第1章 液壓系統(tǒng)

1、 第一章第一章 施工機械基礎(chǔ)知識編者:王進 2002.8 1-4 液 壓 傳 動u液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，利用密閉系統(tǒng)中的受壓液體來傳遞運動和動力的一種傳動方式。u液壓傳動優(yōu)點很多，應(yīng)用廣泛。u在工程機械中普遍采用。長安大學(xué)長安大學(xué)1-4 液 壓 傳 動u液壓傳動： 原動機機械能 液體的壓力能u液力傳動： 原動機機械能 液體的動能 工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院一. 液壓傳動的基本知識 1. 液壓傳動工作原理 液壓傳動是基于帕斯卡原理，即在密閉容器中，外力作用在液面上的壓力能等值地傳遞到液體內(nèi)部的所有各點。P2pA1P1WpA2長安大學(xué)長安大學(xué)液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?液壓千斤頂工程機械學(xué)院工程機械

2、學(xué)院u將杠桿上下運動的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，u再將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成重物上升的機械能而做功。液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?液壓千斤頂是一種能量轉(zhuǎn)換裝置長安大學(xué)長安大學(xué)2. 液壓系統(tǒng)的組成 u推土機的鏟刀液壓系統(tǒng) 換向閥中位換向閥右換向閥左位工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院2. 液壓系統(tǒng)的組成 液壓系統(tǒng)定義： 為了完成某種特定任務(wù)而由各種液壓元件組成的回路。濾油網(wǎng)油箱油泵安全閥換向閥油缸油管長安大學(xué)長安大學(xué)2. 液壓系統(tǒng)的組成 濾油網(wǎng)油箱油泵安全閥換向閥油缸油管 鏟刀液壓系統(tǒng)組成u動力元件液壓泵u執(zhí)行元件液壓油缸u控制元件換向閥u輔助元件油箱、濾 油器、管路u工作介質(zhì)液壓油。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院3. 液

3、壓系統(tǒng)圖形符號u結(jié)構(gòu)式表示法: 是以近似實物的剖視 圖來表示各元件；u職能符號表示: 是用規(guī)定的圖形符號 表示各種元件和管路。u液壓系統(tǒng)圖形符號 表1-4長安大學(xué)長安大學(xué)3. 液壓系統(tǒng)圖形符號 濾油網(wǎng)油箱油泵安全閥換向閥油缸油管結(jié)構(gòu)式表示法職能符號表示工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院4. 液壓油的選擇u液壓油作用：能量傳遞的介質(zhì)； 潤滑傳動部件； 冷卻傳動系統(tǒng)。u要求: 適當?shù)恼扯?、良好的粘溫特性?抗氧化性、不易燃燒、無腐蝕、 無毒，消泡能力。 長安大學(xué)長安大學(xué)4.液壓油的選擇u根據(jù)工作壓力的高低、工作速度快慢、環(huán)境溫度；u泵、馬達和閥等元件出廠規(guī)定；u常采用10號、20號、30號機械油及22號、3

4、0號汽輪機油。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院5. 液壓系統(tǒng)設(shè)計: 就是根據(jù)機械的工作要求，合理選擇和設(shè)計上述各種液壓元件，并將它們正確地組合起來，使之實現(xiàn)預(yù)定的工作循環(huán)。長安大學(xué)長安大學(xué)二. 液壓系統(tǒng)的主要元件 液壓泵 液壓馬達主要液壓元件 油 缸 控制閥 輔助元件工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 液壓泵u液壓泵是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，供給系統(tǒng)壓力油；u輸入:M、n， 輸出：p、Q； 齒輪泵u液壓泵結(jié)構(gòu)：葉片泵 柱 塞 泵泵長安大學(xué)長安大學(xué)1. 齒輪泵的結(jié)構(gòu)與工作原理 工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 特點：u結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠;u價格低。u泄漏多，效率低。u用于中、低壓系統(tǒng)。1. 齒輪泵

5、的結(jié)構(gòu)與工作原理 長安大學(xué)長安大學(xué) 2. 柱塞泵的結(jié)構(gòu)斜盤滑履柱塞缸體軸配油盤外殼工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 2. 柱塞泵的結(jié)構(gòu)斜盤柱塞. 滑履缸體軸配油盤外殼壓盤滑履壓盤柱塞長安大學(xué)長安大學(xué) 2. 柱塞泵的結(jié)構(gòu)斜盤柱塞. 滑履缸體軸配油盤外殼壓盤斜盤壓盤柱塞缸體軸 配油盤壓盤工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院3. 柱塞泵的工作原理 柱塞缸體配油盤斜盤壓盤滑履軸套筒長安大學(xué)長安大學(xué)u軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)緊湊、徑向尺寸小、密封性好、泄漏少、效率高、工作壓力高、易實現(xiàn)流量的調(diào)整和流向的改變。u結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較貴。u用于高壓大功率系統(tǒng)。4. 柱塞泵的特點工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 液壓馬達u液壓馬達是將液體的壓力能轉(zhuǎn)

6、換為機械能的裝置。實現(xiàn)機械的回轉(zhuǎn)運動。u輸入：p、Q； 輸出：M、n， 齒輪馬達u液壓馬達結(jié)構(gòu)： 葉片馬達 柱塞馬達長安大學(xué)長安大學(xué) 1. 齒輪馬達的工作原理uM-嚙合點、 h-齒輪高、 B-齒寬、 P-油液壓力ua、b-嚙合點M到齒根的距離分別。u兩個齒面上的作用力pB(ha)和pB(hb)，工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院2. 泵與馬達的結(jié)構(gòu)特點u按工作原理，馬達是泵工作的逆狀態(tài);u當原動機帶動液壓泵轉(zhuǎn)動時，原動機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w壓力能；u當壓力油提供給液壓泵轉(zhuǎn)子時，則轉(zhuǎn)子被推動而旋轉(zhuǎn)，液體壓力能又轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，即是液壓馬達。u液壓泵與液壓馬達的結(jié)構(gòu)基本相同。長安大學(xué)長安大學(xué)3.泵與馬達基本參數(shù)

7、:u泵輸出壓力p；馬達輸入壓力p；u額定壓力；u最大壓力；u流量Q:理論流量和實際流量；u油泵的排量； u馬達的排量。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院4. 泵與馬達產(chǎn)品長安大學(xué)長安大學(xué) 油 缸u 一.油缸的作用：u 液壓缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。u 將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，使運動 部件實現(xiàn)往復(fù)直線運動或擺動。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院1. 油缸的類型u按 結(jié) 構(gòu)：u按作用方式：u工程機械中常用雙作用液壓缸?；钊字讛[動缸單作用雙作用長安大學(xué)長安大學(xué) 2. 雙作用液壓缸工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 3. 液壓缸結(jié)構(gòu)缸底缸筒缸蓋活塞活塞桿油管長安大學(xué)長安大學(xué)4. 油缸的作用力u伸出的推力：u油缸縮回的拉力

8、：pDF42pdDF4)(22工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 控 制 閥u控制和調(diào)節(jié)液體壓力、流量的大小和液流方向，保證液壓執(zhí)行元件完成預(yù)定的動作。u保護液壓系統(tǒng)能安全可靠的工作。 方向控制閥u控制閥類型：壓力控制閥 流量控制閥 長安大學(xué)長安大學(xué)控制閥產(chǎn)品工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院1. 方向閥:u控制液壓系統(tǒng)中液壓油的流動方向，使執(zhí)行元件按要求的動作進行工作。 單向閥u類型：液控單向閥 換向閥 長安大學(xué)長安大學(xué). 單向閥u作用：使油液只向一個方向流動，反向 流動截止。 工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 液控單向閥u作用：具有普通單向閥的作用外，可通過 接通控制壓力油，使閥反向?qū)ā?長安大學(xué)長安大學(xué). 換向

9、閥u作用：利用閥芯和閥體間的相對運動 來切換油路，以改變油流方向， 接通或關(guān)閉油路。u常用的有常用的有: :手動滑閥、電磁滑閥、 機動滑閥、液動滑閥 氣動滑閥。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 換向閥 u作用：利用閥芯和閥體間的相對運動來 切換油路，以改變油流方向，接 通或關(guān)閉油路。長安大學(xué)長安大學(xué). 換向閥產(chǎn)品工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 換向閥產(chǎn)品長安大學(xué)長安大學(xué). 換向閥 手動三位四通換向閥工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 . 換向閥 二位三通電磁換向閥長安大學(xué)長安大學(xué). 換向閥 三位四通電磁換向閥工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 換向閥符號表示A B執(zhí)行元件油口進油口回油口P O長安大學(xué)長安大學(xué)2. 壓力閥

10、u作用：控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的壓力。u類型：溢流閥、減壓閥、順序閥。u原理：利用作用在閥芯上油液壓力 和彈簧力相平衡的原理，以 控制閥口開度實現(xiàn)壓力控制。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 溢流閥u安裝在泵出口u調(diào)定系統(tǒng)壓力u防止系統(tǒng)過載u保證系統(tǒng)安全 直動式溢流閥 長安大學(xué)長安大學(xué). 溢流閥u安裝在泵出口u調(diào)定系統(tǒng)壓力u防止系統(tǒng)過載u保證系統(tǒng)安全 直動式溢流閥 工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 減壓閥 當液壓系統(tǒng)只有一個泵源，而不同的部分需要的壓力不同時，則使用減壓閥。長安大學(xué)長安大學(xué). 減壓閥 利用油液流過縫隙時產(chǎn)生壓降，使系統(tǒng)某一支路獲得比系統(tǒng)壓力低而平穩(wěn)的壓力油。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 . 減壓閥長

11、安大學(xué)長安大學(xué). 順序閥u利用油路中壓力的變化控制閥口啟閉，實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序動作。u順序閥的出油口與第二個執(zhí)行元件的進油口連通。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 順序閥 長安大學(xué)長安大學(xué)3. 流量控制閥 u改變通流面積的大小來調(diào)節(jié)流量，改變進入執(zhí)行元件的流量以達調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)的運動速度。u常用的有節(jié)流閥和調(diào)速閥等。 u類型: 節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 . 節(jié)流閥u作用：控制液壓回路的流量。 長安大學(xué)長安大學(xué) . 調(diào)速閥u 由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成。u 用于速度穩(wěn)定性要求高的液壓系統(tǒng)。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院. 輔助元件 密封件 油 箱包括： 濾油器 油 管 管接頭長安大學(xué)長

12、安大學(xué)輔助元件工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院1. 油箱 作用: 貯油、散熱、分離油液中的 空氣和雜質(zhì)。結(jié)構(gòu):長安大學(xué)長安大學(xué)2. 油管u用于連接元件，輸送液壓油。u常用的油管有鋼管、紫銅管、橡膠軟管。u根據(jù)工作壓力及安裝位置選擇。高壓橡膠軟管工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院3. 管接頭u油管與油管之間連接；u油管與液壓元件之間的連接；u法蘭連接: 直徑50mmu管接頭連接：焊接式 卡套式管接頭長安大學(xué)長安大學(xué)3. 管接頭卡套式管接頭接管螺母卡套接頭體接管工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院4. 密封裝置u常用的密封裝置有:O形、V形， Y形、U形等 u密封件均已標準化。長安大學(xué)長安大學(xué). O形密封圈材 料: 耐油橡膠；

13、 密封壓力: 靜密封100 Mpa 動密封35 MPa 特 點: 結(jié)構(gòu)簡單、密封可靠、摩擦力??；使用要求: 壓力大于10MPa時，要求在O形 密封圈的側(cè)面設(shè)置擋圈。 擋圈材料: 聚四氟乙烯,尼龍1010。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 . Y形密封圈材 料: 耐油橡膠；特 點: 密封壓力較高，摩擦力較小， 可用于相對速度較高的場合;使用要求: 當壓力高于20 MPa時，在 密封圈的背面加擋圈;長安大學(xué)長安大學(xué)5. 濾油器作用: 濾去液壓系統(tǒng)中的雜質(zhì)，使系統(tǒng) 清潔，保證系統(tǒng)正常工作，延長 液壓元件的壽命。結(jié)構(gòu): 網(wǎng)式、線隙式、紙芯式、 粉末冶金燒結(jié)式、磁式濾油器等。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院u濾去液壓系

14、統(tǒng)中的雜質(zhì)，使系統(tǒng)清潔，u保證系統(tǒng)正常工作，u延長液壓元件壽命。5. 濾油器長安大學(xué)長安大學(xué) 濾油器類型u 網(wǎng) 式u 線隙式u 紙芯式u 磁 式5. 濾油器工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院濾油器產(chǎn)品長安大學(xué)長安大學(xué)濾油器的濾芯 工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院6. 蓄能器u儲蓄液壓能，調(diào)節(jié)能量，均衡壓力；u降低功率消耗及減少系統(tǒng)發(fā)熱等； u緩沖、吸收壓力脈動；u要求蓄能器慣性小、 靈敏，足夠的容量。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院6. 蓄能器 類 型u 重力式u 彈簧式u 充氣式u 活塞式u 氣囊式長安大學(xué)長安大學(xué)6. 蓄能器 類 型u 重力式u 彈簧式u 充氣式u 活塞式u 氣囊式工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院三、液力傳動基本知識u液力傳動以液體為工作介質(zhì)，利 用液體的動能來實現(xiàn)能量的傳遞。u液力傳動廣泛采用在工程機械的行走機構(gòu)上。長安大學(xué)長安大學(xué)1. 液力傳動的原理l離心泵；2葉輪；3、8油管4蝸輪機；5蝸輪機油；6回油管7、9油槽；10進油管離心泵蝸輪機系統(tǒng)u原動機帶動離心泵 l轉(zhuǎn)動，從泵流出的高速液體推動蝸輪機4旋轉(zhuǎn)。u產(chǎn)品：液力變矩器液力偶合器工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院2. 液力變矩器工作原理u三個輪上按一定要求裝有工作葉片。u泵輪與輸入軸連接，相當于離心泵；u蝸輪與輸出軸連接，相當于蝸輪機；u導(dǎo)向輪固