：手动、机动、电动、液动和电液动按操纵方式：手动、机动、电动、液动和电液动 5.2 5.2 压力控制阀压力控制阀一、压力控制阀分类一、压力控制阀分类 溢流阀溢流阀 减压阀减压阀 顺序阀顺序阀 平衡阀平衡阀 滑阀滑阀 球阀球阀 锥阀锥阀 直动式直动式 先导式先导式 按用途按用途 按阀芯结构按阀芯结构按工作原理按工作原理二、溢流阀二、溢流阀(1)(1)作用：防止系统过载，保持系统压力恒定。作用：防止系统过载，保持系统压力恒定。(2)(2)、工作原理、工作原理 职能符号：职能符号：工作原理：工作原理：pA pA F Fs s,溢流。溢流。F Fs s 弹簧力弹簧力1.1.直动式溢流阀直动式溢流阀DBDDBD型直动式溢流阀型直动式溢流阀实物图实物图结构图结构图2.先导型溢流阀先导型溢流阀结构组成结构组成 它由先导阀和主阀组成。它由先导阀和主阀组成。先导阀实际上是一个小流量直动型先导阀实际上是一个小流量直动型溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上溢流阀，其阀芯为锥阀。主阀芯上有一阻尼孔，且有一阻尼孔，且上腔作用面积略大上腔作用面积略大于下腔作用面积于下腔作用面积，其弹簧只在阀口，其弹簧只在阀口关闭时起复位作用。关闭时起复位作用。N N为主阀芯上合力（向下为正为主阀芯上合力（向下为正）A A为上腔有效作用面积为上腔有效作用面积液流不动时液流不动时ApFpAApNs D D-+-=先导型溢流阀工作原理要点先导型溢流阀工作原理要点先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流先导阀和主阀阀芯分别处于受力平衡，其阀口都满足压力流量方程。阀的进口压力由两次比较得到，压力值主要由先导阀调量方程。阀的进口压力由两次比较得到，压力值主要由先导阀调压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用。压弹簧的预压缩量确定，主阀弹簧起复位作用。通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的通过先导阀的流量很小，是主阀额定流量的1，因此其尺寸很，因此其尺寸很小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能小，即使是高压阀，其弹簧刚度也不大。这样一来阀的调节性能有很大改善。有很大改善。主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为主阀芯开启是利用液流流经阻力孔形成的压力差。阻力孔一般为细长孔，孔径很小细长孔，孔径很小=0.81.2mm，孔长，孔长l=812mm，因此工作时，因此工作时易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。易堵塞，一旦堵塞则导致主阀口常开无法调压。先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。先导阀前腔有一控制口，用于卸荷和遥控。先导式溢流阀遥控口作用先导式溢流阀遥控口作用阻尼孔阻尼孔主阀主阀先导阀先导阀平衡弹簧调压弹簧调压弹簧阻尼孔、压差阻尼孔、压差p远程控制口远程控制口K:实现远程调压。实现远程调压。K口打开，口打开，p 由控制油压决定；由控制油压决定；K口堵上，口堵上，p 由先导阀由先导阀ps s决定。决定。先导型溢流阀遥控口接法先导型溢流阀遥控口接法先导阀前腔有一遥控口，在该控制口接远程调压阀可先导阀前腔有一遥控口，在该控制口接远程调压阀可实现远控，接电磁阀通回油箱可实现卸载。实现远控，接电磁阀通回油箱可实现卸载。先导阀实物先导阀实物()压力调节范围：压力调节范围：压力调节范围是指调压弹簧在规定的范围内调节时，系统压力能平稳地上升或下降，且压力无突跳及迟滞现象时的最大和最小调定压力。一一.静态性能静态性能3、溢流阀的性能溢流阀的性能()卸荷压力：卸荷压力：当溢流阀的远程控制口K与油箱相连时，额定流量下的压力损失称为卸荷压力。()启闭特性：启闭特性：启闭特性是指溢流阀在稳态情况下从开启到闭合的过程中，被控压力与通过溢流阀的溢流量之间的关系。它是衡量溢流阀定压精度的一个重要指标，一般用溢流阀处于额定流量、调定压力ps时，开始溢流的开启压力pK及停止溢流的闭合压力pB分别与ps的百分比来衡量。()启闭特性：启闭特性：开启比开启比pK：开始溢流的开启压力pK与ps的百分比。闭合比闭合比pB：停止溢流的闭合压力pB与ps的百分比。溢流阀的启闭特性曲线溢流阀的启闭特性曲线 显然上述两个百分比越大，则两者越接近，溢流阀的启闭特性就越好。一般开启比大于90%，闭合比大于85%。%100=sKKppp%100=sBBppp-当溢流阀在溢流量发生由零至额定流量的阶跃变化时，它的进口压力，当溢流阀在溢流量发生由零至额定流量的阶跃变化时，它的进口压力，也就是它所控制的系统压力，将如图所示的那样迅速升高并超过额定也就是它所控制的系统压力，将如图所示的那样迅速升高并超过额定压力的调定值，然后逐步衰减到最终稳定压力，从而完成其动态过渡压力的调定值，然后逐步衰减到最终稳定压力，从而完成其动态过渡过程。定义最高瞬时压力峰值与额定压力调定值过程。定义最高瞬时压力峰值与额定压力调定值PsPs的差值为压力超调的差值为压力超调量量pp，则压力超调率，则压力超调率pp为：为：二二.动态性能动态性能t t1 1称称之之为为响响应应时时间间；t t2 2称称之之为为过过渡渡过过程程时时间间。显显然然，t t1 1越越小小，溢溢流流阀阀的的响响应越快；应越快；t t2 2越小，溢流阀的动态过渡过程时间越短。越小，溢流阀的动态过渡过程时间越短。压力超调率是衡量溢流阀动态定压误差的一个性能指标-先导阀流量先导阀流量-特性曲线特性曲线先导式特点：反应慢，稳定性好，波动小。先导式特点：反应慢，稳定性好，波动小。P P 主阀芯上端的主阀芯上端的 压力压力 对于高压大流量的溢流阀，为对于高压大流量的溢流阀，为了减小波动，采用了先导阀。了减小波动，采用了先导阀。1 1、减压阀、减压阀(2)(2)特点：特点：出口压力控制阀芯动作，出口压力控制阀芯动作，有单独泄油口有单独泄油口(3)(3)工作原理：工作原理：节流口产生压降节流口产生压降p p2 2=p1 1 -p，p1 1一定，一定，p ，p2 2。p1 1ps s,减压、稳压。减压、稳压。(1)作用：作用：减低系统压力，并有稳压作用。减低系统压力，并有稳压作用。三、三、其他压力控制阀其他压力控制阀(4)稳压原理稳压原理职能符号：职能符号：p p2 2 阀芯上移阀芯上移阀口减小阀口减小 p p，p p2 2=p p1 1 -p p，p p1 1一定，一定，p p ，p p2 2；p p2 2 阀芯下移阀芯下移阀口开大阀口开大 p p，p p，p p2 2=p ps s。减压阀类型除上述减压阀类型除上述定值定值减压阀外，还有减压阀外，还有定差定差减压阀及减压阀及定比定比减低阀。减低阀。2 2、顺序阀、顺序阀作用：作用：控制多个执行元件动作顺序。控制多个执行元件动作顺序。(1)(1)内控顺序阀内控顺序阀结构：结构：出油口接二次油路，有单出油口接二次油路，有单独泄油口。独泄油口。工作原理：工作原理：p p p ps s,接通。接通。特点：特点：内部控制，内部控制，外部泄油。外部泄油。基本原理基本原理控制油液控制油液出油口出油口作用作用符号符号溢流阀溢流阀减压阀减压阀顺序阀顺序阀利用弹簧力与油液压力产生的作用力相平衡利用弹簧力与油液压力产生的作用力相平衡进油口进油口出油口出油口进油口或远控口进油口或远控口接油箱接油箱接下一级回路接下一级回路泄流、调压、泄流、调压、卸荷、安全卸荷、安全顺序动作、卸顺序动作、卸荷（液控）荷（液控）降低油路降低油路压力压力三种阀的性能比较与选用三种阀的性能比较与选用接下一级回路接下一级回路压力阀小结压力阀小结作用作用：控制液压系统中的压力。控制液压系统中的压力。共性：共性：利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的利用液压力和弹簧力比较，控制阀口的 开与关；或控制开口大小。开与关；或控制开口大小。溢流阀：溢流阀：控制进口压力控制进口压力减压阀：减压阀：控制出口压力控制出口压力顺序阀：顺序阀：控制阀口通与不通，进而控制执行元件控制阀口通与不通，进而控制执行元件 的动作顺序。的动作顺序。平衡阀：平衡阀：装在执行元件的回油路上，平衡重物。装在执行元件的回油路上，平衡重物。要求：要求：掌握前三种阀的工作原理及应用场合。掌握前三种阀的工作原理及应用场合。流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流流量控制阀是通过改变阀口大小来改变液阻实现流量调节的阀。量调节的阀。普通流量控制阀包括普通流量控制阀包括节流阀、调速阀、溢流节流阀节流阀、调速阀、溢流节流阀和和分流集流阀分流集流阀。节节流流阀阀调调速速阀阀流量控制阀流量控制阀作用：控制流量，调节执行元件的运动速度。作用：控制流量，调节执行元件的运动速度。一、一、普通节流阀普通节流阀1.结构结构 轴向三角槽轴向三角槽职能符号：职能符号：薄壁孔薄壁孔细长孔细长孔 Cq 流量系数流量系数 A 节流口通流截面积节流口通流截面积 p 节流口前后压差节流口前后压差 m 压差指数压差指数 K 节流系数节流系数Q A，p=c，A ，Q。流量特性流量特性 普通节流阀由于刚性差，在节流开口一定的条件下通过它的工作流量受工作负载（亦即其出口压力）变化的影响，不能保持执行元件运动速度的稳定，因此只适用于工作负载变化不大和速度稳定性要求不高的场合，由于工作负载的变化很难避免，为了改善调速系统的性能，通常是对节流阀进行补偿，即采取措施使节流阀前后压力差在负载变化时始终保持不变。二、调速阀二、调速阀由式q=KApm，可得：p 基本不变时，通过节流阀的流量只由其开口量大小来决定，使基本保持不变的方式有两种：一种是将定压差式减压阀与节流阀并联定压差式减压阀与节流阀并联起来构成调速阀调速阀；另一种是将稳压稳压溢流阀与节流阀并联溢流阀与节流阀并联起来构成溢流节流阀溢流节流阀。这两种阀是利用流量的变化所引起的油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作来自动调节节流部分的压自动调节节流部分的压力差，使其保持恒定力差，使其保持恒定。1.1.组成：组成：节流阀差压式减压阀节流阀差压式减压阀2.2.工作原理工作原理p1一定，一定，p2阀芯下移阀芯下移xR pR pm，pT=pm-p2=C;p2阀芯上移阀芯上移xR pR,pm，pT=pm-p2=C。节流阀：节流阀：F变，变，p变，变，q变。变。调速阀：调速阀：F变，变，pT不变，不变，q不受负载变化的影响不受负载变化的影响。3.流量特性流量特性应用：应用：负载变化，运动平稳性要求高的调速系统。负载变化，运动平稳性要求高的调速系统。pp阀的进出口压差阀的进出口压差节流阀：节流阀：p=pp=pT T=p p1 1 p p2 2调速阀：调速阀：p=p=ppT T+ppR R当当F F 变化时，调速阀进出口压变化时，调速阀进出口压差差ppR R ，不变的是，不变的是 p pT T。要求：调速阀正常工作要求：调速阀正常工作p p 0.40.5MPa0.40.5MPa（p p 0.4MPa0.4MPa时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）时减压阀不起作用，和普通节流阀一样）五、节流阀计算实例五、节流阀计算实例液压泵流量为液压泵流量为qB=10L/min，液压缸无杆腔与有杆腔面积分别为，液压缸无杆腔与有杆腔面积分别为A150cm2，A2=25cm2，溢流阀调定压力，溢流阀调定压力Py2.4MPa，通过，通过节流阀的流量节流阀的流量设设C0.62，=900kg/m3。分。分别计算各回路中活塞运动速度和液压泵工作压力。别计算各回路中活塞运动速度和液压泵工作压力。活塞杆速度及泵工作压力分别为：活塞杆速度及泵工作压力分别为：节流阀进出口压差为：节流阀进出口压差为：活塞杆速度活塞杆速度节流阀进出口压差为：节流阀进出口压差为：活塞所需流量活塞所需流量活塞运动时溢流阀处于稳定溢流状态活塞运动时溢流阀处于稳定溢流状态溢流阀关闭作安全阀用溢流阀关闭作安全阀用活塞杆速度活塞杆速度节流阀进出口压差为：节流阀进出口压差为：活塞所需流量活塞所需流量节流口太大不起作用节流口太大不起作用节流阀实际流量节流阀实际流量5.4方向控制阀方向控制阀一、作用一、作用控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。控制液流方向，从而改变执行元件的运动方向。二、分类二、分类单向阀单向阀(普通单向阀、液控单向阀）普通单向阀、液控单向阀）换向阀换向阀电液动换向阀应用电液动换向阀应用电液联合电液联合控制，弹簧复位。控制，弹簧复位。电磁控制先导阀动作，电磁控制先导阀动作，液体控制主阀芯动作，液体控制主阀芯动作，节流阀控制阀芯移动速度节流阀控制阀芯移动速度简化符号简化符号：应用：应用：高压、大流量的场合。高压、大流量的场合。（Q1200L/min)三位四通电液换向阀三位四通电液换向阀中位机能中位机能三位的滑阀在中位时三位的滑阀在中位时各油口的连通方式体各油口的连通方式体现了换向阀的控制机现了换向阀的控制机能，称之为滑阀的中能，称之为滑阀的中位机能。位机能。不同滑阀机不同滑阀机能的滑阀，阀体是通能的滑阀，阀体是通用的，仅阀芯台肩的用的，仅阀芯台肩的尺寸和形状不同。尺寸和形状不同。换向阀小结换向阀小结职能符号职能符号:位位:阀芯的工作位置阀芯的工作位置;通通:阀体上油路的通道数阀体上油路的通道数;机能机能:中位时油路的连通方式。中位时油路的连通方式。控制方式控制方式:O型H型P型Y型K型手动手动机动机动电磁电磁液动液动电液电液第第8 8章章 典型液压回路典型液压回路 任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液压基本回任何液压系统都是由一些基本回路组成。所谓液压基本回路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。路是指能实现某种规定功能的液压元件的组合。基本回路按在液压系统中的功能可分：基本回路按在液压系统中的功能可分：压力控制回路压力控制回路 控制整个系统或局部油路的工控制整个系统或局部油路的工作压力；作压力；速度控制回路速度控制回路 控制和调节执行元件的速度；控制和调节执行元件的速度；方向控制回路方向控制回路 控制执行元件运动方向的变换控制执行元件运动方向的变换和锁停；和锁停；多执行元件控制回路多执行元件控制回路 控制几个执行元件间的控制几个执行元件间的工作循环。工作循环。8 8.1.1 压力控制回路压力控制回路调压回路调压回路减压回路减压回路卸荷回路卸荷回路平衡回路平衡回路保压回路保压回路压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩的要求，包括以下回路。的要求，包括以下回路。压力回路计算实例压力回路计算实例1例题例题1 1活塞运动时活塞运动时活塞到终端时活塞到终端时解题（解题（1）负载力为负载力为4200N时时活塞不能被推动活塞不能被推动解题（解题（2）8 8.2.2 调速回路调速回路速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调速度控制回路是讨论液压执行元件速度的调节和变换的问题。节和变换的问题。调速回路调速回路 调节执行元件运动速度的回路。调节执行元件运动速度的回路。n定量泵供油系统的节流调速回路定量泵供油系统的节流调速回路n变量泵（变量马达）的容积调速回路变量泵（变量马达）的容积调速回路n容积节流调速回路容积节流调速回路 快速回路快速回路 使执行元件快速运动的回路。使执行元件快速运动的回路。速度换接回路速度换接回路 变换执行元件运动速度的变换执行元件运动速度的回路。回路。回路特性回路特性qp=q1+qp1A1=Fq1=KATp1/2=KAT1(pp-F/A1)1/2v=q1/A1=KAT1(pp-F/A1)1/2/A1qp=q1+qppA1=p2A2+Fq2=KATp21/2=KAT2(ppA1/A2-F/A2)1/2v=q2/A2=KAT2(ppA1/A2-F/A2)1/2/A2流量连续性方程流量连续性方程活塞受力平衡方程活塞受力平衡方程节流阀压力流量方节流阀压力流量方程程速度负载特性方程速度负载特性方程进口节流调速进口节流调速出口节流调速出口节流调速采用调速阀代替节流阀调速，可以改善速度采用调速阀代替节流阀调速，可以改善速度-负载特性，其它特性同节流阀调速一样。负载特性，其它特性同节流阀调速一样。变量泵变量泵-变量马达式调速回路变量马达式调速回路8 8.3.3 方向控制回路方向控制回路通过控制进入执行元件液流的通、断或变向，来实通过控制进入执行元件液流的通、断或变向，来实现执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路称现执行元件的启动、停止或改变运动方向的回路称为方向控制回路为方向控制回路常用的方向控制回路有常用的方向控制回路有换向回路换向回路锁紧回路锁紧回路制动回路制动回路7.4多缸动作回路多缸动作回路顺序动作回路顺序动作回路同步回路同步回路多缸快慢速互不干扰回路多缸快慢速互不干扰回路多缸卸荷回路多缸卸荷回路液压系统中，两个或两个以上（多）液压系统中，两个或两个以上（多）缸按照各缸之间的运动关系要求进缸按照各缸之间的运动关系要求进行控制，完成预定功能的回路。行控制，完成预定功能的回路。学习目的学习目的了解液压技术在国民经济各行各业中的应用；了解液压技术在国民经济各行各业中的应用；熟悉各种液压元件在液压系统中的作用及各种基本回路的构成；熟悉各种液压元件在液压系统中的作用及各种基本回路的构成；掌握分析液压系统的步骤和方法。掌握分析液压系统的步骤和方法。分析液压系统的步骤分析液压系统的步骤了解设备对液压系统的要求；了解设备对液压系统的要求；以执行元件为中心，将系统分解为若干块以执行元件为中心，将系统分解为若干块子系统；子系统；根据执行元件的动作要求对每个子系统进行分析，搞清楚子系统由哪些基根据执行元件的动作要求对每个子系统进行分析，搞清楚子系统由哪些基本回路组成；本回路组成；根据设备对各执行元件间互锁、同步、顺序动作和防干扰等要求，分析各根据设备对各执行元件间互锁、同步、顺序动作和防干扰等要求，分析各子系统的联系；子系统的联系；归纳总结整个系统的特点。归纳总结整个系统的特点。第第9 9章章 典型液压系统典型液压系统组合机床动力滑台液压系统电磁铁动作顺序表电磁铁动作顺序表 1Y 2Y 3Y YJ 行程阀行程阀快进快进+-导通导通一工进一工进+-切断切断二工进二工进+-+-切断切断死挡铁停留死挡铁停留+-+切断切断快退快退-+-断断通通原位停止原位停止-导通导通液压系统的特点分析液压系统的特点分析1.1.采用限压式变量泵和调速阀组成的采用限压式变量泵和调速阀组成的容积节流调速回路容积节流调速回路，没有溢，没有溢流功率损失，系统的效率较高。回油路上的流功率损失，系统的效率较高。回油路上的背压阀背压阀使滑台能承使滑台能承受负值负载。受负值负载。2.2.采用采用行程阀、液控顺序阀进行速度切换行程阀、液控顺序阀进行速度切换，在快进转工进时，在快进转工进时，速度切换平稳。同时调速阀可起加载作用。速度切换平稳。同时调速阀可起加载作用。3.3.采用了采用了限压式变量泵和差动连接快速回路限压式变量泵和差动连接快速回路，解决了快慢速度，解决了快慢速度相差悬殊的问题，使能量的利用比较经济合理。相差悬殊的问题，使能量的利用比较经济合理。4.4.采用了三位五通采用了三位五通M M型中位机能的型中位机能的电液换向阀电液换向阀换向，提高了换向换向，提高了换向平稳性，冲击小。平稳性，冲击小。5.5.由于采用了由于采用了调速阀串联的二次进给调速阀串联的二次进给进油路节流调速方式，可进油路节流调速方式，可使启动和进给速度转换时的前冲量较小，并便于利用压力继电使启动和进给速度转换时的前冲量较小，并便于利用压力继电器发出信号进行自动控制。且在工作进给结束时，采用了器发出信号进行自动控制。且在工作进给结束时，采用了死挡死挡铁停留铁停留，工作台停留位置精度高。，工作台停留位置精度高。Q2-8型 汽车起重机液压系统图液压系统的特点分析液压系统的特点分析调压回路：用溢流阀限定系统最高压力。调压回路：用溢流阀限定系统最高压力。调速回路：手动调节节流阀的开度大小，方便灵调速回路：手动调节节流阀的开度大小，方便灵活，劳动强度较大。活，劳动强度较大。锁紧回路：采用液压锁将支腿锁定在一定位置上，锁紧回路：采用液压锁将支腿锁定在一定位置上，工作可靠，时间长。工作可靠，时间长。平衡回路平衡回路:采用单向外控平衡阀，防止作业中重采用单向外控平衡阀，防止作业中重物因自重而下降。物因自重而下降。卸荷回路：采用卸荷回路：采用M型中位机能。型中位机能。制动回路：单作用制动缸制动回路：单作用制动缸+单向节流阀，制动快，单向节流阀，制动快，松开慢，确保安全。松开慢，确保安全。3150KN通用液压机液压系统组成通用液压机液压系统组成上滑块由主缸驱动实现加压，下上滑块由主缸驱动实现加压，下滑块由下缸驱动实现顶出。滑块由下缸驱动实现顶出。系统有两个泵，主泵为恒功率变系统有两个泵，主泵为恒功率变量泵，最高工作压力由溢流阀量泵，最高工作压力由溢流阀4的远程调压阀的远程调压阀5调定。辅助泵调定。辅助泵2是低压小流量定量泵用于供应液是低压小流量定量泵用于供应液动阀的控制油，压力由溢流阀动阀的控制油，压力由溢流阀3调定。调定。主缸由中位机能为主缸由中位机能为M型的电液换型的电液换向阀向阀6实现换向；下缸的换向阀实现换向；下缸的换向阀是中位机能为是中位机能为K型的电液换向阀型的电液换向阀21。两换向阀为串联油路，泵通。两换向阀为串联油路，泵通过两个换向阀中位压力卸载。过两个换向阀中位压力卸载。液压系统的特点分析液压系统的特点分析1、系统采用高压、大流量恒功率变量泵供油和利用系统采用高压、大流量恒功率变量泵供油和利用上滑块自重加速、充液阀上滑块自重加速、充液阀14补油的快速运动回路，补油的快速运动回路，功率利用合理。功率利用合理。2、采用背压阀、采用背压阀10及液控单向阀及液控单向阀9控制上液压缸下腔控制上液压缸下腔的回油压力，既满足了主机对力和速度的要求，的回油压力，既满足了主机对力和速度的要求，又节省了能量。又节省了能量。3、采用单向阀、采用单向阀13保压，液动阀保压，液动阀12、顺序阀、顺序阀11和带和带卸载阀芯的液控单向阀卸载阀芯的液控单向阀14组成的泄压回路，减少组成的泄压回路，减少了由保压到回程的液压冲击。了由保压到回程的液压冲击。第第10章章液压系统的设计计算液压系统的设计计算液压系统设计的步骤大致如下：液压系统设计的步骤大致如下：1.1.明确设计要求，进行工况分析。明确设计要求，进行工况分析。2.2.初定液压系统的主要参数。初定液压系统的主要参数。3.3.拟定液压系统原理图。拟定液压系统原理图。4.4.计算和选择液压元件。计算和选择液压元件。5.5.估算液压系统性能。估算液压系统性能。6.6.绘制工作图和编写技术文件。绘制工作图和编写技术文件。
展开阅读全文