液压系统基本知识课件

单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Serim,中冶集团北京钢铁设计研究总院,钢星所业务培训,钢成之星冶金设备研究所,*,1,液压系统基本知识,2,1.,液压系统的优点,自行润滑；,易实现无级调速；,液体介质压缩性很小，工作平稳；,与电气结合，易实现各种自动工作循环；,相同功率下，重量轻，体积小；,实现高频换向，反应快，冲击小；,标准化和通用化程度高。,3,2.,液压系统的缺点,液压元件制造精度高，成本也高；,液压系统维护成本高，故障较难修理；,因内、外泄漏，不能定比传动，还影响工作效率；,空气的影响：工作不平稳、腐蚀金属表面、噪音；,管路内的压力损失，造成系统发热；,需注意油液的防火。,4,3.,液压传动的基本工作原理,液压传动分为容积式液压传动和动能式液压传动。,我们经常用到的液压系统属于容积式液压传动。,联通器原理,(,容积式,),h,1,A,1,=h,2,A,2,P,1,=P,2,=P,F,1,=P,1,A,1,F,2,=P,2,A,2,F,1,F,2,A,1,A,2,h,1,h,2,P,1,P,2,5,4.,液压传动系统的组成,液压系统,动力系统,分配系统,工作系统,泵站：机械能液压能,液压缸、马达等执行元件液压能机械能,各类控制元件组成的阀架控制工作机构的方向、速度、压力、顺序,6,4.1.,液压传动系统简单示意图,M,W,W,动力系统,分配系统,工作系统,7,4.2.,动力系统,(,液压泵站,),液压系统的流量与压力,动力系统的心脏是泵装置,油箱,温度控制,系统清洁度控制,压力设定和过载保护,蓄能器的作用,液压站系统图实例,8,液压系统的流量与压力,液压系统的工作压力取决于以下因素：,载荷大小、设备结构、技术水平。,压力高，结构紧凑，降成本。,冶金行业一般选用：,1621Pa,。,确定系统压力必须考虑压力损失：管路、控制元件。,液压系统中泵的流量根据如下条件确定：,工作系统一周期的平均流量；某时最大流量。,按平均流量考虑，则需要蓄能器调节。,根据工作性质与状况来确定按哪种方式。,要考虑泵的容积效率和系统的泄漏量。,9,动力系统的心脏是泵装置,泵的分类：,按功能分：定量泵，变量泵。,按结构分：齿轮泵，叶片泵，柱塞泵，螺杆泵。,泵的主要参数：压力，排量，转速，效率。,根据系统的工况选择液压泵。,变量泵的常用变量方式：,手动变量,恒压变量,压力补偿变量,(,恒功率变量,),液控变量,10,泵的结构形式与特点,类型,优点,缺点,齿轮泵,外啮合,结构简单，体积小，重量轻，维护方便，使用寿命长。,工作压力较低，流量及压力脉动较大，容积效率较低。,内啮合,结构更紧凑，体积小，吸油性能好，流量均匀性好。,结构复杂，加工性差。,叶片泵,单作用,1,周完成,1,次吸排油，可变排量，低速大流量。,结构紧凑，外形尺寸小，运动平稳，流量均匀，噪音小，寿命长。,对油液污染较敏感，结构复杂，转子作用力不平衡。,双作用,1,周完成,2,次吸排油，转子作用力平衡。,对油液污染较敏感，结构复杂，排量不可变。,柱塞泵,轴向,精度高，密封性好，工作压力高。,制造精度高，价格贵，对油液污染较敏感。,径向,螺杆泵,两螺杆,三螺杆,结构简单，重量轻，流量及压力脉动小，工作平稳可靠，噪音小，容积效率高,。,加工较难，不能变量。,11,油箱,油箱的用途：,储油；散热；分离油液中气体；沉淀污物。,油箱的种类：,开式油箱：油箱液面与大气相通。广泛应用。,闭式油箱：油箱液面不直接与大气相通，与一定压力的惰性气体相通。,油箱的形状：矩形,(,开式油箱,),；圆筒形,(,闭式油箱,),。,油箱的容量：冶金行业一般为泵流量的,710,倍。,油液温度：一般,3050,；最高,65,，最低,25,。,油箱附件：液位计及液位控制器；油过滤器；空气滤清器；加热器；温度计及温度传感器；放油阀；人孔。,12,温度控制,系统的加热：,通过设置在油箱内的加热器进行。,系统的冷却：,需要强制冷却时，通过设置在油路上的水,(,风,),冷却器进行。,对于较简单的定量泵系统，冷却器设置在主回油管路上。,对于复杂或变量系统，则设置在专门的循环管路上。,通过油箱的温度控制器控制加热器和冷却器。,油液的工作温度控制在,3050,之间为宜。,13,系统清洁度控制,油的污染：,原始污染；侵入污染；内部生成污染。,过滤器的设置：,泵吸油口；回油口；循环管路；压力管路。,过滤器精度选择,：,(,系统压力越高，精度越高,),泵吸油口过滤器：,0.1mm,；,普通系统：,1525(10MPa),；,1020(20MPa),；,比例系统：,1015(10MPa),；,510(20MPa),；,伺服系统：,5(20MPa),；,1(35MPa),；,冶金行业液压系统清洁度等级：,普通系统：不得低于,19/16(NAS11),比例系统：不得低于,18/15(NAS9),伺服系统：不得低于,16/13(NAS7),14,压力设定与过载保护,管路中压力的产生：,压力产生于阻力。阻力来自于负载和节流。,压力的设定：,压力由负载决定，但必须限定在安全值以内，以保证系统安全。,限压方式：溢流阀；减压阀；其他限压装置。,溢流阀的作用：,安全作用,(,过载保护,),。工作中阀常闭，防止系统超负荷。,溢流：工作中阀常开，通过排出多余的油来稳定系统压力。,减压阀的作用：,当某工作机构需较低压力时，减压阀使阀出口压力降低并稳定。,其他限压装置：如恒压变量泵的调节装置，可稳定泵的出口压力。,系统的过载保护：在泵出口、某些工作机构管路处安装溢流阀保护泵和系统的安全。,15,蓄能器的作用,液压系统中蓄能器有以下作用,：,储存能量：作用类似于机械设备中的飞轮。,补充系统泄漏，稳定系统的工作压力。,吸收泵的脉动和回路上的液压冲击。,液压弹簧。,蓄能器的种类：,重锤式；弹簧式；活塞式；皮囊式等。,目前最常用的是皮囊式蓄能器。,16,液压站系统图实例,17,4.3.,分配系统,(,液压阀架,),分配系统的功能,经常使用的控制阀,几种典型的控制回路,实用回路举例,18,分配系统的功能,分配系统通过控制油路的液流压力、方向、流量的大小和时间顺序来控制液压工作机构动作的能力、方向、速度、动作顺序。,分配系统是由一定数量的油路块组合而成的。每个油路块对应一个,(,组,),液压执行器,(,如液压缸,),。,每个油路块由数量不等的液压控制阀组合而成。控制阀分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀几大类。常用的控制阀有换向阀、流量调节阀、压力控制阀、单向阀、平衡阀、比例阀、伺服阀等。,19,经常使用的控制阀,换向阀：通过改变阀芯的位置来改变管路中流体的方向。,换向阀种类：常用的有两位四通、三位四通等。,P,T,B,A,两位四通,三位四通,换向阀控制方式：人工、液控、机械、电磁、复合控制。,两位三通,P,T,B,A,P,T,A,人工手柄,人工按钮,W,直接液控,先导液控,机械弹簧,机械滚轮,电磁控制,电液控制,P,T,B,A,三位阀中位机能举例,P,T,B,A,带机械定位,20,经常使用的控制阀,节流阀：通过调节阀芯的开口度调节管路中液体流量，达到控制工作机构速度的目的。,节流阀种类：节流阀、单向节流阀等。,通过节流阀的流量,QA,(,通流面积,),(P),1/2,(,压差,),。,节流阀特点：装置简单，调速范围大；节流损失大，易发热，流量随负载变化，速度不固定。,节流阀,单向节流阀,调速阀原理,调速阀：增加压力补偿，流量不受负载变化的影响。,调速阀种类：压力补偿式；压力温度补偿式。,调速阀只能单向调速，若双向调速，需配以桥式整流板。,调速阀,压力补偿式,压力温度补偿式,W,21,经常使用的控制阀,分流集流阀：又称同步阀，可按固定比例自动分配或集中两股油流，使执行元件同步运行，不论负载变化与否，基本上能达到同步运行。,分流集流阀种类：分流阀、集流阀、分流集流阀、可调式分流集流阀、自调式分流集流阀。,同步马达是一种精度较高的分流集流阀，可控制,28,个执行机构的同步。分流比例不可调。,分流阀,集流阀,分流集流阀,同步马达,22,经常使用的控制阀,压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀等。,溢流阀：压力超过设定值时，阀立即打开，液流接通油箱，维持阀前压力为设定值。,溢流阀,泄荷溢流阀,23,经常使用的控制阀,减压阀：使阀门出口压力,(,二次压力,),低于进口压力,(,一次压力,),，并保持出口压力恒定的调节阀。,顺序阀：压力超过设定值的时候，阀打开，油路接通，执行规定的动作。,平衡阀：用于平衡负载自重，防止管路损坏或制动失灵时重物自由降落；保持运行稳定。,减压阀,顺序阀,平衡阀,FD,平衡阀,B,A,X,24,经常使用的控制阀,单向阀：使管路中的油流从一个方向通过，而不能反向通过的阀。,液控单向阀：当需要管路反向通油时，可用控制油压开启单向阀，使油流在两个方向上自由流动。,单向阀反向密封性能很好，泄漏极小。,液压锁：两个液控单向阀组合在一起，装在执行机构的进、出管路上，防止机构爬行。,单向阀,液控单向阀,液压锁,25,经常使用的控制阀,比例阀：主要分为比例压力控制阀、比例流量控制阀和比例方向流量控制阀。,比例压力控制阀：通过调节输入电流的大小调节压力阀开口度，使流量与输入电流成正比，实现对系统输出力或转矩的比例控制。,比例溢流阀,比例减压阀,26,经常使用的控制阀,比例流量控制阀：通过调节输入电流的大小调节阀开口度，使流量与输入电流成正比。,比例节流阀,比例调速阀,单向比例调速阀,带桥式整流板的比例调速阀组,27,经常使用的控制阀,比例方向控制阀：既要控制液流的方向，还要通过调节输入电流的大小调节阀开口度，使流量与输入电流大小成正比。,当用于负载变化较大的场合时，需配以专用的压力补偿器。,两位四通电液比例换向阀,P,T,B,A,B,A,P,T,三位四通电液比例换向阀,28,经常使用的控制阀,伺服阀：分为电液伺服阀、气液伺服阀、机液伺服阀三大类。电液伺服阀为最常见。,电液伺服阀：有电气,-,机械转换装置、液压放大器、反馈装置三大部分组成。,伺服系统：利用传感器对被控制量进行检测和反馈，从而实现位置、速度、力等各种物理量的自动控制的液压控制系统。控制元件为伺服阀。,系统特点：除具有液压传动特点外，还具有：,响应速度高；,控制精度高；,稳定性容易保证。,29,经常使用的控制阀,插装阀：一种用小流量控制油控制大流量的开关式阀。主控元件为锥阀，插入油路块，故称插装阀。多个锥阀单元可实现普通液压阀的各种功能。,插装阀特点：流动阻力小；通流能力大；动作速度快；密封性好；制造简单；工作可靠。,控制口,C,通油口,A,通油口,B,锥阀单元,30,几种典型的控制回路,调压回路：溢流阀调压；泵调压。,W,W,溢流阀调压,溢流阀多级调压,泵调压,溢流阀远程调压,31,几种典型的控制回路,减压回路：使用减压阀是系统中部分油路得到比供油压力低的稳定压力,(,二次压力,),。伺服控制系统中一般采用减压阀来稳定压力。,32,几种典型的控制回路,平衡回路：在下降机构中，为防止下降工况超速下降，并使之在任何位置上锁紧。,单向顺序阀平衡回路,单向节流阀平衡回路,负载,负载,平衡阀平衡回路,负载,33,几种典型的控制回路,制动回路：液压马达驱动的运动部件，为克服惯性使之迅速停下，需要采用制动回路。利用溢流阀等元件在液压马达的回油路上产生背压，使液压马达受阻力矩而被制动。同时防止管路超压。,34,几种典型的控制回路,节流调速回路：在油路中采用节流阀或调速阀、比例调速阀。分为进口、出口、旁路节流调速。,节流调速系统装置简单，调速范围大。但节流损失大，效率低，油液易发热。,出口节流回路上有节流背压，工作平稳，常用。,进口、旁路节流回路背压为零，稳定性差，一般不用。,进口节流调速,出口节流调速,旁路节流调速,35,几种典型的控制回路,增速回路：在不增加液压泵流量的前提下，使执行元件的速度增加。,最常见的是差动回路。,差动回路,36,几种典型的控制回路,同步回路：使两个或多个液压执行