液壓元件及系統(tǒng)

1、2009/01/301Intruduction of Hydraulic Components & Systems液壓元件及系統(tǒng)簡介2元件與系統(tǒng)的元件與系統(tǒng)的全球制造商全球制造商Worldwide Manufacturer of Componentsand Systems Parker Hannifin Corporation34Hydraulics Group液壓集團(tuán)液壓集團(tuán)Climate + Industrial Control Group環(huán)境與工業(yè)控制集團(tuán)環(huán)境與工業(yè)控制集團(tuán)Filtration Group過濾器集團(tuán)過濾器集團(tuán)Seal Group密封件集團(tuán)密封件集團(tuán)Fluid Co

2、nnectors Group流體連接件集團(tuán)流體連接件集團(tuán)Aerospace Group航空航天集團(tuán)航空航天集團(tuán)Automation Group自動化集團(tuán)自動化集團(tuán)Instrumentation Group儀器儀表集團(tuán)儀器儀表集團(tuán)Parker Global Product Groups 全球產(chǎn)品集團(tuán)全球產(chǎn)品集團(tuán)5液體可看成是不可壓縮的，可將封閉的受壓液體看成剛體，封液體可看成是不可壓縮的，可將封閉的受壓液體看成剛體，封閉的受壓液柱象固體一樣，可對力、運動以及功率進(jìn)行傳遞。閉的受壓液柱象固體一樣，可對力、運動以及功率進(jìn)行傳遞?；瑒踊瑒迂?fù)載負(fù)載固體鋼桿固體鋼桿機械傳動滑動滑動負(fù)載負(fù)載液壓傳動封閉油液

3、封閉油液缸體缸體活塞活塞何謂液壓傳動6流體傳動與控制（液壓與氣動）流體傳動與控制（液壓與氣動） Fluid Power 在密閉的回路（或系統(tǒng)）中，以受壓流體為工作介質(zhì)，進(jìn)行在密閉的回路（或系統(tǒng)）中，以受壓流體為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、傳遞、控制和分配的技術(shù)。簡稱能量轉(zhuǎn)換、傳遞、控制和分配的技術(shù)。簡稱 “液壓及氣動液壓及氣動”l 液壓傳動技術(shù)液壓傳動技術(shù) Hydraulics -以液體為工作介質(zhì)，利用流體靜壓能實現(xiàn)傳動及控制的技術(shù)，簡稱以液體為工作介質(zhì)，利用流體靜壓能實現(xiàn)傳動及控制的技術(shù)，簡稱 “液壓液壓”。在液壓傳動中，能量通過管路系統(tǒng)以壓力液流的形式被控。在液壓傳動中，能量通過管路系統(tǒng)以壓力

4、液流的形式被控制和傳遞到液壓執(zhí)行元件上進(jìn)行做功。制和傳遞到液壓執(zhí)行元件上進(jìn)行做功。l 氣動技術(shù)氣動技術(shù) Pneumatics - 以壓縮空氣為工作介質(zhì)的流體傳動及控制技術(shù)，簡稱以壓縮空氣為工作介質(zhì)的流體傳動及控制技術(shù)，簡稱 “氣動氣動”l 液力傳動技術(shù)液力傳動技術(shù) Hydrodynamics -利用液體壓力勢能和動能實現(xiàn)流體傳動及控制的技術(shù)。簡稱利用液體壓力勢能和動能實現(xiàn)流體傳動及控制的技術(shù)。簡稱 “液力液力” 液壓傳動 - 幾個基本術(shù)語幾個基本術(shù)語71 力學(xué)基本定律牛頓第一定律，靜力平衡公式：牛頓第一定律，靜力平衡公式：如果一個物體所受的所有作用力的合力為零，則該物體如果一個物體所受的所有作

5、用力的合力為零，則該物體將保持其原來的運動狀態(tài)。換言之，如果一個物體處于將保持其原來的運動狀態(tài)。換言之，如果一個物體處于平衡狀態(tài)，則其所受全部作用力的合力為零。平衡狀態(tài)，則其所受全部作用力的合力為零。液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 力學(xué)基本定律力學(xué)基本定律0 F0 YF0 ZF0 XF8牛頓第二定律牛頓第二定律 - 動力學(xué)公式動力學(xué)公式物體運動狀態(tài)的變化與其所受作用力的合力成正比，而物體運動狀態(tài)的變化與其所受作用力的合力成正比，而與其所含的質(zhì)量成反比：與其所含的質(zhì)量成反比：牛頓第三定律牛頓第三定律 - 作用力與反作用力定律作用力與反作用力定律兩相互作用的物體上所受的力的數(shù)量相等而方向相反。兩相互作用的

6、物體上所受的力的數(shù)量相等而方向相反。(應(yīng)注意該兩個力分別作用在兩個物體上應(yīng)注意該兩個力分別作用在兩個物體上)：dtvdmF 液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 力學(xué)基本定律力學(xué)基本定律21 FF9液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 壓力壓力2 壓力 - 單位面積上所受的作用力單位面積上所受的作用力壓力單位：壓力單位： 公制：公制：Pa (帕帕 N/m2), MPa (兆帕兆帕 106 Pa) 或或 bar (巴巴 10-1 MPa)英制：英制：psi (lbs/in2), 1 psi = 0.07 barl 液體自身重量所產(chǎn)生的壓力液體自身重量所產(chǎn)生的壓力p = h右圖中右圖中，不管容器的外形如何，只要所不管容器的外

7、形如何，只要所盛液體的高盛液體的高(h)相等，則容器底面積處相等，則容器底面積處的壓的壓力力相等，即：相等，即：p1 = p2 = p3。若底面積相等若底面積相等 (A1=A2=A3)，則底面處則底面處的的作用力亦相等，即：作用力亦相等，即：F1 = F2 = F3APp 10液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 壓力壓力外部作用力產(chǎn)生的壓力外部作用力產(chǎn)生的壓力液體內(nèi)部任意一點的靜壓力液體內(nèi)部任意一點的靜壓力液體不能抵抗切力，故液體靜壓力垂直于承壓表面，作用方液體不能抵抗切力，故液體靜壓力垂直于承壓表面，作用方向為該表面的內(nèi)法線方向。向為該表面的內(nèi)法線方向。液體內(nèi)任一點所受的靜壓力在各個方向上均相等。液體內(nèi)

8、任一點所受的靜壓力在各個方向上均相等。AFp hAFp 11l 壓力對固體壁面的作用力壓力對固體壁面的作用力液體和固體壁面接觸時，固體壁液體和固體壁面接觸時，固體壁面將受到液體靜壓力的作用面將受到液體靜壓力的作用當(dāng)固體壁面為平面時，液體壓力當(dāng)固體壁面為平面時，液體壓力在該平面的總作用力為：在該平面的總作用力為： F = pA方向垂直于該平面。方向垂直于該平面。當(dāng)固體壁面為曲面時，液體壓力當(dāng)固體壁面為曲面時，液體壓力在曲面某方向上的總作用力為：在曲面某方向上的總作用力為：F = pAX Ax 為曲面在該方向的投影面積。為曲面在該方向的投影面積。液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 壓力壓力FpAAXFp12l

9、 大氣壓力大氣壓力w 包圍地球的大氣是有重量的，大氣包圍地球的大氣是有重量的，大氣的重量作用在液體表面所形成的壓的重量作用在液體表面所形成的壓力稱為大氣壓力。力稱為大氣壓力。w 大氣壓力常用汞柱高度表示大氣壓力常用汞柱高度表示(mmHg)l 表壓表壓 (壓力壓力)w 以大氣壓為基以大氣壓為基(零零)點計量的壓力值。點計量的壓力值。l 絕對壓力絕對壓力w 以絕對零壓力為基點以絕對零壓力為基點 (零零) 計量的壓計量的壓力值。力值。(barA)l 真空度真空度w 低于大氣壓力的絕對壓力與大氣壓低于大氣壓力的絕對壓力與大氣壓力的差值。力的差值。液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 壓力壓力13l 表壓、絕對壓力及

10、真空度的關(guān)系表壓、絕對壓力及真空度的關(guān)系液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 壓力壓力p1(pa)大氣壓大氣壓pa=1barA表壓表壓(0)絕對壓力絕對壓力表壓表壓(正值正值)真空度真空度表壓表壓(負(fù)值負(fù)值)絕對壓力絕對壓力p2( F1 F1與與F2的做功相等的做功相等V = A1S1 = A2S2W1 = F1S1 = pA1S1W2 = F2S2 = pA2S2 W1 = W22211AFAFp 液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 帕斯卡原理帕斯卡原理17液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 帕斯卡原理帕斯卡原理l 帕斯卡原理的應(yīng)用實例帕斯卡原理的應(yīng)用實例 液壓千斤頂液壓千斤頂w 負(fù)載負(fù)載F1作用在大活塞上，在液體內(nèi)部作用在大活

11、塞上，在液體內(nèi)部產(chǎn)生壓力：產(chǎn)生壓力：w 壓力傳遞到小活塞處，在小活塞上產(chǎn)壓力傳遞到小活塞處，在小活塞上產(chǎn)生作用力，為使小活塞保持平衡，必生作用力，為使小活塞保持平衡，必須在小活塞上應(yīng)施加的力為：須在小活塞上應(yīng)施加的力為： w 由此可見力得到了由此可見力得到了“放大放大”(方向也方向也可以改變可以改變)，用較小的力，用較小的力(F2)來提升來提升很重的物體很重的物體(F1)。A2F2A1F1pp11AFp 12122AAFpAF 18 柏努利 (Bernoulli) 方程 定常流動流體的機械能守恒定常流動流體的機械能守恒 ttanconshg2vp2 位位(置水置水)頭頭(比位能比位能 -單位重

12、量的位置勢能單位重量的位置勢能)壓力壓力(水水)頭頭(比壓能比壓能 -單位重量的壓力勢能單位重量的壓力勢能)速度速度(水水)頭頭(比動能比動能 -單位重量的動能單位重量的動能)或或液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 柏努利方程柏努利方程液體重量產(chǎn)生的壓力液體重量產(chǎn)生的壓力壓力壓力背壓背壓 - 速度對應(yīng)的壓力值速度對應(yīng)的壓力值ttanconsh2vp2 19液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 動量方程動量方程動量方程是用于計算流動液體作用在限制其流動的固體壁面上的總動量方程是用于計算流動液體作用在限制其流動的固體壁面上的總作用力。作用力。注意注意：流動液體作用在固體壁面上的力與作用在液體上的力大小相等、方向相流動液體作

13、用在固體壁面上的力與作用在液體上的力大小相等、方向相反。反。 作用在液體控制體積上的外力總和等于單位時間內(nèi)流出控作用在液體控制體積上的外力總和等于單位時間內(nèi)流出控制表面與流入控制表面的液體的動量之差，即制表面與流入控制表面的液體的動量之差，即：)(12AMvvqFFF )(X1X2AXMXXvvqFFF )(Y1Y2AYMYYvvqFFF )(Z1Z2AZMZZvvqFFF 205 流量流量為單位時間內(nèi)通過封閉截面的流體體積流量為單位時間內(nèi)通過封閉截面的流體體積 。液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)中所用的流量是指容積流量中所用的流量是指容積流量流量單位：流量單位： 公制：公制：Lpm (L/min)英制：英制

14、：gpm, 1 gpm = 3.78 L/min 在液壓系統(tǒng)中流量意味著負(fù)載速度的大小。在液壓系統(tǒng)中流量意味著負(fù)載速度的大小。vAtVQ 液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 流量流量21l 執(zhí)行機構(gòu)或負(fù)載執(zhí)行機構(gòu)或負(fù)載(液壓缸、液壓馬達(dá)液壓缸、液壓馬達(dá))的的速度速度 - 取決于流量取決于流量如：液壓缸的活塞桿速度由活塞后的容積被油液充滿的如：液壓缸的活塞桿速度由活塞后的容積被油液充滿的速度速度 (即即: 流量流量) 決定。決定。l 對單活塞桿液壓缸：對單活塞桿液壓缸：Vout = 4QD2 pout = 4FD2Vin = 4Q(D2-d2) pin = 4F(D2-d2) l 對液壓馬達(dá)：對液壓馬達(dá)：n

15、 = Qq p = 20Tq(bar) T 扭矩扭矩 / Nmq 排量排量 / cm3液壓技術(shù)的基礎(chǔ)知識 - 流量流量22Parker Denison 葉片產(chǎn)品歷史 1982: 推出具有獨特技術(shù)的推出具有獨特技術(shù)的 T6 系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品l 10 葉片葉片l 最高工作壓力最高工作壓力240bar (T6C: 275bar)l 柱銷式雙唇葉片柱銷式雙唇葉片l 浮動側(cè)板，具磨損補償功能，內(nèi)泄小，容積效率高浮動側(cè)板，具磨損補償功能，內(nèi)泄小，容積效率高 2000: 升級為升級為 T7 系列系列l(wèi) 12 葉片葉片l 最高工作壓力最高工作壓力300bar (T7B: 320bar)l 噪音更低噪音更低l

16、配流盤為雙向型配流盤為雙向型 (僅限于僅限于T7B / T7D)23Parker Denison 葉片泵簡介5個基本的殼體規(guī)格：個基本的殼體規(guī)格：A-極小流量，不作獨立的泵，僅作為多聯(lián)泵的一極小流量，不作獨立的泵，僅作為多聯(lián)泵的一聯(lián)聯(lián)B-流量流量 2 to 15 GPM (5.8 50ml/rev)l 002 003 004 006 008 011 012 013 015C-流量流量 3 to 31 GPM；(10.8 100ml/rev）l 003 005 006 008 010 012 014 017 020 022 025 028 031D-流量流量 14 to 50 GPM；(47.6

17、 158ml/rev)l 014 017 020 024 028 031 035 038 042 045 050E-流量流量 42 to 85 GPM；(132.3 269ml/rev)l 042 045 050 052 062 066 072 08524l 葉片泵基本上由殼葉片泵基本上由殼( (泵泵) )體、泵芯及傳動軸組成；體、泵芯及傳動軸組成；l 泵芯組件為模塊化設(shè)計；泵芯組件為模塊化設(shè)計；l 所有泵唧零件均組合在一個泵芯組件內(nèi)。所有泵唧零件均組合在一個泵芯組件內(nèi)。葉片泵 (Vane Pump)Denison 葉片泵葉片泵25Regelventile D31FTM1:2Steuerkol

18、ben 0125037812.dwgHirschmann-SteckerM 1:2DM 2011Hirschmann-SteckerM 1:2DM 2011D31FTM1:2Steuerkolben 0125037812.dwgHirschmann-SteckerM 1:2DM 2011Hirschmann-SteckerM 1:2DM 2011M61cmCLCLWTD1FB/CSAP B T T TA P B T T TA P BT TD1FPD3FB/CD3FPD*FH比例方向控制閥 Proportional Directional Control Valves26電磁電磁(直動式直動式)

19、比例方向控制閥比例方向控制閥詳圖詳圖簡圖簡圖比例方向控制閥圖形符號電磁電磁(直動式直動式)比例方向控制閥比例方向控制閥27Parker 比例方向控制閥成品系列開環(huán)操控比例閥開環(huán)操控比例閥 Open Loop Controled28Parker 比例方向控制閥成品系列閉環(huán)操控比例閥閉環(huán)操控比例閥 Closed Loop Controled29A P B T T Tl直動式標(biāo)準(zhǔn)型直動式標(biāo)準(zhǔn)型開環(huán)操控比例方向控制閥30l直動式標(biāo)準(zhǔn)型比例方向控制閥工作原理直動式標(biāo)準(zhǔn)型比例方向控制閥工作原理開環(huán)操控比例方向控制閥inDDIkF 比例電磁鐵推力：比例電磁鐵推力：XkFSS復(fù)位彈簧力：復(fù)位彈簧力：SDFF 電磁鐵推力與彈簧力平衡，有：電磁鐵推力與彈簧力平衡，有：XkIkSinD即：即：ininSDkIIkkX可得：可得：31TAPB XY簡圖簡圖l 電液比例方向控制閥電液比例方向控制閥 (先導(dǎo)式先導(dǎo)