液压传动ppt

第十四章液压传动§14－1液压传动的基本原理及组成§14－2液压传动系统的压力与流量§14－3液压动力元件§14－4液压执行元件§14－5液压控制元件§14－6液压辅助元件§14－7液压系统基本回路§14－8液压传动系统应用实例一、液压传动的基本原理二、液压传动系统的组成三、液压元件的图形符号四、液压传动的应用特点§14－1液压传动的基本原理及组成一、液压传动的基本原理液压千斤顶的工作原理1一杠杆手柄2一泵体（油腔）3—排油单向阀4一吸油单向阀5一油箱6、7、9、10一油管8—放油阀11一液压缸（油腔）12—重物1．泵吸油过程泵吸油过程2．泵压油和重物举升过程泵压油和重物举升3．重物落下过程重物落下二、液压传动系统的组成动力部分执行部分控制部分辅助部分液压传动系统的组成三、液压元件的图形符号GB/T786.1—2009《流体传动系统及元件图形符号和回路图第1部分：用于常规用途和数据处理的图形符号》1一杠杆2一活塞3—液压泵4、5一单向阀6一油箱7－放油阀8—活塞缸9－柱塞液压千斤顶工作原理简化结构示意图四、液压传动的应用特点易于获得很大的力和力矩。调速范围大，易实现无级调速。质量轻，体积小，动作灵敏。传动平稳，易于频繁换向。易于实现过载保护。便于采用电液联合控制以实现自动化。液压元件能够自动润滑，元件的使用寿命长。液压元件易于实现系列化、标准化、通用化。传动效率较低。液压系统产生故障时，不易找到原因，维修困难。为减少泄漏，液压元件的制造精度要求较高。一、压力的形成及传递二、流量和平均流速三、压力损失及其与流量的关系四、液压油的选用§14－2液压传动系统的压力与流量一、压力的形成及传递1．压力的概念油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用而所产生的。压强——油液单位面积上承受的作用力，在工程中习惯称为压力。2．液压传动系统压力的建立FpA≥活塞被压力油推动的条件：3．液压传动系统及元件的公称压力额定压力——液压系统及元件在正常工作条件下，按试验标准连续运转的最高工作压力。过载——工作压力超过额定压力。额定压力应符合流体传动系统及元件的公称压力系列。4．静压传递原理（帕斯卡原理）静止油液压力的特性：静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都相等，这个压力称为静压力油液静压力的作用方向总是垂直指向承压表面密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的变化值将传递给油液的各点，且其值不变。这称为静压传递原理，即帕斯卡原理5．静压传递原理（帕斯卡原理）在液压传动中的应用111FpA22GpA12pp112FGAA液压系统中的压力取决于负载【例1】在液压千斤顶的压油过程中，柱塞泵活塞1的面积A1=1.13×10-4m2，液压缸活塞2的面积A2=9.62×10-4m2。压油时，作用在活塞1上的力F1=5.78×103N。试问柱塞泵油腔5内油液压强p1为多大？液压缸能顶起多重的重物？解题过程二、流量和平均流速1．流量流量——单位时间内流过管道某一截面的液体体积。vVqt2．平均流速流量vVlqAAvtt平均流速vqvA一种假想的均布流速液流连续性原理——理想液体在无分支管路中稳定流动时，通过每一截面的流量相等。1122AvAv液体在无分支管路中作稳定流动时，流经管路不同截面时的平均流速与其截面面积大小成反比。【例2】在液压千斤顶压油过程中，柱塞泵活塞1的面积A1=1.13×10-4m2，液压缸活塞2的面积A2=9.62×10-4m2，管路4的截面积A4=1.3×10-5m2。若活塞1的下压速度v1为0.2m/s，试求活塞2的上升速度v2和管路内油液的平均流速v4。解题过程三、压力损失及其与流量的关系由静压传递原理可知，密封的静止液体具有均匀传递压力的性质，即当一处受到压力作用时，其各处的压力均相等。由于流动液体各质点之间以及液体与管壁之间的相互摩擦和碰撞会产生阻力，这种阻碍油液流动的阻力称为液阻。液阻增大，将引起压力损失增大，或使流量减小。四、液压油的选用牌号←黏度黏度——液体黏性的大小。为了减少漏损，在使用温度、压力较高或速度较低时，应采用黏度较大的油。为了减少管路内的摩擦损失，在使用温度、压力较低或速度较高时，应采用黏度较小的油。一、液压泵的工作原理二、液压泵的类型及图形符号三、常用液压泵四、液压泵的比较与选择§14－3液压动力元件液压泵——液压系统的动力元件，它把电动机或其他原动机输出的机械能转换成液压能。其作用是向液压系统提供压力油。一、液压泵工作原理1－偏心轮2－柱塞3－泵体4－弹簧5、6－单向阀液压泵工作原理二、液压泵的类型及图形符号1．液压泵的类型按结构：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵按输油方向：单向泵、双向泵按输出流量：定量泵、变量泵按额定压力：低压泵、中压泵、高压泵2．液压泵的图形符号单向定量泵双向定量泵单向变量泵双向变量泵三、常用液压泵1．齿轮泵：外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵齿轮泵工作原理2．叶片泵：单作用式叶片泵和双作用式叶片泵叶片泵工作原理3．柱塞泵：径向柱塞泵（淘汰）和轴向柱塞泵1－配流盘2－缸体3－柱塞4－斜盘4．螺杆泵：转子式容积泵和回转式容积泵单螺杆泵结构螺杆泵工作原理图四、液压泵的比较与选择类型优点缺点工作压力齿轮泵结构简单，无须配流装置，价格低，工作可靠，维护方便，自吸性好，对油的污染不敏感易产生振动和噪声，泄漏大，容积效率低，径向液压力不平衡。流量不可调低压叶片泵输油量均匀，压力脉动小，容积效率高结构复杂，难加工，叶片易被脏物卡死中压轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，容积效率高结构复杂，价格较贵高压螺杆泵结构简单，体积小，重量轻，运转平稳，噪声小，使用寿命长，流量均匀，自吸能力强，容积效率高螺杆齿形复杂，不易加工，精度难以保证4～40MPa应用场合液压泵的选择负载小、功率低的机床设备齿轮泵或双作用式叶片泵精度较高的机床（如磨床）螺杆泵或双作用式叶片泵负载大、功率大的机床（如龙门刨床、拉床等）柱塞泵机床辅助装置（如送料机构、夹紧机构等）齿轮泵一、液压缸的类型及图形符号二、液压缸典型结构§14－4液压执行元件液压缸——液压系统中的执行元件，将液压能转换为直线（或旋转）运动形式的机械能，输出运动速度和力，结构简单，工作可靠。一、液压缸的类型及图形符号单作用液压缸双作用液压缸液压缸的类型及符号二、液压缸典型结构1．活塞式液压缸双作用双杆液压缸双作用单杆液压缸双作用双杆液压缸缸体固定式1－缸体2－活塞3－活塞杆4－工作台活塞杆固定式双作用双杆液压缸的工作特点1）液压缸两腔的活塞杆直径d和活塞有效作用面积A通常相等。当左、右两腔相继进入压力油时，若流量qv及压力p相等，则活塞（或缸体）往返运动的速度（v1与v2）及两个方向的液压推力（F1与F2）相等。2）缸体固定的双作用双杆液压缸工作台的往复运动范围为活塞有效行程的3倍，占地面积较大，常用于小型设备；活塞杆固定的工作台往复运动的范围为活塞有效行程的2倍，占地面积较小，常用于中、大型设备。双作用单杆液压缸结构特点：活塞的一端有杆，而另一端无杆，活塞两端的有效作用面积不等。用途：实现机床的较大负载、慢速工作进给和空载时的快速退回。缸体固定活塞杆固定（活塞杆带动工作台移动）（缸体带动工作台移动）双作用单杆液压缸的工作特点1）工作台往复运动速度不相等。2）活塞两方向的作用力不相等。工作台慢速运动时，活塞获得的推力大；工作台快速运动时，活塞获得的推力小。3）可作差动连接。双作用单杆液压缸工作特点2．其他液压缸简介单作用柱塞缸伸缩缸单作用柱塞缸特点：1）缸体内壁与柱塞不接触，不需要精加工。因此，行程较长时，宜采用单作用柱塞缸。2）柱塞常做成空心，可以减轻重量，防止柱塞下垂（水平放置时），降低密封装置的单面磨损。成对使用的单作用柱塞缸可以得到大行程的双向运动。柱塞缸伸缩缸又称多级缸，由两级或多级活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞就是后一级活塞缸的缸筒。收缩后液压缸的总长较短，结构紧凑，适用于安装空间受到限制而行程要求很长的场合。伸缩缸3．液压缸的密封包括固定件的静密封和运动件的动密封。常用的密封方法：间隙密封密封圈密封间隙密封依靠运动件之间很小的配合间隙来保证密封。摩擦力小，内泄漏量大，密封性能差且加工精度要求高，只适用于低压、运动速度较快的场合。密封圈密封密封圈通常是用耐油橡胶压制而成，它通过本身的受压弹性变形来实现密封。1－前端盖2－活塞3－缸体4－后端盖a－动密封b－静密封支承环密封环压环4．液压缸的缓冲目的：防止活塞在行程终了时，由于惯性力的作用与端盖发生撞击，影响设备的使用寿命。原理：当活塞将要达到行程终点、接近端盖时，增大回油阻力，以降低活塞的运动速度，从而减小和避免对活塞的撞击。5．液压缸的排气液压系统中的油液如果混有空气将会严重影响工作部件的平稳性，为了便于排除积留在液压缸内的空气，油液最好从液压缸的最高点进入和排出。对运动平稳性较高的液压缸，常在两端装有排气塞。一、方向控制阀二、压力控制阀三、流量控制阀§14－5液压控制元件控制阀——为了控制与调节液流的方向、压力和流量，以满足工作机械的各种要求，就要用到控制阀。控制阀又称液压阀，简称阀。一、方向控制阀控制油液流动方向的阀。单向阀换向阀1．单向阀作用：保证通过阀的液流只向一个方向流动而不能反方向流动。直通式直角式图形符号压力油从进油口p1流入，从出油口p2流出。反向时，因油口p2一侧的压力油将阀芯紧压在阀体上，使阀口关闭，油流不能流动。结构原理图图形符号1－控制活塞2－顶杆3－阀芯4－阀体5－弹簧液控单向阀2．换向阀换向阀的结构和工作原理电磁铁断电状态电磁铁通电状态1－阀体2－复位弹簧3－阀芯4－电磁铁5－衔铁换向阀的分类按阀芯在阀体上的工作位置数和换向阀所控制的油口通路数分，换向阀有二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等类型。不同的位数和通数，是由阀体上不同的沉割槽和阀芯上台肩组合形成的。换向阀的符号表示一个换向阀的完整符号应具有工作位置数、通口数和在各工作位置上阀口的连通关系、控制方法以及复位、定位方法等。三位四通电磁换向阀位：指阀与阀的切换工作位置数，用方格表示。一位二位三位位与通：“通”指阀的通路口数，即箭头“↑”或封闭符号“⊥”与方格的交点数。三位阀的中格、两位阀画有弹簧的一格为阀的常态位。常态位应绘出外部连接油口（格外短竖线）的方格。二位二通（常开）二位三通二位四通二位五通三位四通三位五通换向阀常用的控制方式符号手动式控制顶杆式控制滚轮式控制单作用电磁铁式控制液压式控制三位换向阀的中位机能三位换向阀的阀芯在阀体中有左、中、右三个工作位置。中间位置可利用不同形状及尺寸的阀芯结构，得到多种不同的油口连接方式。三位换向阀在常态位置（中位）时各油口的连通方式称为中位机能。型号：OP、A、B、T四个通口全部封闭，液压缸闭锁，液压泵不卸荷。型号：HP、A、B、T四个通口全部相通，液压缸活塞呈浮动状态，液压泵卸荷。型号：Y通口P封闭，A、B、T三个通口相通，液压缸活塞呈浮动状态，液压泵不卸荷。型号：PP、A、B三个通口相通，通口T封闭，液压泵与液压缸两腔相通，可组成差动回路。型号：M通口P、T相通，通口A、B封闭，液压缸闭锁，液压泵卸荷。二、压力控制阀用来控制液压系统中的压力，或利用系统中的压力变化来控制其他液压元件的动作，简称压力阀。工作原理：利用作用于阀芯上液压力与弹簧力相平衡的原理。溢流阀减压阀顺序阀压力继电器1．溢流阀溢流和稳压作用，保持液压系统的压力恒定限压保护作用，防止液压系统过载作用：分类：直动式溢流阀先导式溢流阀（1）直动式溢流阀1－阀体2－阀芯3－弹簧4－调压螺杆（2）先导式溢流阀1－主阀弹簧2－主阀芯3－阻尼孔4－先导阀5－调压弹簧2．减压阀直动型减压阀先导型减压阀作用：降低系统某一支路的油液压力，使同一系统有两个或多个不同压力。减压原理：利用压力油通过缝隙（液阻）降压，使出口压力低于进口压力，并保持出口压力为一定值。缝隙越小，