液压系统 基础知识

液压系统制作：闫少华液压系统的组成一个完整的液压系统由五个部分组成动力元件（如：油泵）执行元件（如：液压油缸和液压马达）控制元件（如：液压阀）辅助元件（如：油箱、滤油器等）液压油（如：乳化液和合成型液压油）液压系统图动力元件执行元件控制元件辅助元件液压油第一节：动力元件动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。动力元件（齿轮泵）齿轮泵的工作原理：它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。齿轮泵的原理图在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合齿轮泵的原理图挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出齿轮泵的特点齿轮泵对油液的要求最低，最早的时候因为压力低，所以一般用在低压系统中，先随着技术的发展，压力可以做到25MPa左右，常用在廉价工程机械和农用机械方面，当然在一般液压系统中也有用的，但是他的油液脉动大，不能变量，好处是自吸性能好。动力元件（叶片泵）叶片泵的工作原理由转、定子，叶片，配油盘组成。转子有径向斜槽，内装叶片，配油盘装在转子两边，旋转时惯性和油压力的作用使叶片紧靠定子，使其形成多个密封空间。配油盘有吸油窗和压油窗，是工作时叶片神出，密封容积增大行成真空从吸油窗吸油，叶片逐渐压入，油从压油窗出叶片泵分类叶片泵根据作用次数的不同，可分为单作用和双作用两种。单作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各一次。双作用叶片泵：转子每转一周完成吸、排油各二次。双作用叶片泵与单作用叶片泵相比，其流量均匀性好，转子体所受径向液压力基本平衡。双作用叶片泵一般为定量泵；单作用叶片泵一般为变量泵。动力元件（叶片泵）叶片泵的特点优点：结构紧凑，工作压力较高（现在高压叶片泵可以做到21MPa），流量脉动小，工作平稳，噪声小，寿命较长。缺点：吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感，结构复杂，制造工艺要求比较高。动力元件（柱塞泵）柱塞泵工作原理：柱塞泵是往复泵的一种，属于体积泵，其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动，往复运动，其吸入和排出阀都是单向阀。当柱塞外拉时，工作室内压力降低，出口阀关闭，低于进口压力时，进口阀打开，液体进入；柱塞内推时，工作室压力升高，进口阀关闭，高于出口压力时，出口阀打开，液体排出。柱塞泵的原理图柱塞泵的原理图柱塞泵的特点优点：压力高，性能稳定，脉动最小，可以变量，常用在高压系统和工程机械上。缺点：成本高，他的自吸性能最差。柱塞泵实际应用第一节小结柱塞泵特点；由于它的活塞往复运动，使它的供油就是间歇式，油压有波动，输油量小。高压，6.3mpa.品种多。变量，流量大。贵，压力机械，高压系统，叶片泵特点；它供油量大，但油压小。中压，6.3mpa.有可变量的。齿轮泵特点；它供油压力大，对油质要求低。低压，2.5mpa。可靠，故障少。便宜。低档机械，要求低的油压系统。第二节：执行元件执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。执行元件（液压油缸和液压马达）常用的液压缸的分类液压缸活塞式柱塞式伸缩式摆动式活塞杆液压缸单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。是一种单活塞液压缸。双作用缸其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。活塞杆液压缸单活塞杆液压缸双作用缸液压缸活塞杆液压缸的组成双作用缸双作用缸其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。柱塞式液压缸柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。柱塞式液压缸工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；伸缩式液压缸伸缩式液压缸具有二级或多级活塞，伸缩式液压缸中活塞伸出的顺序式从大到小，而空载缩回的顺序则一般是从小到大。伸缩缸可实现较长的行程，而缩回时长度较短，结构较为紧凑。此种液压缸常用于工程机械和农业机械上。伸缩式液压缸摆动式液压缸摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的执行元件，也称摆动式液压马达。有单叶片和双叶片两种形式。有单叶片和双叶片两种形式。定子块固定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根据进油方向，叶片将带动转子作往复摆动。液压马达的结构第二节小结根据常用液压缸的结构形式，可将其分为四种类型：1.活塞式2.柱塞式3.伸缩式4.摆动式第三节：控制元件控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。液压阀的分类（控制功能）液压阀压力控制阀流量控制阀方向控制阀益流阀(安全阀)减压阀顺序阀节流阀调整阀分流集流阀单向阀液控单向阀换向阀压力继电器液压阀的分类（控制方式）液压阀开关式控制阀定值控制阀比例控制阀一、概述1、液压阀的作用：控制液流的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作。2、液压阀的基本结构：包括阀芯、阀体和驱动阀芯在阀体内作相对运动的装置。3、液压阀的工作原理：利用阀芯在阀体内作相对运动来控制阀口的通断及阀口的大小，实现压力、流量和方向的控制。二、液压阀的分类：1.根据结构形式分类滑阀滑阀为间隙密封，阀芯与阀口存在一定的密封长度，因此滑阀运动存在一个死区。锥阀锥阀阀芯半锥角一般为12°～20°，阀口关闭时为线密封，密封性能好且动作灵敏。球阀性能与锥阀相同。三、方向控制阀方向控制阀的作用：在液压系统中控制液流方向方向控制阀包括：单向阀和换向阀1）普通单向阀使油液只能沿一个方向流动，反向则被截止的方向阀。3.1单向阀单向阀包括：普通单向阀和液控单向阀图形符号普通单向阀的工作原理：液流从进油口流入时：p1p2液流从出油口流入时：p2p1普通单向阀的应用•常被安装在泵的出口，一方面防止压力冲击影响泵的正常工作，另一方面防止泵不工作时系统油液倒流经泵回油箱。•被用来分隔油路以防止高低压干扰。•与其他的阀组成单向节流阀、单向减压阀、单向顺序阀等复合阀。•安装在执行元件的回油路上，使回油具有一定背压。作背压阀的单向阀应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为（0.3～0.5）MPa。2）液控单向阀液控单向阀工作原理：当控制油口不通压力油时，油液只能从p1→p2；当控制油口通压力油时，正、反向的油液均可自由通过。3.2换向阀换向阀是利用阀芯在阀体孔内作相对运动，使油路接通或切断而改变油流方向的阀。换向阀的分类•按结构形式可分：滑阀式、转阀式、球阀式。•按阀体连通的主油路数可分：两通、三通、四通…等。•按阀芯在阀体内的工作位置可分：两位、三位、四位等。•按操作阀芯运动的方式可分：手动、机动、电磁动、液动、电液动等。换向阀的中位机能换向阀处于常态位置时，阀中各油口的连通方式，对三位阀即中间位置各油口的连通方式，所以称中位机能。常见中位机能三位四通阀的中位机能换向阀的结构换向阀的结构（以三位四通电液换向阀为例）电液换向阀工作原理a－结构图b－详细图形符号图c－简化图形符号图图示：电：p┴A、B→T液：p、A、B、T均不通左YA通电：电：p→A→液动阀左腔，液动阀右腔→B→T液：p→A，B→T右YA通电：电：p→B→液动阀右腔，液动阀左腔→A→T液：p→B，A→T电液比例换向阀比例电磁铁替代普通电磁换向阀中的普通电磁铁即可。工作原理：输入一I，得到一个运动方向，并且还可改变输出流量的大小；改变电流信号极性，即可改变运动方向。图形符号含义位—用方格表示，几位即几个方格通—↑不通—┴、┬箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即为几通.p.A.B.T有固定方位，p—进油口，T—回油口A.B—与执行元件连接的工作油口弹簧—W、M，画在方格两侧。常态位置：(原理图中，油路应该连接在常态位置)二位阀，靠弹簧的一格。三位阀，中间一格。三位四通电磁换向阀图示位置：P、A、B、T均不通右电磁铁通电：P→A，B→T左电磁铁通电：P→B，A→T三位四通湿式电磁换向阀1、2－电磁铁3－复位弹簧4－手动按钮二位三通电磁换向阀工作原理：图示位置：P→A、B┴电磁铁通电：P→B、A┴液动换向阀液动换向阀特征：利用液体压力改变滑阀位置以控制流向液动换向阀工作原理图示位置：p不通A、B、均→Tk1通压力油：p→A，B→Tk2通压力油：p→B，A→T电液换向阀电液换向阀特征：利用电磁阀控制液动阀，以变换液流方向电液换向阀工作原理a－结构图b－详细图形符号图c－简化图形符号图图示：电：p┴A、B→T液：p、A、B、T均不通左YA通电：电：p→A→液动阀左腔，液动阀右腔→B→T液：p→A，B→T右YA通电：电：p→B→液动阀右腔，液动阀左腔→A→T液：p→B，A→T压力控制阀的作用：1）用来控制液压系统中油液压力（1）溢流阀（2）减压阀2）以压力为控制信号实现油路通（1）顺序阀（2）压力继电器四、压力控制阀共同工作原理：利用作用于阀心上的液压力与弹簧力相平衡的原理进行工作。直动式溢流阀先导式溢流阀4.1溢流阀按结构型式分直动式溢流阀先导式溢流阀减压阀减压阀用于降低并稳定系统中某一支路的油液压力，常用于夹紧、控制等油路中。顺序阀是一种利用压力控制阀口通断的压力阀，因用于控制多个执行元件的动作顺序而得名。顺序阀顺序阀的四种控制型式：按控制油来源不同分内控和外控，按弹簧腔泄漏油引出方式不同分内泄和外泄。压力继电器功用：根据系统压力变化，自动接通或断开电路，实现程序控制或安全保护。五、流量控制阀功用：通过改变阀口过流面积来调节输出流量，从而控制执行元件的运动速度。分类：节流阀、调速阀、温度补偿调速阀、分流集流阀几种节流口的结构型式：常用节流口结构有锥形、三角槽形、矩形、三角形等。由节流方程知，当压力差一定时，改变开口面积即改变液阻就可改变流量。节流阀节流阀实质相当于一个可变节流口，借助控制机构使阀芯相对于阀体孔运动改变阀口的过流面积。结构原理主要零件有阀芯、阀体和螺母。阀体上右边是进油口，左边是出油口。阀芯一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀芯即可轴向移动改变阀口过流面积。为平衡液压径向力，三角槽须对称布置。调速阀定差减压阀与节流阀串联而成，用来调节通过的流量自动补偿负载变化的影响。六、插装阀和叠加阀上世纪70年代初发展起来的一种新元件，是古老锥阀的新应用。配以盖板、先导阀组成的一种多功能的复合阀。因每个插装阀基本组件有且只有两个油口，故被称为二通插装阀。特点：阀芯为锥阀，密封性能好，且动作灵敏；通流能力大，抗污染；一阀多用，易组成各式系统，结构紧凑。特别对大流量及非矿物油介质的场合，优点更为突出。根据用途不同分为：方向阀组件、压力阀组件和流量阀组件。插装阀的应用单向阀将方向阀组件的控制口通过阀块和盖板上的通道与油口A或B直接沟通，可组成单向阀。二通阀由一个二位三通电磁滑阀控制方向阀组件控制腔的通油方式，可组成二位二通阀。三通阀由两个方向阀组件并联而成，对外形成一个压力油口、一个工作油口和一个回油口