汽車機械基礎液壓傳動PPT學習教案課件

1、會計學1汽車機械基礎液壓傳動1、液壓千斤頂 液壓千斤頂原理見下圖。當向下壓杠桿1時，小活塞3使缸2內(nèi)的液體經(jīng)管道6、閥7進入大缸9，并使活塞8上升，頂起重物G。適當?shù)剡x擇大、小活塞面積，就可以人力升起很重的負載G。15.1 液壓傳動的基本知識第1頁/共63頁2、液壓圖形符號第2頁/共63頁下圖為機床工作臺液壓系統(tǒng)的圖形符號圖第3頁/共63頁3、液壓系統(tǒng)的組成1）動力裝置 它可將電動機或發(fā)動機輸出的機械能轉(zhuǎn)化成液壓能的裝置，常為液壓泵。2）執(zhí)行元件 是將液壓能重新轉(zhuǎn)化成機械能的裝置。實現(xiàn)直線運動的執(zhí)行元件叫液壓缸；實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動的執(zhí)行元件叫做液壓馬達。 3）控制調(diào)節(jié)裝置 用以控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中油液

2、的流動方向、壓力和流量的裝置。其中有方向控制閥和壓力控制閥、流量控制閥等。4）輔助裝置： 如油箱、油管、濾油器等。5）工作介質(zhì)：傳動液體，即液壓油液。第4頁/共63頁 4、 液壓傳動的優(yōu)點1）可以在運行過程中實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速。2）在同等輸出功率下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、運動慣量小、動態(tài)性能好。3）采用液壓傳動可實現(xiàn)無間隙傳動，運動平穩(wěn)。4）易于實現(xiàn)自動化，特別是電、液聯(lián)合應用時，易于實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)。5）由于一般采用油作為傳動介質(zhì)，因此，液壓元件有自我潤滑作用，有較長的使用壽命。6）液壓元件都是標準化、系列化的產(chǎn)品，便于設計、制造和推廣應用。第5頁/共63頁液壓傳動的缺點：1

3、）由于泄漏及流體的可壓縮性，無法保證嚴格的傳動比；2）當油溫或載荷變化時，往往不易保持運動速度的穩(wěn)定。3）當采用油作為傳動介質(zhì)時還需要注意防火問題。4）液壓元件加工精度要求高，造價高。5）液壓系統(tǒng)的故障比較難查找，對操作人員的技術(shù)水平要求高。第6頁/共63頁1、 液壓泵的作用液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，其作用是把原動機輸入的機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，向系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液流15.2 液壓基本元件第7頁/共63頁2、液壓泵工作原理 液壓泵工作原理:容積式泵: 泵是靠密封容積的變化來實現(xiàn)吸油和壓油的，其排油量的大小取決于密封腔的容積變化值基本特點:具有一個或若干個周期性變化的密封容積 具有配流裝置

4、；油箱內(nèi)液體的絕對壓力必須恒等于或大于大氣壓力 第8頁/共63頁3、 主要性能參數(shù)壓力: 工作壓力p:實際工作時的輸出壓力。 額定壓力pn：泵在使用中按標準條件連續(xù)運轉(zhuǎn)所允許達到的最大工作壓力。 工作壓力p額定壓力pn排量和流量: 排量 V:液壓泵軸轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何尺寸變化計算而得的排出液體的體積,單位(m3/r)或 (mL/r) 理論流量qt:單位時間內(nèi)理論上可排出的液體體積. 等于排量和轉(zhuǎn)速的乘積 V:液壓泵的排量（m3/r）；n:主軸轉(zhuǎn)速（r/s）；qt:液壓泵理論排量（m3/s） 實際流量q：理論流量乘以容積效率。 額定流量qn：額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下泵輸出的流量。第9頁/共63

5、頁 齒輪泵齒輪泵是液壓系統(tǒng)中常用的液壓泵，其結(jié)構(gòu)最簡單，分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。a外嚙合齒輪泵二、常用液壓泵第10頁/共63頁 工作原理（1）相互嚙合的輪齒逐漸脫開，密封容積 ，形成局部真空，在大氣壓力作用下吸油（2）隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，油液帶到左側(cè)的壓油腔，輪齒逐漸嚙合，使密封容積 ，齒槽間的油液被擠壓排出泵外 壓油第11頁/共63頁b內(nèi)嚙合齒輪泵漸開線齒形內(nèi)嚙合擺線齒形內(nèi)嚙合第12頁/共63頁齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點困油:齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1，于是總會出現(xiàn)兩對輪齒同時嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所形成的封閉空腔之間。泄漏：1.通過齒輪嚙合處的間隙； 2.通過泵體

6、內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙； 3.通過齒輪兩端面和端蓋間的端面間隙； 因此，容積效率較低，輸出壓力也不容易提高徑向作用力不平衡：能使軸彎曲，加速軸承磨損，降低軸承壽命。第13頁/共63頁優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、制造方便、價格低廉、工作可靠、自吸能力強、對油液污染不敏感、維護容易缺點： 磨損嚴重、泄漏量大，工作壓力的提高受到限制。壓力脈動和噪聲都較大。第14頁/共63頁2、 葉片泵雙作用式(定量泵)單作用式(變量泵) 中低壓 工作原理雙作用葉片泵的結(jié)構(gòu)和特點限壓式變量葉片泵第15頁/共63頁（1）雙作用葉片泵工作原理第16頁/共63頁特點優(yōu)點：泵的吸油區(qū)是徑向?qū)ΨQ的，因而作用在轉(zhuǎn)子上的徑

7、向液壓力平衡；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸油量均勻、噪聲小。 缺點：結(jié)構(gòu)復雜，吸油特性差，對油液的污染較敏感，一般用于中壓。 第17頁/共63頁（2）變量葉泵變量葉片泵的流量可以根據(jù)液壓系統(tǒng)工作要求而改變。根據(jù)調(diào)節(jié)后泵的壓力流量特性的不同，又可分為限壓式、恒流量式和恒壓式三類。第18頁/共63頁限壓式變量葉片泵 限壓式變量葉片泵可以根據(jù)液壓系統(tǒng)的要求調(diào)定限定工作壓力，通過自動調(diào)節(jié)定子與轉(zhuǎn)子的偏心量從而調(diào)節(jié)輸出流量，即流量改變是利用壓力的反饋作用實現(xiàn)的 分為：外反饋和內(nèi)反饋兩種第19頁/共63頁外反饋限壓式變量葉片泵的工作原理第20頁/共63頁內(nèi)反饋限壓式變量葉片泵的工作原理第21頁/共63頁3、柱塞泵 優(yōu)點:

8、 1.柱塞與缸體內(nèi)孔均為圓柱表面，因此加工方便，配合精度高，密封性能好，容積效率高。2.只需改變柱塞的工作行程就能改變泵的排量、易于實現(xiàn)變量。3.壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、流量能調(diào)節(jié)等優(yōu)點。應用: 高壓大流量 （龍門刨床、液壓機、工程機械）軸向柱塞泵徑向柱塞泵 （徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)復雜，自吸能力差，目前應用不多）第22頁/共63頁軸向柱塞泵(斜盤式軸向柱塞泵工作原理）第23頁/共63頁 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的、做直線往復運動（或擺動運動）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實現(xiàn)往復運動時，可免去減速裝置，并且沒有傳動間隙，運動平穩(wěn)，因此在各種機械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應用。液壓缸第

9、24頁/共63頁 單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進出油口A和B都可通壓力油或回油，以實現(xiàn)雙向運動，故稱為雙作用缸。1、單活塞桿液壓缸第25頁/共63頁單桿活塞缸的基本結(jié)構(gòu) 其特點是只在活塞的一端有活塞桿，缸的兩腔有效工作面積不相等。它的安裝也有缸筒固定和活塞桿固定兩種，進、出油口根據(jù)安裝方式而定。但工作臺移動范圍都為活塞有效行程的兩倍。 單活塞桿液壓缸的推力和速度計算式差動缸 工程中，經(jīng)常遇到單活塞桿液壓缸左右兩腔同時接通壓力油的情況，這種連接方式稱為差動連接，此缸稱為差動缸。差動連接的顯著特點是在不增加輸入流量的情況下提高活塞的運動速度。盡管此時液壓缸兩腔

10、壓力相等（不計管路壓力損失），但兩腔活塞的工作面積不相等，因此，活塞將向有桿腔方向運動（缸體固定時）。有桿腔排出的油液和油源輸入的油液一起進入無桿腔，增加了進入無桿腔的流量，從而提高了活塞的運動速度。 差動缸輸出的推力和速度計算第26頁/共63頁參照下圖，當供給液壓缸的流量Q一定時，活塞兩個方向的運動速度為：V1=Q/A1=4Q/D2 (向左） V2= Q/A2=4Q/(D2-d2) (向右） 當供油壓力p一定，回油壓力為零時 作用力： F1=p.A1=p.D2/4 (向右）F2=p.A2=p.(D2-d2)/4 (向左）第27頁/共63頁當其差動連接時，作用力為： F3=p(A1-A2)=p

11、.(d2/4) 速度:v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1 所以 v3=Q/(A1-A2)=4Q/d2符號意義參閱下圖第28頁/共63頁單桿缸三種比較第29頁/共63頁 雙活塞桿液壓缸的兩活塞桿直徑通常相等，活塞兩端有效面積相同。如果供油壓力不變，那么活塞反復運動時兩個方向的作用力和速度相等。v=Q/A=4Q/(D2-d2) , F=p.A=p. (D2-d2)/4 v活塞（或缸筒）運動速度；Q供油流量；F活塞（或缸筒）上的作用力； p供油壓力；A活塞有效面積； D活塞直徑；d活塞桿直徑。 這種液壓缸在傳動時活塞桿只承受拉力，多數(shù)用于機床。2、雙活塞桿液壓缸第30頁/共63頁三、

12、伸縮式液壓缸 伸縮式液壓缸具有二級或多級活塞，如圖所示。伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實現(xiàn)較長的行程，而縮回時長度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機械和農(nóng)業(yè)機械上。第31頁/共63頁2、液壓缸的排氣為了排除聚集在液壓缸內(nèi)的空氣，可在缸的兩端最高部位各裝一只排氣塞。排氣塞結(jié)構(gòu)第32頁/共63頁 液壓控制閥一、方向控制閥1.單向閥 2.換向閥 第33頁/共63頁 單向閥只允許油液某一方向流動，而反向截止。這種閥也稱為止回閥。對單向閥的主要性能要求是：油液通過時壓力損失要小；反向截止密封性要好。其結(jié)構(gòu)如圖。壓力油從P1進入，克服彈簧力推動閥

13、芯，使油路接通，壓力油從P2流出；當壓力油從反向進入時，油液壓力和彈簧力將閥芯壓緊在閥座上，油液不能通 過。單向閥都采用圖 示的座閥式結(jié)構(gòu)，這 有利于保證良好的反 向密封性能。(1)普通單向閥第34頁/共63頁單向閥工作原理第35頁/共63頁（2）液控單向閥 第36頁/共63頁（2）液控單向閥 如圖所示，液控單向閥下部有一控制油口K，當控制口不通壓力油時，此閥的作用與單向閥相同；但當控制口通以壓力油時，閥就保持開啟狀態(tài)，液流雙向都能自由通過。圖上半部與一般單向閥相同，下半部有一控活塞1，控制油口K通以一定壓力的壓力油時，推動活塞1并通過推桿2使錐閥芯3抬起，閥就保持開啟狀態(tài)。第37頁/共63頁

14、 換向閥的基本作用可歸結(jié)為：利用閥芯和閥體的相對運動使閥所控制的一些油口接通或斷開。 對換向閥的主要能要求是：油路導通時，壓力損失要小；油路斷開時，泄漏量要?。?閥芯換位，操縱力要小以及換向平穩(wěn)等。 換向閥的用途什么廣泛，種類也很多，可根據(jù)換向閥的結(jié)構(gòu)、操縱、位置和通路數(shù)等分類。2 換向閥第38頁/共63頁三位四通換向閥工作原理 第39頁/共63頁一、滑閥式換向閥的換向原理和圖形符號 滑閥式換向閥是靠閥芯在閥體內(nèi)作軸向運動，而使相應的油路接通或斷開的換向閥。其換向原理如下圖所示。當閥芯處于左圖位置時，P與B,A與T相連，活塞向左運動；當閥芯向右移動處于右圖位置時，P與A, B與T相連，活塞向右

15、運動。所以圖示換向閥可用于使液壓執(zhí)行元件換向。第40頁/共63頁第41頁/共63頁換向閥圖形符號含義如下：（1）用方框表示閥的工作位置，有幾個方框就表示幾“位”。（2）方框內(nèi)的箭頭表示在這一位置上油路處于接通狀態(tài)，但并不一定表示油流的實際流向；（3）方框內(nèi)符號或表示此油路被閥芯封閉;（4）一個方框的上邊和下邊與外部連接的接口數(shù)表示幾“通”；（5）一般，閥與系統(tǒng)供油路連接的進油口用字母P表示；閥與系統(tǒng)回油路連接的回油口用字母T(或O）表示；而閥與執(zhí)行元件連接的工作油口則用字母A、B等表示。有時在圖形符號上還標出泄漏油口，用字母L表示。第42頁/共63頁二、滑閥式換向閥的結(jié)構(gòu) 下圖是三槽二臺肩換向

16、閥的換向原理。當換向閥芯處于左位時圖a，P與A通,B與T通；當閥芯處于右位時圖b，P與B通，A與T通。這種閥的長度較短，但回油壓力直接作用于閥芯兩端，對密封裝置有較高的要求。第43頁/共63頁三、三位換向閥的中位機能 多位閥處于不同位置時，其各油口連通情況不同，這種不同的連通方式體現(xiàn)了換向閥的各種控制機能，稱為滑閥機能。下圖是三位四通閥中位機能。第44頁/共63頁第45頁/共63頁第46頁/共63頁第47頁/共63頁第48頁/共63頁15.3 液壓輔助元件液壓輔助元件是液壓系統(tǒng)不可缺少的部分，主要包括蓄能器、過濾器、液壓油箱、熱交換器、油管、管接頭和密封件等。輔助元件對系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性、可靠性

17、、壽命、噪聲、溫升甚至動態(tài)性能都有直接影響。除油箱一般根據(jù)系統(tǒng)的要求自行設計外，其他輔助元件都有標準化產(chǎn)品供應。第49頁/共63頁油管與管接頭（1）油管液壓系統(tǒng)中使用的油管種類很多，有鋼管、銅管、尼龍管、塑料管、橡膠管等，須按照安裝位置、工作環(huán)境和工作壓力來正確選用。油管的特點及其適用范圍如表15-3所示。 （2）管接頭管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式連接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各項條件。管接頭的種類很多，其規(guī)格品種可查閱有關(guān)手冊。按接頭的通路數(shù)量和方向可分為直通、彎頭、三通和四通等；按油管與管接頭的連接方式可分為焊接式

18、、管端擴口式、卡套式等；按接頭與機體的連接方式可分為螺紋式、法蘭式等。第50頁/共63頁油箱（1）功用油箱的功用主要是儲存油液，此外還起著散發(fā)油液中熱量(在周圍環(huán)境溫度較低的情況下則是保持油液中熱量)、釋放出混在油液中的氣體、沉淀油液中污物等作用。（2）結(jié)構(gòu)1吸油管；2濾油網(wǎng)；3蓋；4回油管；5上蓋；6油位計；7，9隔板；8放油閥圖15-37 油箱的典型結(jié)構(gòu)液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。 第51頁/共63頁濾油器濾油器的功用是過濾混在液壓油液中的雜質(zhì)，保證系統(tǒng)正常地工作。因此濾油裝置的配置非常必要。濾油器有表面型濾油器、深度型濾油器和吸附型濾油器3種。第52頁/共63頁蓄能器蓄能器的功用主要是用來儲