液压讲义OK

液压传动的基本知识第一章基本知识一概述：流体传动是指研究已流体能量来产生、控制和传递动力的技术。二液压系统的组成动力元件：液压泵执行元件：液压缸控制元件：各类阀辅助元件：油箱、过滤器、密封件、冷却器工作介质：液压油三液压传动的特点1.质量轻，体积小2.动作迅速换向快3.可实现无级调速，调速范围大，且运动平稳不宜受外界负载影响.4.可实现过载保护使用寿命长四液压油是液压系统中最重要的材料是工作介质,液压油的物理、化学性能对设备的性能和寿命有决定性的作用1.分类矿物质型液压油不燃或难燃烧性液压油3.液压油通常具有的4种主要功能:1）传递动力2)润滑运动零件3）密封表面粗糙零件之间的间隙4)散热2.物理化学性能1）密度和重度2）压缩性3）液压油的粘性动力粘度运动粘度条件粘度五液压冲击概念在液压系统中控制元件或工作负载的状态发生突变时由于液流和负载质量的惯性作用下致使系统中的局部压力急剧升高并交替变化，这种现象称为液压冲击。在液压系统中，为了减轻液压的冲击，采取的措施：1.在容易出现液压冲击的地方设置限制压力上升的溢流阀2.设在容易出现液压冲击的地方安装蓄能器3.在油管出入口连接橡胶管来吸收油缸换向是的液压冲击能量4.在满足工况的要求下采取各种措施增大阀门的关闭时间5.限制管中流速。第二章液压泵一液压泵1.液压泵的作用：是将驱动它的工作电动机输入的机械能转换成油液的压力能。是液压系统的心脏2.液压泵的分类齿轮泵、叶片泵、柱塞泵齿轮泵：是一种定量泵具有结构简单紧凑成本低工作可靠使用维修方便自吸性能好及滤油精度不高等优点。齿轮泵分为内啮合和外啮合一般使用的是渐开线圆柱直齿形外啮合齿轮泵。为了保证齿轮泵的正常工作,使吸油腔与压油腔被齿与齿的啮合接触线隔开而不连,通,要求齿轮的重叠系数大于1,由于重叠系数大于1,当一对齿轮尚未脱开啮合前.后一对齿轮就开始进入啮合.在这段时间内,同时有两对齿轮进入啮合,在它们之间形成一个封闭的容腔,称为闭死容积.由于闭死容积在两对齿轮啮合过程中其大小是变化的,当容积减小时,会造成液体压力的急剧升高而产生瞬时压力冲击,而容积增大时,会形成局部真空这种现象称为困油现象.会产生噪声,容积效率降低并影响泵的工作平稳和寿命.一般采取在侧板或轴套开泄荷沟槽.第三章液压缸一液压缸的特点:1.结构简单,制造容易,维修方便,工作可靠2.重量轻,传力大,寿命长3.运动惯性小,制动精度高,可作频繁换向4.易于实现远空和自控.二液压缸是液压系统中的执行元件，它的职能是将液压能转换成机械能。液压缸的输入量是流体的流量和压力，输出的是直线运动速度和力。液压缸的活塞能完成直线往复运动，输出的直线位移是有限的。按结构形式和作用数进行分类如下如图所示为双作用双活塞杆式液压缸结构图，主要由缸体4、活塞5、和两个活塞杆1等零件组成，活塞5和活塞杆1用开口销9连接。活塞杆1分别由导向套7和9导向，并用V型密封圈6密封，螺钉2用于V型密封圈的松紧。两个端盖3上开有进出油口。当液压缸右腔进油、左腔回油时，活塞左移；反之，活塞右移。由于两边活塞杆直径相同，所以活塞两端的有效作用面积相同。若左右两端分别输入相同压力和流量的油液，则活塞上产生的推力和往返速度也相等。这种液压缸常用于往返速度相同且推力不大的场合，如所示为单活塞杆式液压缸结构图。缸体1和底盖焊接成一体。活塞2靠支撑环4导向用Y型密封圈5密封，活塞2与活塞杆3用螺纹连接。活塞杆3靠导向套6、8导向，用V型密封圈7密封。端盖9和缸体1用螺纹连接，螺母10用来调整V型密封圈的松紧。缸底端盖和活塞杆头部都有耳环，便于铰接。因此这种液压缸在往复运动时，其轴线可随工作需要自由摆动，常用于液压示为柱塞式液压缸，它只能实现一个方向的运动，回程靠重力或弹簧力或其它力来推动。为了得到双向运动，通常成对、反响的布置使用。柱塞2靠导向套3来导向，柱塞与缸体不接触，因此缸体内壁不需精加工。柱塞是端部受压，为保证柱塞缸有足够的推力和稳定性，柱塞一般较粗，重量较大，水平安装时易产生单边磨损，故柱塞缸宜垂直安装。水平安装使用时，为减轻重量和提高稳定性，而用无缝钢管制成柱塞。图所示为安装在活塞上的双向卸压缓冲阀。阀杆靠活塞两端的压差或弹簧压紧在靠近低压腔一边的阀座上，阀门关闭，活塞的两腔不通。当活塞行近终点时，阀杆首先触及缸盖（或缸底）而被推向中间，打开阀口（或通过阀杆上的径向小孔），使两腔相通，于是高压腔卸压，活塞获得缓冲。第四章液压控制阀一液压控制阀1.液压控制阀的概述：在液压系统中，专门用来控制液流的方向、压力和流量的元件统称为液压控制阀2.液压控制阀的分类按用途分类压力控制阀；流量控制阀；方向控制阀。按控制方式分类开关（或定值控制）阀：借助于手轮、手柄、凸轮、电磁铁、弹簧等来开关液流通路，定值控制液流的压力和流量的阀类，统称普通液压阀。伺服控制阀：其输入信号（电气、机械、气动等）多为偏差信号（输入信号与反馈信号的差值），可以连续成比例的控制液压系统中压力流量的阀类，多用于要求高精度、快速响应的闭环液压控制系统。比例控制阀：这种阀的输出量与输入信号成比例。它们是一种可按给定的输入信号变化的规律，成比例的控制系统中液流的参数的阀类，多用于开环液压程序控制系统。数字控制阀：用数字信息直接控制的阀类。按结构形式分类滑阀（或转阀）；锥阀；球阀；喷嘴挡板阀；射流管阀。按连接方式分类螺纹联接阀；法兰连接阀；板式连接阀：将板式阀用螺钉固定在连接板（或油路板、集成块）上；叠加式连接阀；在液压系统中，凡是用来控制最高压力，或保持某一部分的压力值，以及利用油液的压力来控制油路的通断等等的阀通称为压力阀。这类阀的共同特点是利用油液压力和弹簧力相平衡的原理进行工作的。按功能和用途可分为溢流阀、减压阀、顺序阀、平衡阀和压力继电器等。3.对液压控制阀的基本要求1）动作准确灵敏可靠工作平稳、无冲击振动2）密封性好内外泄漏少3）结构简单通用性好二方向控制阀方向控制阀是用来改变液压系统中个油路之间液流通断关系的阀类。如单向阀、换向阀及压力表开关。单向阀有普通单向阀和液控单向阀。1.单向阀：只允许油液朝一个方向流动，不能反向流动如图所示，普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。对单向阀的要求主要有：①通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好；②动作灵敏，工作时无撞击和噪声。当液流从流入时，克服弹簧力将阀芯顶开，流向。当液流反向流入时，阀芯在液压力和弹簧力的作用下关闭阀口，使液流截止。主要用途：选择液流方向。区分高低压油。保护泵正常工作（防止压力突然增高，反向传给泵，造成反转或损坏）。泵停止供油时，保护缸中活塞的位置。作背压阀用，提高执行元件的运动平稳性（背压作用－保持低压回路的压力）液控单向阀2.换向阀：利用阀芯和阀体间的相对运动，来变换油路的方向。向阀是借助于阀芯与阀体之间的相对运动，使之与阀体相连的各油路实现接通、切断，或改变液流方向的阀类。对换向阀的基本要求是：①液流通过阀时压力损失小（一般0.1～0.3MPa）；②互不相通的液流间的泄漏小；③换向可靠、迅速且平稳无冲击。换向阀的分类如下表所示：分类方法类型按阀的结构形式分滑阀式、转阀式、球阀式、锥阀式（即逻辑换向阀）按阀的操纵方式分手动、机动、电磁、液动、电液动、气动按阀的工作位置数和控制的通道数来分二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等）、滑阀式换向阀１、结构形式常用的滑阀式换向阀主体部分的结构形式如下表所示(点击相应的图可看演示）1）运动方式：滑阀和转阀2）操作方式：手动电磁电液3）工作位数：二位、三位等２－滑阀机能三位四通和三位五通换向阀，滑阀在中位时各油口的连通方式称为滑阀机能。不同的滑阀机能可满足系统的不同要求。下表中列出了三位阀常用的十字滑阀机能，而其左位和右位各油口的连通方式均为直通或交叉项通，所以只用一个字母来表示中位的型式。不同机能的滑阀，其阀体是通用件，而区别仅在于阀芯台肩结构、轴向尺寸及阀芯上径向通孔的个数。电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。由于它可借助于按钮开关、行程开关、限位开关、压力继电器等发出的信号进行控制，所以易于实现动作转换的自动化。阀用电磁铁根据所用的电源不同，分为交流型（110V、220V、380V）、直流型（12V、24V、110V）和本整型（即交流本机整流型）三种。根据电磁铁的铁芯和线圈是否浸油而分为干式、湿式和油浸式三种。典型结构上图所示为二位三通电磁换向阀。当电磁铁1断电时，阀芯3被弹簧4推向左端，P和A接通；当电磁铁通电时，铁芯通过推杆2将阀芯3推向右端，使P和B接通。上图为三位四通电磁换向阀。当两边电磁铁都不通电时，阀芯2在两边对中弹簧4的作用下处于中位，P、T、A、B口互不相通；当右边电磁铁通电时，推杆6将阀芯2推向左端，P与A通，B与T通，当左边电磁铁通电时，P与B通，A与T通。必须指出，由于电磁铁的吸力有限（120N），因此电磁换向阀只适用于流量不太大的场合。当流量较大时，需采用液动或电液控制。液动换向阀液动换向阀是利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。按其换向时间的可调性，液动换向阀分为可调式和不可调式两种。对三位阀而言，按阀芯的对中形式，分为弹簧对中型和液压对中型两种。图a、b所示为不可调式三位四通液动换向阀（弹簧对中型），阀芯两端分别接通控制口和。当通压力油时，阀芯右移，P与A通，B与T通；当通压力油时，阀芯左移，P与B通，A与T通；当和都不通压力油时，阀芯在两端对中弹簧的作用下处于中位。当对液压滑阀换向平稳性要求较高时，应采用可调式液动换向阀，即在滑阀两端、控制油路中加装阻尼调节器，如图c和d所示。阻尼调节器由一个单向阀和一个节流阀并联而成，单向阀用来保证滑阀端面进油通畅，而节流阀用于滑阀端面回油的节流，调节节流阀开口的大小即可调整阀芯的动作时间。弹簧对中型液动换向阀的特点是：结构简单，轴向尺寸较短，应用广泛。其缺点是：对中弹簧要有较大的力才能克服作用在阀芯上的各种阻力，由于弹簧力较大，所以控制压力较高。三压力控制阀1.概念在液压传动中，用来控制和调节液压系统压力高低的阀类2.溢流阀的功用主要是通过阀口溢流，是被控制系统的压力维持恒定实现液压系统的压力调节，压力稳定和防止过载。还可作背压阀定压溢流作用－在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。安全保护作用－系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高10％～20％）。作卸荷阀用作远程调压阀作高低压多级控制阀作顺序阀用于产生背压（串在回油路上）。图示为锥阀式直动型溢流阀。锥阀2的左端设有偏流盘1托住弹压弹簧5，锥阀右端有一阻尼活塞3（阻尼活塞一方面在锥阀开启或闭合时起阻尼作用，用来提高锥阀工作的稳定性；另一方面用来保证锥阀开启后不会倾斜）。进口的压力油（压力为）可以由此活塞的径向间隙进入活塞底部，形成一个向左的液压力=（为活塞底部面积）。当作用在底部的液压力大于弹簧力时，锥阀阀口打开，油液由锥阀口经回流口溢回油箱。只要阀口打开，有油液流经溢流阀，溢流阀入口的压力就基本保持恒定。通过调节杆4来改变调压弹簧5的预紧力，即可调整溢流压力。示为球阀式直动型溢流阀。它也有一个阻尼活塞3，但与锥阀式结构不同，活塞与球阀1之间不是刚性连接，而是通过阻尼弹簧4使活塞与球阀接触（活塞两端的液压力平衡）。由于活塞的阻尼作用，可使始终与活塞相连接的球阀运动平稳。由主阀和先导阀两部分组成。先导阀类似于直动型溢流阀，但一般多为锥阀（或球阀）形阀座式结构。主阀可分为一节同心结构、二节同心结构和三节同心结构。图示为先导型溢流阀。由于主阀芯6与阀盖3、阀体4与主阀座7等三处有同心配合要求，故属于三节同心结构。压力油自阀体4中部的进油口P进入，并通过主阀芯6上的阻尼孔5进入主阀芯上腔，在油阀