液壓基本知識課件

液壓傳動李學文2006.11.10液壓傳動的基本知識第一章基本知識一概述：流體傳動是指研究已流體能量來產生、控制和傳遞動力的技術。二液壓系統(tǒng)的組成動力元件：液壓泵執(zhí)行元件：液壓缸控制元件：各類閥輔助元件：油箱、過濾器、密封件、冷卻器工作介質：液壓油三液壓傳動的特點1.質量輕，體積小2.動作迅速換向快3.可實現(xiàn)無級調速,調速范圍大，運動平穩(wěn)不宜受外界負載影響.4.可實現(xiàn)過載保護使用壽命長5.操作簡單,易于實現(xiàn)自動化,液壓元件易于實現(xiàn)標準化,系列化液壓油通常具有的4種主要功能:1)傳遞動力

2)潤滑運動零件

3)密封表面粗糙零件之間的間隙

4)散熱四液壓油是液壓系統(tǒng)中最重要的材料是工作介質,液壓油的物理、化學性能對設備的性能和壽命有決定性的作用五液壓沖擊概念:在液壓系統(tǒng)中控制元件或工作負載的狀態(tài)發(fā)生突變時由于液流和負載質量的慣性作用下致使系統(tǒng)中的局部壓力急劇升高并交替變化，這種現(xiàn)象稱為液壓沖擊。在液壓系統(tǒng)中，為了減輕液壓的沖擊，采取的措施：1.在容易出現(xiàn)液壓沖擊的地方設置限制壓力上升的溢流閥2.設在容易出現(xiàn)液壓沖擊的地方安裝蓄能器3.在油管出入口連接橡膠管來吸收油缸換向是的液壓沖擊能量4.在滿足工況的要求下采取各種措施增大閥門的關閉時間5.限制管中流速。第二章液壓泵一液壓泵1.液壓泵的作用：是將驅動它的工作電動機輸入的機械能轉換成油液的壓力能。是液壓系統(tǒng)的心臟2.液壓泵的分類齒輪泵、葉片泵、柱塞泵齒輪泵：是一種定量泵具有結構簡單緊湊成本低工作可靠使用維修方便自吸性能好及濾油精度不高等優(yōu)點。組成:泵體,泵蓋,齒輪的輪齒間形成了密封容腔,齒輪的齒間接觸線將它劃成兩部分即吸油腔和壓油腔

為了保證齒輪泵的正常工作,使吸油腔與壓油腔被齒與齒的嚙合接觸線隔開而不連,通,要求齒輪的重疊系數(shù)大于1,由于重疊系數(shù)大于1,當一對齒輪尚未脫開嚙合前.后一對齒輪就開始進入嚙合.在這段時間內,同時有兩對齒輪進入嚙合,在它們之間形成一個封閉的容腔,稱為閉死容積.由于閉死容積在兩對齒輪嚙合過程中其大小是變化的,當容積減小時,會造成液體壓力的急劇升高而產生瞬時壓力沖擊,而容積增大時,會形成局部真空這種現(xiàn)象稱為困油現(xiàn)象.會產生噪聲,容積效率降低并影響泵的工作平穩(wěn)和壽命.一般采取在側板或軸套開泄荷溝槽.第三章液壓缸一.液壓缸的的分類:按結構特點分:活塞式柱塞式擺動式二.液壓缸的特點:1.結構簡單,制造容易,維修方便,工作可靠

2.重量輕,傳力大,壽命長

3.運動慣性小,制動精度高,可作頻繁換向

4.易于實現(xiàn)遠空和自控.三.液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它的職能是將液壓能轉換成機械能。液壓缸的輸入量是流體的流量和壓力，輸出的是直線運動速度和力。液壓缸的活塞能完成直線往復運動，輸出的直線位移是有限的。當液壓缸右腔進油、左腔回油時，活塞左移；反之，活塞右移。由于兩邊活塞桿直徑相同，所以活塞兩端的有效作用面積相同。若左右兩端分別輸入相同壓力和流量的油液，則活塞上產生的推力和往返速度也相等。當液壓缸右腔進油、左腔回油時，活塞左移；反之，活塞右移。由于兩邊活塞桿直徑相同，所以活塞兩端的有效作用面積相同。若左右兩端分別輸入相同壓力和流量的油液，則活塞上產生的推力和往返速度也相等。所示為單活塞桿式液壓缸結構圖。缸體1和底蓋焊接成一體。活塞2靠支撐環(huán)4導向用Y型密封圈5密封，活塞2與活塞桿3用螺紋連接。活塞桿3靠導向套6、8導向，用V型密封圈7密封。端蓋9和缸體1用螺紋連接，螺母10用來調整V型密封圈的松緊。缸底端蓋和活塞桿頭部都有耳環(huán)，便于鉸接。因此這種液壓缸在往復運動時，其軸線可隨工作需要自由擺動四.密封裝置:液壓缸中的密封主要指活塞和缸體之間,活塞和端蓋之間的密封1.間隙密封是靠相對運動的配合表面的間隙防止泄漏.間隙在0.01-0.05mm

2.活塞環(huán)密封

3.密封圈密封O形Y形V形第四章液壓控制閥一液壓控制閥1.液壓控制閥的概述：在液壓系統(tǒng)中，專門用來控制液流的方向、壓力和流量的元件統(tǒng)稱為液壓控制閥2.液壓控制閥的分類二.液壓控制閥1.液壓控制閥的概述：在液壓系統(tǒng)中，專門用來控制液流的方向、壓力和流量的元件統(tǒng)稱為液壓控制閥2.液壓控制閥的分類*按用途分類:壓力控制閥；流量控制閥；方向控制閥。*按控制方式分類:A開關（或定值控制）閥：借助于手輪、手柄、凸輪電磁鐵、彈簧等來開關液流通路，定值控制液流的壓力和流量的閥類，統(tǒng)稱普通液壓閥。B伺服控制閥：其輸入信號（電氣、機械、氣動等）多為偏差信號（輸入信號與反饋信號的差值），可以連續(xù)成比例的控制液壓系統(tǒng)中壓力流量的閥類，多用于要求高精度、快速響應的閉環(huán)液壓控制系統(tǒng)。

C比例控制閥：這種閥的輸出量與輸入信號成比例。它們是一種可按給定的輸入信號變化的規(guī)律，成比例的控制系統(tǒng)中液流的參數(shù)的閥類，多用于開環(huán)液壓程序控制系統(tǒng)D數(shù)字控制閥：用數(shù)字信息直接控制的閥類

*按結構形式分類滑閥（或轉閥）；錐閥；球閥；噴嘴擋板閥；射流管閥。*按連接方式分類:螺紋聯(lián)接閥；法蘭連接閥；

在液壓系統(tǒng)中，凡是用來控制最高壓力，或保持某一部分的壓力值，以及利用油液的壓力來控制油路的通斷等等的閥通稱為壓力閥。這類閥的共同特點是利用油液壓力和彈簧力相平衡的原理進行工作的。3.對液壓控制閥的基本要求1）動作準確靈敏可靠工作平穩(wěn)、無沖擊振動2）密封性好內外泄漏少3）結構簡單通用性好二方向控制閥方向控制閥是用來改變液壓系統(tǒng)中個油路之間液流通斷關系的閥類。如單向閥、換向閥及壓力表開關。單向閥有普通單向閥和液控單向閥。1.單向閥：只允許油液朝一個方向流動，不能反向流動如圖所示，普通單向閥的作用是使液體只能沿一個方向流動，不許它反向倒流。對單向閥的要求主要有：①通過液流時壓力損失要小，而反向截止時密封性要好；②動作靈敏，工作時無撞擊和噪聲。當液流從流入時，克服彈簧力將閥芯頂開，流向。當液流反向流入時，閥芯在液壓力和彈簧力的作用下關閉閥口，使液流截止。

2:主要用途：1)選擇液流方向。

2)區(qū)分高低壓油。

3)保護泵正常工作（防止壓力突然增高，反向傳給泵，造成反轉或損壞）。泵停止供油時，保護缸中活塞的位置。

4)作背壓閥用，提高執(zhí)行元件的運動平穩(wěn)性（背壓作用－保持低壓回路的壓力）3:液控單向閥三換向閥：利用閥芯和閥體間的相對運動，來變換油路的方向。換向閥是借助于閥芯與閥體之間的相對運動，使之與閥體相連的各油路實現(xiàn)接通、切斷，或改變液流方向的閥類。1.對換向閥的基本要求是：①液流通過閥時壓力損失?。ㄒ话?lt;0.1～0.3MPa）；②互不相通的液流間的泄漏??；③換向可靠、迅速且平穩(wěn)無沖擊。換向閥的分類如下表所示：分類方法類型按閥的結構形式分滑閥式、轉閥式、球閥式、錐閥式（即邏輯換向閥）按閥的操縱方式分手動、機動、電磁、液動、電液動、氣動按閥的工作位置數(shù)和控制的通道數(shù)來分二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等三壓力控制閥

1.概念在液壓傳動中，用來控制和調節(jié)液壓系統(tǒng)壓力高低的閥類2.溢流閥的功用主要是通過閥口溢流，是被控制系統(tǒng)的壓力維持恒定實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的壓力調節(jié)，壓力穩(wěn)定和防止過載。還可作背壓閥圖示為錐閥式直動型溢流閥。錐閥2的左端設有偏流盤1托住彈壓彈簧5，錐閥右端有一阻尼活塞3（阻尼活塞一方面在錐閥開啟或閉合時起阻尼作用，用來提高錐閥工作的穩(wěn)定性；另一方面用來保證錐閥開啟后不會傾斜）。進口的壓力油（壓力為P）F=PA可以由此活塞的徑向間隙進入活塞底部，形成一個向左的液壓力為活塞底部面積）。當作用在底部的液壓力F大于彈簧力時，錐閥閥口打開，油液由錐閥口經(jīng)回流口溢回油箱。只要閥口打開，有油液流經(jīng)溢流閥，溢流閥入口的壓力就基本保持恒定。通過調節(jié)桿4來改變調壓彈簧5的預緊力，即可調整溢流壓力由主閥和先導閥兩部分組成。先導閥類似于直動型溢流閥，但一般多為錐閥（或球閥）形閥座式結構。主閥可分為一節(jié)同心結構、二節(jié)同心結構和三節(jié)同心結構

3.減壓閥：功用是降低系統(tǒng)中某一支路的壓力。定值減壓閥和定差減壓閥

減壓閥是使出口壓力低于進口壓力的壓力控制閥。。定壓輸出減壓閥有直動型和先導型兩種結構形式。在先導型中又有"出口壓力控制式"和"進口壓力控制式"兩種控制方式。如圖所示，該閥由先導閥調壓，主閥減壓。進口壓力經(jīng)減壓口減壓后壓力變?yōu)槿鐖D所示，該閥由先導閥調壓，主閥減壓。進口壓力P1經(jīng)減壓口減壓后壓力P2變?yōu)椋闯隹趬毫Γ?，出口壓力油通過閥體6下部和端蓋8上的通道進入主閥7下腔，再經(jīng)主閥上的阻尼孔9進入主閥上腔和先導閥前腔，然后通過錐閥座4中的阻尼孔后，作用在錐閥3上。當出口壓力低于調定壓力時，先導閥口關閉，阻尼孔9中沒有液體流動，主閥上、下兩端的油壓力相等，主閥在彈簧力作用下處于最下端位置，減壓口全開，不起減壓作用，P2=P1。當出口壓力超過調定壓力時，出油口部分液體經(jīng)阻尼孔9、先導閥口、閥蓋5上的泄油口L流回油箱。阻尼孔9由液體通過，使主閥上、下腔產生壓差（P2>P3）。當此壓差所產生的作用力大于主閥彈簧力時，主閥上移，使節(jié)流口（減壓口）關小，減壓作用增強，直至出口壓力P2穩(wěn)定在先導閥所調定的壓力值。此時，如果忽略穩(wěn)態(tài)液動力，>穩(wěn)定在先導閥所調定的壓力值。此時，如果忽略穩(wěn)態(tài)液動力，4.背壓閥一般裝在液壓系統(tǒng)的回油路中，目的是使回油路上建立一定的壓力（一般是0.2－0.7MPa），而不是壓力為零?？稍黾庸ぷ鳈C械運動平穩(wěn)性和防止空氣回油路混入空氣。5.壓力繼電器是利用液體的壓力來啟閉電氣觸點的液壓電氣轉換元件。當系統(tǒng)壓力達到壓力繼電器的調定值時，發(fā)出電信號，使電氣元件（如電磁鐵、電機、時間繼電器、電磁離合器等）動作，使油路卸壓、換向，執(zhí)行元件實現(xiàn)順序動作，或關閉電動機使系統(tǒng)停止工作，起安全保護作用等。1)壓力繼電器有柱塞式、膜片式、彈簧管式和波紋管式四種結構形式。下面對柱塞式壓力繼電器的工作原理作一介紹：當從繼電器下端進油口進入的液體壓力達到調定壓力值時，推動柱塞上移，此位移通過杠桿放大后推動微動開關動作。改變彈簧的壓縮量，可以調節(jié)繼電器的動作壓力。2)功用:用于安全保護?？刂茍?zhí)行元件的順序動作。用于泵的啟閉。用于泵的卸荷。3)按裝位置:壓力繼電器必須放在壓力有明顯變化的地方才能輸出電信號。若將壓力繼電器放在回油路上，由于回油路直接接回油箱，壓力也沒有變化，所以壓力繼電器也不會工作四流量控制閥流量控制閥是一種對液體節(jié)流為特征的液壓元件。節(jié)流是指液體流經(jīng)突然收縮的過流斷面（如小孔、隙縫或細長管道）而受顯著的阻力（發(fā)生較大的液壓損失）的現(xiàn)象，相當于一個可調液阻。2.流量控制閥包括節(jié)流閥、調速閥、溢流節(jié)流閥和分流集流閥等。

3.節(jié)流閥節(jié)流閥的主要用途是以節(jié)流形式改變通過流量的大小。使執(zhí)行元件獲得不同的運動速度，也可以作為背壓閥使用。如圖所示，具有螺旋曲線開口的閥芯2與閥套3上的窗口匹配后，構成了具有某種形狀的棱邊型節(jié)流孔。轉動手輪1（此手輪可用頂部的鑰匙來鎖定），螺旋曲線相對套筒窗口升高或降低，從而調節(jié)節(jié)流口面積的大小，即可實現(xiàn)對流量的控制。于節(jié)流閥的流量不僅取決于節(jié)流口面積的大小，還與節(jié)流口前后壓差有關，閥的剛度小，故只適用于執(zhí)行元件負載變化很小和速度穩(wěn)定性要求不高的場合。對于執(zhí)行元件負載變化大及對速度穩(wěn)定性要求高的節(jié)流調速系統(tǒng)，必須對節(jié)流閥進行壓力補償來保持節(jié)流閥前后壓差不變，從而達到流量穩(wěn)定。1.分類:1)固定式節(jié)流閥（節(jié)流口大小不能調整）－用于改變流量

2)可調式節(jié)流閥（特點：不易堵塞，流量不穩(wěn)定）－用于速度較低的液壓系統(tǒng)。3)可調式單向節(jié)流閥（特點：流量不穩(wěn)定）－用于需要單向節(jié)流閥調整，反向快速運動的場合

五.伺服閥伺服閥是一種方向控制閥，具有無級變速能力。它不僅能控制液體流動的方向，還能控制其流量。伺服閥與反饋傳感器裝置相結合，為執(zhí)行機構提供精確的位置、速度、加速度控制。電液伺服閥接到經(jīng)過電子放大以后的輸入信號后，滑芯產生位移，由液壓能源提供的壓力油進入執(zhí)行元件，帶動工作機構運動。工作機構的位移量或其他運動參數(shù)用各種傳感器通過檢測裝置變?yōu)殡娦盘?，并反饋到輸入端與輸入端信號相比較，所得到的偏差信號作為電子放大器的控制信號。電液伺服閥在該偏差信號的作用下控制執(zhí)行元件的工作，當偏差信號為零時，執(zhí)行元件停止運動達到新的平衡位置。從系統(tǒng)輸入指令到執(zhí)行元件輸出相應運動參數(shù)達到新的平衡狀態(tài)，其控制過程是一個被控量不斷反饋和修正的動態(tài)過程。六電液比例閥概述比例電磁閥是作為功率控制元件,根據(jù)輸入的電信號電壓只值的大小,通放大器電路.將輸出電壓信號(一般為-10v+10v)轉換成相應的電信號(1mv—1mA)該信號做為輸入量送入比例電磁鐵.從而產生和輸入信號成比例的輸入量--力或位移,該力或位移又稱作為輸入量作用與比例閥,使其產生一個與電磁鐵