液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)知識培訓(xùn)第一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日液壓系統(tǒng)概述液壓傳動的工作原理液壓系統(tǒng)的組成及分類液壓系統(tǒng)元件的作用及圖形符號液壓系統(tǒng)常見故障的分析與排除鉆機(jī)液壓回路分析第二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日液壓傳動的工作原理1.傳動類型及液壓傳動的定義

一部完整的機(jī)器都是由原動機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)組成。原動機(jī)（電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）是機(jī)器的動力源；工作機(jī)是機(jī)器直接對外做功的部分；而傳動裝置則是設(shè)置在原動機(jī)和和工作機(jī)之間的部分，用于實(shí)現(xiàn)動力（或能量）的傳遞、轉(zhuǎn)換與控制，以滿足工作機(jī)對力（或轉(zhuǎn)矩）、工作速度（或轉(zhuǎn)速）及位置的要求。按照傳動件（或工作介質(zhì)）的不同，有機(jī)械傳動、電氣傳動、流體傳動（液體傳動和氣體傳動）及復(fù)合傳動等。液體傳動有包括液力傳動和液壓傳動。液力傳動是以動能進(jìn)行工作的液體傳動。液壓傳動則是以受壓液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行動力（或能量）的轉(zhuǎn)換、傳遞、控制和分配的液體傳動。第三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日2.液壓傳動的工作原理及特征2.1工作原理

第四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日如圖所示，小液壓缸10與排油單向閥3、吸油單向閥4一起構(gòu)成手動液壓泵，完成吸油與排油。當(dāng)向上抬起杠桿時，手動液壓泵的小活塞1向上運(yùn)動，小活塞的下部容腔a的容積增大形成局部真空，致使排油單向閥3關(guān)閉，油箱8中的油液在大氣壓的作用下經(jīng)吸油管5頂開吸油單向閥4進(jìn)入a腔。當(dāng)大活塞2在力F1作用下向下運(yùn)動時，a腔的容積減小，油液因受擠壓，壓力升高，于是，被擠出的油液將吸油單向閥4關(guān)閉，而將排油單向閥3頂開，經(jīng)排油管6進(jìn)入大液壓缸11的容腔b，推動大活塞2上移擠壓工件（負(fù)載F2）。手搖泵的小活塞1不斷上下往復(fù)運(yùn)動，工件逐漸被擠扁。當(dāng)工件被加工成型后，停止小活塞1的運(yùn)動，則大液壓缸11的b腔內(nèi)油液壓力將使排油單向閥3關(guān)閉，b腔內(nèi)的油液被封死，大活塞2連同工件一同被閉鎖不動，此時，截止閥9關(guān)閉。如打開截止閥9，則大液壓缸11的b腔油液經(jīng)排油管7排回油箱8，于是大活塞2將在自重的作用下下移回復(fù)到起始位置。第五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日2.2工作特征歸納上述液壓模型的工作原理可知，由液壓缸10與排油單向閥3、吸油單向閥4一起組成的手動液壓泵，將杠桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為油液的壓力能輸出，完成吸油和排油；大液壓缸11將油液的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出，舉起重物，手動液壓泵和舉起重物的液壓缸（簡稱擠壓液壓缸）組成了簡單的液壓傳動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了動力（包括力和運(yùn)動）的傳遞和轉(zhuǎn)換。其工作特征如下：力的傳遞靠液體壓力實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的工作壓力取決于負(fù)載；運(yùn)動速度的傳遞靠容積變化相等原則實(shí)現(xiàn)，運(yùn)動速度取決于流量；系統(tǒng)的動力傳遞符合能量守恒定律，壓力和流量的乘積等于功率。第六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日液壓系統(tǒng)的組成及分類

液壓傳動與控制的機(jī)械設(shè)備或裝置中，其液壓系統(tǒng)大部分使用具有連續(xù)流動性的液壓油的工作介質(zhì)，通過液壓泵將驅(qū)動泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液體的壓力能，經(jīng)過壓力、流量、方向等各種控制閥，送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)（液壓缸、液壓馬達(dá)）中，轉(zhuǎn)換成機(jī)械能去驅(qū)動負(fù)載。這樣的液壓系統(tǒng)一般都是由動力源、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制閥、液壓輔助件和液壓工作介質(zhì)等幾部分組成，各部分的功能作用見下表：第七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日組成部分功能作用動力源原動機(jī)（電動機(jī)和內(nèi)燃機(jī)）和液壓泵將原動機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的壓力能，輸出具有一定壓力的油液執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓缸、液壓馬達(dá)將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，用以驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載做功，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動、連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動或擺動控制閥壓力、流量、方向控制閥和其他控制元件控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中從泵到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的油液的壓力、流量和方向，從而控制執(zhí)行器輸出的力（力矩）、速度（轉(zhuǎn)速）和方向，以保證執(zhí)行器驅(qū)動的主機(jī)工作機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律液壓輔助件油箱、油管、過濾器、熱交換器、蓄能器及指示儀表等用來存放、提供和回收液壓介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)液壓元件之間的連接以及載能液壓介質(zhì)，濾清液壓工作介質(zhì)中的雜質(zhì)，保持系統(tǒng)工作過程中所需的介質(zhì)清潔度，系統(tǒng)加熱或散熱，儲存和釋放液壓能或吸收液壓脈動和沖擊，顯示系統(tǒng)壓力和油溫等液壓工作介質(zhì)各類液壓油（液）作為系統(tǒng)的載能介質(zhì)，在傳遞能量的同時并且潤滑、冷卻作用第八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日一般而言，能夠?qū)崿F(xiàn)某種特定功能的液壓元件的組合，稱為液壓回路。為了實(shí)現(xiàn)對某一機(jī)器或裝置的工作要求，將若干特定的基本功能回路連接或復(fù)合而成的總體叫液壓系統(tǒng)。以傳遞動力為主，以傳遞信息為輔，在液壓技術(shù)中稱為液壓傳動系統(tǒng)；以傳遞信息為主，以傳遞動力為輔，在液壓技術(shù)中稱為液壓控制系統(tǒng)。應(yīng)該指出，傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)在具體結(jié)構(gòu)上往往是合在一起的。按液壓系統(tǒng)中油液的循環(huán)方式可分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)兩類。第九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日第十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日第十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日液壓系統(tǒng)元件的作用及圖形符號1.液壓泵液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動力元件，將原動機(jī)（電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)）輸入的機(jī)械能（轉(zhuǎn)矩和角速度）轉(zhuǎn)換為壓力能（壓力和流量）輸出，為執(zhí)行元件提供壓力油。只有液壓泵滿足以下幾個條件才能夠正常工作：結(jié)構(gòu)上，必須有若干個容積可變的密封工作腔；工作中所有工作腔都能夠由小到大，由大到小平穩(wěn)連續(xù)地變化；必須保證吸油和排油嚴(yán)格分開，即要有配油機(jī)構(gòu)。第十二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日液壓傳動系統(tǒng)中使用的液壓泵種類繁多，基本分類是：液壓泵定量泵齒輪泵外嚙合式內(nèi)嚙合式葉片泵單作用式雙作用式柱塞泵軸向柱塞式徑向柱塞式變量泵葉片泵單作用柱塞泵軸向柱塞式徑向柱塞式第十三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日液壓泵的優(yōu)缺點(diǎn)：內(nèi)嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、有良好的高速性能，但加工復(fù)雜、流量脈動大、高壓低速時容積效率低；外嚙合齒輪工藝簡單、加工方便；葉片泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、流量均勻、運(yùn)動平穩(wěn)、噪聲小、使用壽命長、容積效率高等優(yōu)點(diǎn)。葉片泵廣泛用于完成各種中等負(fù)荷的工作。柱塞泵的泄漏小，容積效率高，流量能調(diào)節(jié)，一般做為高壓泵，但它具有自吸能力差、對油污染敏感和噪聲大的缺陷，同時由于高標(biāo)準(zhǔn)的配合精度而造成加工難度大，造價高。第十四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日2.液壓執(zhí)行元件2.1液壓馬達(dá)

液壓馬達(dá)是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，它是靠封閉容積變化來工作的。液壓馬達(dá)工作的必須條件和液壓泵的工作條件相同，從原理上講，泵可以作為馬達(dá)用，馬達(dá)也可以作為泵用。但是由于兩者的功能不同，因此在結(jié)構(gòu)上存在一些差異。例如：液壓泵在結(jié)構(gòu)上必須保證具有自吸能力，而液壓馬達(dá)無這一要求；液壓馬達(dá)需要較大的啟動扭矩；液壓泵的吸油腔一般為真空，為改善吸油性能和抗氣蝕能力，通常進(jìn)口做得比出口大；而液壓馬達(dá)的排油腔的壓力稍高于大氣壓力，所以沒有上述要求，進(jìn)、出油口的尺寸相同；液壓馬達(dá)需要正、反轉(zhuǎn)，所以在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上具有對稱性；而液壓泵一般是單向旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以不對稱。第十五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日2.2液壓缸液壓缸是液壓系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，是將液壓能轉(zhuǎn)變成直線往復(fù)式的機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，它使運(yùn)動部件實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動或擺動。液壓缸按其作用方式可分為單作用式和雙作用兩大類；按其結(jié)構(gòu)形式的不同可以分為活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸、擺動式液壓缸、伸縮式液壓缸等形式，其中以活塞式液壓缸應(yīng)用最多。三者的圖形符號見以下列表：第十六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日第十七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日3.液壓控制閥液壓控制閥是液壓系統(tǒng)中用來控制液流的壓力、流量及方向的控制元件，是影響液壓系統(tǒng)性能和可靠性的重要元件。按照液壓閥在系統(tǒng)的功能作用可分為以下三類：壓力控制閥。用來控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中液體壓力的閥類，如溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥、壓力繼電器等。方向控制閥。用來控制液壓系統(tǒng)中液流方向的閥類，如單向閥、換向閥等。流量控制閥。通過改變節(jié)流閥口開度來調(diào)節(jié)通過它的流量，以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)某負(fù)載流量控制的閥類，如節(jié)流閥、調(diào)速閥、分（集）流閥等。

第十八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日按照閥的操縱方式可分為以下幾類：手動控制閥。用手柄及手輪、踏板、杠桿等進(jìn)行控制。機(jī)械控制閥。用擋塊及碰塊、彈簧等進(jìn)行控制。液壓控制閥。利用液體壓力所產(chǎn)生的力進(jìn)行控制。電液控制閥。采用電動控制（普通電磁鐵）和液壓控制的組合方式進(jìn)行控制。電動控制閥。用普通電磁鐵。比例電磁鐵。力馬達(dá)、力矩馬達(dá)、步進(jìn)電動機(jī)等進(jìn)行控制。綜上，液壓控制閥的基本參數(shù)認(rèn)為額定流量和額定壓力。閥的油口通徑D表示其過流能力，因而也代表額定流量。第十九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日壓力控制閥第二十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日方向控制閥第二十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日流量控制閥第二十二頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日4.液壓輔助元件

液壓系統(tǒng)的輔助元件包括密封件、油管及接頭、過濾器、蓄能器、油箱、冷卻器、加熱器等。密封限制或防止液壓油（或其他流體）泄漏的措施稱為密封。在液壓系統(tǒng)中，密封的作用不僅是防止液壓油的泄漏，還要防止空氣和塵埃進(jìn)入液壓系統(tǒng)。液壓油的泄漏分內(nèi)泄和外泄兩種。內(nèi)泄指油液從高壓腔向低壓腔的泄漏，所泄漏的油液并沒有對外做功，其壓力能絕大部分轉(zhuǎn)化為熱能，使油溫升高，油黏度降低，又進(jìn)一步增加泄漏量，從而降低系統(tǒng)的容積效率，損耗功率。外泄是指油液泄漏于元件外部，會弄臟周圍物件，污染環(huán)境，外泄一般是不允許的。油管和管接頭油管的作用是保證液壓系統(tǒng)工作液體的循環(huán)和能量的傳輸；管接頭用于把油管與油管或油管與元件連接起來而構(gòu)成管路系統(tǒng)。油管和管接頭應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、良好的密封、較小的壓力損失和裝拆方便。油管的種類有以下幾種：無縫鋼管、橡膠軟管、純銅管、棉綸管。第二十三頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日過濾器保持液壓油的清潔是保障液壓系統(tǒng)能正常工作的重要條件。由于外界塵埃、贓物、裝配時元件內(nèi)的殘留物（沙子、鐵屑、氧化皮）及油液變質(zhì)析出物的混入，會使元件相對運(yùn)動的表面加速磨損、劃傷甚至卡死或堵塞細(xì)小通道（如阻尼孔），影響工作穩(wěn)定性，使控制元件失靈。因此，對工作液體進(jìn)行過濾是十分必要的，這一任務(wù)由過濾器來完成。蓄能器

蓄能器又稱蓄壓器、貯能器，它是一種能把壓力油的液壓能貯存在耐壓容器里，待需要時又將其釋放出來的裝置。它在液壓系統(tǒng)中能起到調(diào)節(jié)能量、均衡壓力、減少設(shè)備容積、降低功能消耗及減少系統(tǒng)發(fā)熱等作用。第二十四頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日油箱及冷卻器油箱油箱是用來貯油、散熱、分離油中所含空氣和雜質(zhì)的。冷卻器建筑機(jī)械液壓系統(tǒng)油箱中的溫度最高不超過80OC。如果油箱靠自然散熱作用，其最高油溫超過允許值，就應(yīng)采取冷卻措施。液壓傳動系統(tǒng)根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，可分為風(fēng)冷式和水冷式兩種。第二十五頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日5.液壓工作介質(zhì)

在液壓系統(tǒng)中，液壓油液是傳遞動力和信號的工作介質(zhì)。同時，它還起到潤滑、冷卻和防銹的作用，液壓系統(tǒng)能否有效、可靠地運(yùn)行，在很大程度上取決于系統(tǒng)中所用的液壓油液的性能。對液壓工作介質(zhì)的主要要求：黏度合適，隨溫度的變化小。潤滑性良好?？寡趸７冷P和不腐蝕金屬。同密封材料相容。消泡抗泡性好。第二十六頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日液壓工作介質(zhì)使用要點(diǎn)日常維護(hù)保持環(huán)境整潔，正常操作，防止水分、雜物或空氣混入。含水型液壓油的使用溫度不要超過規(guī)定值，以免水分過分蒸發(fā)。及時更換安全第二十七頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日第二十八頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日液壓系統(tǒng)常見故障的分析與排除液壓系統(tǒng)的泄露水分進(jìn)入系統(tǒng)產(chǎn)生的故障和內(nèi)部銹蝕液壓系統(tǒng)的壓力失常第二十九頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日液壓系統(tǒng)的泄漏泄露的分類泄露分內(nèi)泄漏和外泄漏兩種。根據(jù)泄漏的程度有油膜刮漏、滲漏、滴漏和噴漏等多種表現(xiàn)形式。油膜刮漏發(fā)生在相對運(yùn)動部位之間，例如回轉(zhuǎn)體的滑動副、往復(fù)運(yùn)動（如液壓缸的活塞桿、手動換向閥的閥芯外伸部位等）；滲漏發(fā)生在端蓋閥板結(jié)合等處；滴漏多發(fā)生在管接頭等處；噴漏多發(fā)生在管子破裂、漏裝密封件等處。漏油的危害外漏造成工作環(huán)境污染、浪費(fèi)資源；內(nèi)漏造成油溫升高、效率下降、工作壓力上不去、系統(tǒng)無力、運(yùn)動速度減慢等多種故障。第三十頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日漏油的原因密封件質(zhì)量不好、裝配不正確而破損、使用日久老化變質(zhì)、與工作介質(zhì)不相容等原因造成密封失效。相對運(yùn)動副磨損使配合間隙增大、內(nèi)泄漏增大，或配合面拉傷而產(chǎn)生內(nèi)外泄漏。油溫太高。系統(tǒng)使用壓力過高。密封部件尺寸設(shè)計不正確、加工精度不良、裝配不好產(chǎn)生內(nèi)外泄漏。消除和減少泄漏的方法可在查明產(chǎn)生內(nèi)外泄漏原因的基礎(chǔ)上對癥采取對應(yīng)措施。第三十一頁，共三十四頁，編輯于2023年，星期日水分進(jìn)入系統(tǒng)產(chǎn)生的故障和內(nèi)部銹蝕水分等進(jìn)入液壓系統(tǒng)的危害水分進(jìn)入油中，會使液壓油乳化，成為白濁狀態(tài)。這種白濁的乳化油進(jìn)入液壓系統(tǒng)內(nèi)部，不僅使液壓元件內(nèi)部生銹，同時還降低摩擦運(yùn)動副的潤滑性能，零件磨損加劇，降低系統(tǒng)效率。進(jìn)入水分使液壓系統(tǒng)內(nèi)的鐵系金屬生銹，剝落的鐵銹在液壓系統(tǒng)管道和液壓元件內(nèi)流動，蔓延擴(kuò)散，導(dǎo)致整個系統(tǒng)內(nèi)部生銹，產(chǎn)生更多的剝