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文档简介

1、有三一吊车图纸吗? 我用中联 徐工的换 万分感谢 395959629液压传动概论液体传动是以液体(一般用液压油)作为传递能量的介质,按液体传递能量的形式不同,液体传动又分为液压传动和液力传动两种。第一节 液压传动的基本原理和组成以液压千斤顶为例进行说明:在液压传动中,动力主要是依靠封闭容器中液体压力能的变化传递的,液体压力能的大小决定于液体的体积和液体内部静压力的大小,所以影响液压传动各性能参数的主要因素是流动液体的体积和静压力。从液压千斤顶原理可知,要完成能量传递的液压系统一般由四部分组成。1、 液压泵:其职能是将机械能转换为流体的压力能。2、 执行元件:其职能是将液体的压力能转换为机械能。

2、液压泵与执行元件统称为液压动力元件,或能转换装置,它们在液压系统中起能量转换的作用。3、控制调节装置:在液压系统中各种阀用以控制和调节各部分液体的压力、流量和方向。4、辅助装置:包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封件、冷却器、蓄能器等。液压系统就是按机械工作要求,用管路将上述各液压元件合理组合在一起,形成一个能够使之完成一定工作循环的整机。第二节 液压传动的优缺点一、 与机械传动相比,有许多优点:1、能方便地实现无级调速,调速范围大,可达到100:1甚至2000:1。2、体积小,重量轻,惯性小,结构紧凑,能传递较大的力和力矩。3、 工作平稳,反应快,冲击小,能适应高速启动和频繁换向。4、 控制

3、、调节比较简单,操作方便,省力,易于实现复杂的自动工作循环。5、 液压传动易于实现过载保护,能自行润滑,使用寿命长。6、 易于实现系列化、标准化和通用化。二、 主要缺点:1、系统中的泄漏和液体的可压缩性,使液压传动无法保证严格的传动比。1、 对温度变化比较敏感,不宜在低、高温条件下使用。2、 由于液体的压力损失和泄漏损失,传动效率较低,不宜远距离传动。3、 加工质量要求高,成本较高。4、 不可避免地受到污染,而油液污染是产生故障的主要原因之一。第二章 液体传动基础知识第一节 液压油的性质和选用液压油分为抗燃性油和可燃性油两大类型,一般工程机械液压系统中都采用可燃性矿物油,即石油基液压油。一、液

4、压油的物理性质:1、密度:是指单位体积液体的质量。=M/V(kg/m3), V体积(m3), M质量(kg), 常用液压油的密度=890920 kg/m3。2、重量:是指单位体积所具有的重力。R=w/v, w=mq q:重力加速度。3、粘度:液体在外力作用下流动时,由于分子间的内聚力,会阻碍分子间的相对运动,而产生一种内磨擦力,这一特性称为液体的粘性。液体粘性的大小,用粘度来表示。、 动力粘度:是指液体抵抗液层之间发生剪切变形的能力。 = z du/dy、 运动粘度:运动粘度是动力粘度与液体密度之比。 =/4、压缩系数:是指在恒温条件下,单位体积的液体所受的压力每增加一单位增量时,液体体积的缩

5、小量。一般认为液压油是不可压缩的。二、液压油的选择:1、 首先从品种上选 ,先专后代。2、 从粘度方面选择。、环境温度高,应选择粘度高的液压油,反之,选择粘度低的。、对吸油能力强的泵(柱塞泵)应选粘度较高的液压油。、系统压力较高时,油的粘度应大,压力低时粘度应小。、执行元件运动速度高时,应选择粘度较低的液压油,反之,应选择粘度较高的液压油。第二节 液体静力学常识一、液体的静压力及其特性物理学中,把单位面积上所受垂直作用力叫压强,以P表示。 P=F/A(Pa) A:微小面积 F:微小作用力。液压行业把P称为静压力,当A趋于0时,P为一点的静压力,由此可知,某点的静压力即过该点单位面积上的作用力。

6、静压力有如下特性:、在封闭容器中,平衡液体内任一点的静压力如有变化,这个变化将等值传递到液体中的所有各点。(帕斯卡原理)、静压力P与承受力的表面垂直,其方向应与该表面的法线方向一致,因为若不垂直,液体将沿切向方向流动,违背静止的条件。、静止液体内任一点的静压力各个方向相等,否则,同样也违背静止的条件。二、系统中压力的形成压力是在外负载的作用下,使液体在封闭的容器中受到“前阻后推”的作用而形成的。图示是一个简单的液压传动系统,电动机带动液压泵转动,液压泵连续向液压缸供油,使活塞匀速向右移动。若活塞受到的外载荷(含磨擦阻力)为F1,液压油作用于活塞平面A对活塞产生的推力为F,则F=F,液压缸内油的

7、压力即为:P=F/A= F1/A。由上式可知,P与P1成正比,所以系统压力的高低取决于外载荷的大小。三、 静压作用力的计算:在实际工程计算中,由于液体自重所产生的静压力与液压系统的压力相比很小,所以一般常将这部分压力忽略不计,在元件内静压力分布是均匀的,且垂直于承压表面,若承压表面为平面,产生的作用F等于静压力P与承压表面面积A的乘积,即:F=PA=P/4D2式中:A为活塞有效作用面积;D为活塞的直径;P为作用于活塞平面的静压力。第三章 工程机械液压随动系统液压随动系统是一种使执行元件在一定准确度之下随控制元件移动的放大机构。一、基本概念其工作原理如图所示,该机构有输入动作信号的输入端1,随动

8、阀2,直接驱动负载的液压缸3以及由液压缸与阀体构成的反馈装置,还有向随动系统供给能量的压力源4。在图示位置时,液压泵提供的液压油通过1、2、3、4缝隙回油箱,随动阀芯处于平衡状态,液压缸静止不动。若输入运动将滑阀向右推动某一个距离,使缝隙2减小,3增大,于是液压缸右腔的油压增升,破坏了原来的平衡,造成液压缸体向右运动,由于阀体与缸体是固连在一起的,所以缸体向右移动多少距离,阀体也向右移动了同样的距离。但当阀体随缸体一起向右移动的距离与阀芯移动的距离相等时,就使缝隙2和3恢复原来的大小,液压缸便停止在这个新位置上。若连续使平衡状态受到破坏,缸体就连续跟随阀芯向右运动,液压缸缸体总是跟随阀芯的移动

9、而运动,故称随动。工作原理:当给一输入信号后,输入环节位置的改变,引起系统中输入环节和输出环节间的失调,这样的失调称为系统的误差,这一误差使执行机构产生动作,由于执行机构的动作而消除这一误差。因此,随动系统是靠误差信号来进行工作, 这个误差随着输入信号而产生,同时又由于输出环节的随动动作而使误差自动消除。工作原理方框图二、液压随动系统的特点:1阀芯的位移是输入信号,缸体的移动是输出信号,所以输出量能自动地跟随输入信号动作,阀芯移动多少,缸移动多少,阀芯向那个方向移动,缸体也向那个方向移动,阀芯移动多快,缸体基本上也移动多快,阀芯不动,缸体也不动。所以又称为伺服系统、跟踪系统或跟随系统。2、液压

10、随动系统是一个力的放大装置,移动阀芯所需的力却很小,甚至用一个小手指头就能推动,所以输出推力可比输入力量大几百倍甚至几千倍。3、为使液压缸能克服阻力并以一定速度移动,芯阀必须先有一定的开口度,也就是说液压缸体的移动必须落后于阀芯位移一定距离,或者说输出始终要落后于输入信号一定距离,这个微小的距离称为系统的误差。没有这个误差执行机构便不能动作,因此随动系统总是由不平衡(存在误差)到平衡(消除误差),再由平衡到不平衡,如此周而复始才能连续工作。4、在这个随动机构中,随动阀不仅起到控制液压泵进入液压缸的流量、压力以及液压缸运动方向的作用,而且还起到将系统的输出和输入信号加以比较以定出它们之间误差的测

11、量元件的作用。把系统的输出回送到测量元件或随动阀,使输出与输入信号进行比较的作用称为反馈。三、随动阀的特性:滑阀式随动阀,按其阀芯处于中间位置时台肩与阀套沉割槽的重叠情况,如果该种形式常用于工程机械的液压转向系统。正开口或负迭加阀的结构形式。台肩的宽度小于槽宽,叫做正开口的或负重迭的阀。四、 液压随动系统的应用转向原理图1、轮式车辆上采用的连杆式助力器。助力器由随动阀和助力液压缸两部分组成,液压缸的缸筒2是可移动的,活塞杆3铰接在机架上,随动阀与一般三位四通类似。阀体4与缸筒2做成一体,通过连杆与梯形转向板连接。阀上的四条槽P、A、B、O分别与液压泵(进油口)、液压缸左、右腔和油箱(回油口)相

12、通。2、当阀芯1处于中位时,由于阀芯台肩宽度小于槽宽(正开口),进油口、液压缸左、右腔均与回油口相通,阀体与阀芯相对不动。转向时转动方向盘,拉杆5推动阀芯1,如果向左移动,则液压缸左腔进油,右腔回油,缸筒连同阀体4向左移动,通过转向梯形使车轮偏转,直到阀体4赶上阀芯1重新处于平衡位置为止。因此,不断地转动方向盘,车轮便能跟随不断地偏转。而转动方向盘的力仅是移动阀芯所需要的力,所以操纵很轻便。第四章 液压系统原理一、液压元件符号:(GB786-76)二、液压元件的结构和工作原理。1、阻尼塞:它是保护油压表免于受压力油直接冲击的一个装置。为了防止操作过程中产生急剧变化的压力油进入油压表时,引起指针

13、剧烈摆动。为此在油压表的管接头中装有阻尼塞,其外径是螺纹,压力油经过螺纹间隙受阻尼后,进入油压表的压力油就变得平稳缓和,指针能平稳地指示压力。进油 阻尼塞装置 有三一吊车图纸吗? 我用中联 徐工的换 万分感谢 395959629 1、O形圈 2、阻尼塞 3、油压表接头 4、O形圈 5、油压表2、单向阻尼阀接制动器油缸1、阀体 2、阀芯 3、弹簧 4、挡圈 5、O形圈 6、接头工作原理:单向阻尼阀装置在起升机构的控制油路中,进入制动器油缸油路中。该阀在液压系统中,使油流在一个方向顺利通过,而反向时则受到阻尼作用。当重物停留在空中作再次起升时,压力油在进入油马达的同时,控制油路压力油从单向阻尼阀A

14、油口进入,经阀芯2从B油口经管道进入制动器油缸,使制动器逐渐松开的同时,油马达即带动减速器工作,使重物再次上升,以防止油马达反转而产生的滑降。当操纵阀关闭不进油时,油马达停止转动,同时,制动器油缸弹簧将活塞杆压下,油液从单向阻尼阀B口进入克服单向阀弹簧压力,使单向阀开启,大量油液从A口流泄,使制动器及时将制动轮抱紧起到及时制动作用。3、 溢流阀:溢流阀的主要功能是维持液压系统的压力近于恒定。采用的液流阀主要是防止系统压力过载、限制系统最高压力和调节液压系统压力。该溢流阀为YF-S型平衡活塞式,这种溢流阀是一种先导型溢流阀,它分为导阀和主阀二部分,它把调压弹簧和主弹簧分开,以提高阀的性能。导阀是

15、一锥阀式直动型溢流阀,它调定主阀部分的溢流压力。主阀是一个锥阀,它控制溢流流量,以保持系统压力恒定。1、 手轮(调压) 2、螺母2、 调压阀杆 4、调压弹簧5、主阀杆 6、主阀弹簧7、主阀杆 8、锥阀9、调节螺杆 10、阀盖11、锥阀座 12、主阀座支腿溢流阀的压力应调整为: 20Mpa(200kg/cm2)主溢流阀的压力应调整为: 26Mpa(260kg/cm2)为使主阀关闭时能有足够的密封力,主阀芯左端环形承压面积A,略大于右端环形承压面积a。压力油由进油腔P进入主阀下腔(主阀芯右边),再经主阀芯上7阻尼孔和阀盖10上的通油道进入主阀上腔和导阀部分的前腔,然后通过锥座11中间的阻尼小孔作用

16、锥阀上。当系统压力小于调压弹簧4预调压力,即P1a1<f时,(a1为锥阀承压面积),锥阀在调压弹簧力f的作用下,处于关闭状态,阀内各点油液压力相等,即主阀左、右腔油液压力相等,P1= P2此时,P1A+F>P2a 式中:F为主阀弹簧力。因此,主阀处于关闭位置,将P腔和O腔隔开,溢流阀不起作用,当系统压力等于或大于调压弹簧预调压力时,即:p1a1f,锥阀打开,部份压力油径锥座11的阻尼孔和导阀口,从主阀芯中间的通道经溢油口流回油箱,油液通过阻尼孔时受到阻力(压力)衰减,便在阻尼孔的两端,即主阀左右腔产生压力差,使p1<p2,此时,P1A+F< P2a。于是,主阀芯向左移动

17、,主阀杆与5的阀口被打开,将多余的油从溢油腔O溢回油箱。主阀溢流量的多少,由主阀芯开口大小确定,主阀芯开口量的大小由主阀芯左、右腔的油液压力差所决定,而阻尼孔两端产生的压力差随着流经阻尼孔的流量的变化而变化,流经阻尼孔的流量即为流出导阀的流量,一般为公称流量的0.51%。改变调压弹簧的压紧力,即能改变进油腔压力P,从而得到不同的调压范围。4、 双向液压锁:双向液压锁其作用:1、当支腿伸出后,工作腔油液不能从单向阀中渗漏,以保证在作业时支腿不会逐渐自行收缩;2、避免在油路中发生软管破裂等意外情况下支腿突然失去作用而造成事故;3、防止起重机行驶或停放时支腿自动下落。 工作原理:当压力油由A口进油时

18、,打开右边的单向阀,油液经A1到a口进入油缸的大腔(无杆腔),使A腔和a腔互相沟通,在A口进油的同时,推动中间柱塞4向左移动,将右边的单向阀5顶开,使B腔与b腔(支腿油缸有杆腔)互相沟通,将原来封闭在支腿油缸b腔里油液经B1通过B腔回油至油箱。这时活塞杆伸出。 当压力油由B口进油时,油液传动情况则相反,活塞杆缩回。5、 平衡阀:在液压系统工作时,当油缸活塞上(或油马达轴上)的阻力急剧减少,甚至阻力变成负值,平衡阀使回油路上建立背压,防止油缸(或油马达)在负载作用下运动。也可以防止因油管破裂或制动失灵而使重物自由落下所造成的严重事故,在起升机构油路中设置平衡阀主要是为了保证载荷的提升或下放时平衡

19、匀速。其工作原理以起升机构为例来加以说明。当提升载荷时,压力油从油口A进入平衡阀,推开单向阀(6)经油口B进入油马达,进行起升作业。实际上平衡阀没起作用。当下降载荷时,压力油就改为B口进油,A口就接回油,这时由于平衡阀的主阀芯(4)在弹簧(9)(10)的作用下,关闭了其回油路,回油被锁住,建立背压,这是 在进入油马达的同时,另一方面经控制油路进入平衡阀油口C,使活塞(3)在压力油的作用克服弹簧压力(9)(10)将主阀(4)打开,使回油由B口经主阀而从A口排出,载荷就下降。由于油马达输出轴的运动方向和重物的作用力方向一致,因此在重力的作用下,油马达将会超速运转。这时进油路上压力就会下降,主阀芯(

20、4)在弹簧(9)(10)的作用下向左移动,开口关小,回油的节流阻力增加从而限制了油马达的转速和下降速率。与此同时,进入C油口的压力又迅速升高,柱塞(3)又推动主阀芯(4)向右移动,因此在实际工作时,主阀芯(4)始终处于动平衡状态,左右振动,这样就会引起整个系统产生液压冲击,载荷下降时产生爬行现象。为了保证平衡阀工作的平稳,使主阀芯振动加快衰减,提高动态稳定性,为此在平稳阀的活塞(3)上钻有阻尼孔d ,并适当加长主阀芯(4)的行程,主阀芯的前后腔用小孔e连通,并在端部设有节流阀座(8),以增加阻尼减缓对压力波动的反应,使平稳阀工作匀速而又平稳。6、 双向缓冲阀该阀的开启压力为:10Mpa该阀是安

21、装在回转机构的液压马达进出口处,其作用是防止摆线针轮减速器过载的一种安全卸压缓冲装置。其工作原理:当系统压力未超过该阀的开启压力时,压力油从A口直接进入油马达带动摆线针轮减速机工作,使转台相对于底架回转,液压马达排出的油液有三一吊车图纸吗? 我用中联 徐工的换 万分感谢 395959629经B口回油。当转台回转的外阻力急剧增大或瞬时关闭主操纵阀而产生过大的液压冲击时,回转油路系统的压力将急剧增加,当压力超过双向缓冲阀开启压力时,那么单向阀C就打开,压力油就由A经C与回油路相通从而起安全缓冲作用。增减垫圈的数量,调整了弹簧的刚度,也就调整了缓冲阀的开启压力。7、 中心回转接头:其作用主要是沟通下

22、车液压元件与上车液压元件之间的压力油路、回油路、压力表油路及马达泄漏油路、电源和控制发动机油门的静压油路。这些油路和电源线经中心回转接头连接后,可不受转台和底架的相对运动所影响。其结构由三部份组成:1、主中心回转接头:包括套筒(7)、固定体(10)、档圈(6)、O形圈(8)、垫环(9)所组成。2、小回转接头:包括中心轴(4)、O形圈(5)、压盖(3)4所组成。3、导电棒(1)和导电环总成。中心回转接头的工作原理:固定体(10)上有A、B、C、D液压系统进出油口,中间有、四道环形油槽,各油槽上下由O形密封圈封闭各油槽间不可串通。固定体中间通孔上部装有中心轴(4)和O形圈(5),上有压盖(3)压住

23、中心轴上部的O形圈,压盖上部装有导电环(2),有上下绝缘螺栓套固定在固定体上,电源线经固定体与导电盘连接。固定体外部的套筒(7)表面分别有A1、B1、C1和D1四个进出油管接头孔,并与固定体的各环形油槽相对应,A1与相通,B1与相通,C1与相通,D1与相通。套筒上部的压盖上装有导电棒,中间的方孔卡住中心轴,与罩壳联接固定在套筒上,套筒中部装有拨板与转台固定。转台回转时,通过拨板使中心回转接头的套筒(7)、小回转接头中心轴及导电棒跟随转台同时转动。中心回转的油路通道,结合液压系统图可知。A接下部操纵阀,A1接主阀(上部操纵阀)。B接油泵,B1接压力表。C接回油箱,C1接回转机构和起升机构二台液压

24、马达的泄漏油管。D接回油箱,D1接主操纵阀的回油管。例如,固定体的A口是接来自油泵通过下部操纵阀的压力油,经过第三条环形油槽,由套筒(7)上的一油口A1接至主操纵阀。在操纵室内的油门操纵主泵,在工作时静压经中心轴(4)通过固定体下部管接头至发动机调速器上的分泵。8、XM-F-40型液压马达它是一种柱塞缸旋转式,带滑块、斜盘的轴向柱塞马达,即可当马达用,又可当泵用。、 作油泵使用当机械传动使油泵外轴旋转时,通过内轴(5)使柱塞缸(10)带动柱塞(11)绕中心轴线旋转,柱塞绕着柱塞缸旋转的时候,滑靴(18)沿着斜盘(19)斜面作滑动,形成复合运动,即绕中心轴线运动(旋转)和平行与中心轴线的轴向往复

25、运动。配油盘(9)上的两轴半园形的油槽,分别与泵体的进出油口相通,当柱塞运动时,经配油盘的油槽往柱塞缸内吸油,在压油过程时,经配油盘的排油槽经泵体排油口排出压力油,七个柱塞依次重复,完成液压泵的吸油和排油。、作液压马达使用来自液压泵的压力油(取决于液压马达负载)经壳体进油口,配油盘向柱塞缸处于高压腔的三个或四个柱塞孔进油,柱塞受高压油的作用,沿着斜盘斜面产生经向分为驱使柱塞缸体旋转,通过内轴带动外轴驱使工作装置运转,又因配油盘两油槽是对称布置的,因此改变油进口方向即能改变液压马达的旋转方向。9、液压油缸 液压油缸作为实现直线往复运动的液压机构,结构简单,工作可靠,是液压系统中应用极广泛的主要液

26、压执行元件。、 液压油缸的主要参数: A、压力:作用在单位面积上的力。即:P= F/A (Pa) 式中:F = 作用在活塞上的负载力(N); A = 活塞的有效作用面积(m2); 按国际标准化组织(ISO)推荐的压力单位为:巴(bar),但按我国法定计量单位,应采用帕(Pa)即N/m2。其换算关系为: 1bar = 1.01972kgf/cm2,1bar = 105Pa, 1Mpa = 106Pa。 a、额定压力Pn:也称公称压力,是液压缸能长期工作的压力。国家标准GB7938-87规定了液压缸的公称压力系列,从0.63 40.0Mpa。b、最高公称压力Pmax:是液压缸在瞬间所能承受的极限压

27、力,通常规定为1.5Pn(Mpa)。C、耐压试验压力Pt:是液压缸在检查质量时需承受的试验压力,在此压力下不出现变形或破裂,通常规定为=1.5Pn(Mpa)。B、运动线速度和平均线速度m:单位时间内流体进入液压缸,推动活塞移动的距离即液压缸的运动线速度。现以双作用单杆活塞为例计算活塞杆推出速度:=Q/A=4Q/D2式中:Q流量(m3/s)A活塞无杆腔有效面积(m2)D活塞直径(m)C、面积比:面积比是指单活塞杆液压缸,对应于缸内径D和活塞杆径d的两腔有效面积的标准比值。、 液压缸的分类:A、 活塞式液压缸:活塞式液压缸有单活塞杆和双活塞杆两种。a、 单杆双作用式活塞液压缸:这种液压缸是一种最简

28、单的结构型式,通常油液进入活塞一侧的无杆腔作为工作状态,油液进入有杆腔作为返回状态。由于无杆腔的有效工作面积大于有杆腔的有效工作面积,故当缸两腔同时接通压力油管时,活塞仍能移动,这种联接方式称为差动连接。b、 双杆活塞液压缸:其结构与单杆双作用活塞液压缸相仿,所以两个方向上输出的推力和运动速度是相等的。B、 柱塞式液压缸:它是一种加工精度要求不高的单作用缸,一般都成对使用。C、 伸缩式液压缸:又叫多级缸,它有单作用和双作用两种形式。伸缩式液压缸由两个或多个活塞套装而成,前级活塞缸的活塞是后级活塞缸的缸筒。D、 此外还有可旋转式液压缸、摆动式液压缸、组合式液压缸和电液步进液压缸等。、 液压缸的结

29、构:一般由缸筒、缸底、缸盖所组成的缸体组件以及由活塞、活塞杆等组成的活塞组件这两大部份构成。活塞与活塞杆的连接利用卡键连接,缸底、缸盖与缸筒之间及活塞与活塞杆之间用O型密封圈进行静密封,缸筒与活塞之间及缸盖与活塞杆之间用Yx形密封圈进行动密封。为了保证活塞杆移动时不偏离中轴线,在缸盖内设置了导向套,并用防尘圈防尘。此外,为减小活塞行至终了时产生对缸盖的撞击,采用了缓冲套进行缓冲。、 液压缸的密封装置:密封件通常分为静密封件和动密封件两大类。液压缸中常用的主要密封件多为自封式中的唇形密封和压紧形密封。A、 静密封一般采用O型橡胶圈和组合密封垫圈。B、 动密封采用两种形式,一种是非接触式密封,如迷

30、宫密封、间隙密封等。另一种是接触式密封,这种密封又可分为唇形密封和压紧形密封。而唇形密封多采用V型、U型、Y型(含Yx型、KY型)、组合密封和复合型密封等。压紧型密封又可分为斯特封、格来圈、双特槽密封和异形密封圈等等。C、 密封件常用材料:液压油缸常用密封件的材料见下表:名称代号使用温度0C应用丁睛橡胶NBR40100适用于耐油密封元件,大量用在O形圈、油封、唇形圈等。聚氨脂橡胶AUEU30180适用于制作往复运动用U形、V形、Y形等唇形密封圈。填充聚四氟乙烯(特氟隆)PTEE260260适用于制作各种档圈、支承环、压环等。液压泵和液压马达液压泵和液压马达都是能量转换装置,起转换能量的作用,液

31、压泵是把机械能转换成液体的压力能,液压马达则相反,是把液体的压力能转换成机械能,理论上它们是可逆的。一、液压泵和液压马达的工作原理以下是简单的单柱塞泵,说明液压泵的工作原理。柱塞1是装在泵2中,其底部与吸油单向阀3和压油单向阀4构成一个密闭的工作腔V,在弹簧5的作用下,柱塞的一端紧靠在凸轮6上,当原动机带动凸轮旋转时,柱塞便作往复运动。随着柱塞向右移动,容积V由小逐渐增大,形成部份真空,单向阀4关闭,油箱内的油液在大气压力作用下经 吸油管路顶开单向阀3进入泵腔内,从而完成吸油过程。当柱塞向左移动时,密闭工作腔的容积V便由大变小,使油液受到压缩而产生一定的压力,从而使单向阀3关闭,封住 吸油管路

32、,此时油液只能顶开单向阀4而被排入压油管路,这就是压油过程,如此不断循环,便可实现连续、交替的吸油和排油。从以上的例子,从中可以归纳出容积式液压泵工作的几个基本特点:、容积式液泵都具有密闭的工作油腔,泵的吸油和压油过程完全是由密闭工作腔的容积变化引起的。泵的流量是和这个密闭容积可变化部分的大小及其单位时间内变化的次数成正比的。、单向阀3和4的作用,在吸油时是保证泵的工作油腔与油箱连通,同时切断压油管路。在压油时使工作油腔与油箱切断,所以这里的单向阀又可称为配油装置。、液压泵输入的是凸轮回转的机械能,输出的是液体的压力能,所以液压泵实质上就是将机械能转换成液压能的能量转换装置。“工作压力取决于负

33、载”“流量决定速度”这是分析液压系统工作原理,诊断故障的重要指南。二、液压泵和液压马达的基本参数液压泵的主要性能参数是压力P和输出流量Q,液压马达主要性能参数是排量Q,输出扭矩M和转速N。1、 压力P:额定压力和最大压力额定压力:是用容积效率和寿命等经济性条件所限定的连续运转所许用的工作压力。最大压力:指泵在短期内超载所允许地极限压力,主要是由泵的零件强度和寿命所限定。实际工作压力:是由负载决定的,随负载大小而变化。低压:0-25kgf/cm2, 高压:>160-320 kgf/cm22、流量Q:是指泵在单位时间内输出液体的体积,由于容积式液压泵的瞬时流量是脉动的,一般以平均流量表示其规

34、格。泵输出的理论流量Q等于排量q与n的乘积。Q=q·n×10-3V/min 式中:q泵的排量 ml/r n泵的转数 r/min 泵的排量是指泵每转一周所排出液体的体积。3、能量转换和基本关系式:对于泵来讲:输入能量的形式为扭矩M和转速n,输出的能量形式为压力P和流量Q。对马达来讲:输入能量的形式为压力P和流量Q,输出能量的形式为扭矩M和转速n。功率:N = PQ/612 千瓦 = PQ/450 马力N = MN/975 千瓦 = MN/716.2 马力液压泵和马达的理论扭矩MTMT = 1.59 PQ×10-3 kgf·m在液压传动中,通常把泄漏损失称为

35、容积损失,而把压力损失和磨擦损失合称为机械损失。由于存在容积损失,实际输出的流量Q1要比理论流量Q1T小,即:Q1 = Q1T - Q1 l/min Q1:泵的容积损失。通常:把实际流量和理论流量的比值称为容积效率V。V = Q1/ Q1T =1-Q1/ Q1T 同理,对于液压马达来说,其实际输入的流量Q2比理论流量Q2T大,即:Q2 = Q2T +Q2 l/min由于存在机械损失,所以也有实际和理论扭矩之分,泵的实际输入扭矩M1为:M1 = M1T +M1 kgf·m 式中:M1T 泵的理论扭矩M1 泵的机械损失理论扭矩和实际扭矩的比值称为机械效率m,即1m = M1T / M1

36、=1-M1/ M1对马达来说,实际输出扭矩M2 M2 = M2T - M2 kgf·m 式中:M2T 马达的理论扭矩M2 马达的机械损失马达的机械效率为: 2m = M2 / M2T = 1-M2/ M2T液压泵的总效率:1 = 1r·1m 即为:容积效率和机械效率的乘积液压马达的总效率:2m = 2r ·2m 即为:容积效率和机械效率的乘积齿轮泵齿轮泵的主要工作零件是一对啮合的圆柱直齿轮(有相同齿数和渐开线),在齿轮泵中,其封闭的容积是两个齿轮与泵壳体以及上、下盖板所形成的两个互不相通的封闭空间。两个齿轮的轮齿进入啮合的空间,便是压油腔;两个齿轮的轮齿脱离啮合的

37、空间,便是吸油腔。齿轮泵的困油现象及其卸荷措施为保证齿轮泵运转平衡、有较高的容积效率及便于齿轮加工制作,通常齿轮的重迭系数都大于1,也就是在第一对牙齿尚未脱开之前,后面一对牙齿就进入啮合。当牙齿同时进入啮合的一小段时间内,啮合齿就会形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积。随着齿轮的旋转,闭死容积是变化的,先由大变小(图a)直到两个啮合点A、B处于节点两侧的对称位置时(图b),容积最小,然后再由小变大(图c)由于液体的可压缩性很小,当闭死容积缩小时,必然造成闭死容积内的压力急剧上升,被困的油只好从零件的缝隙中强行挤出,使齿轮和轴承受到很大的附加载荷,造成油液发热,加大了功率损失,而当封闭容积扩大

38、时,又会产生部份真空,甚至造成汽蚀,同时引起振动和噪音,降低泵的容积效率,这种现象叫困油现象。为消除困油现象,在两侧端盖上开有卸荷槽,使这一闭死容积由大变小时与压油腔相通,闭死容积由小变大时与吸油腔相通,当闭死容积处于最小位置时与吸、油油腔均不相通,就能消除困油现象。中高压齿轮泵的结构特点要提高齿轮泵的工作压力,主要措施是减少间隙泄漏量,齿轮泵中油液泄漏的主要途径是轴间间隙,其泄漏量占总泄漏量的75-80%,因为要达到高的容积效率和机械效率,严格控制轴间间隙的大小是关键的,目前在高压泵的结构中,一般采用浮动侧板或浮动轴套的方法,使端面间隙能自动补偿。端面间隙自动补偿的原理是将压力油引到浮动轴套

39、或弹性侧板的背面,以造成压紧力,使弹性侧板或轴套帖紧在齿轮端面,达到自动补偿端面磨损和控制端面间隙的目的。轴向柱塞泵和轴向柱塞马达柱塞泵依靠柱塞在缸体中作往复运动来造成密闭空间的容积变化,以实现吸油和压油过程。由于柱塞和缸孔的配合表面为圆柱面,制造精度高,泄漏量小,容积效率高,柱塞和缸体的受力状况好,能达到很高的压力,容易实现变量,故柱塞泵和马达多用在高压场合,柱塞泵、马达按其排列方式的不同可以分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵,按其传动方式不同可分为斜盘式和斜轴式两大类。斜盘式轴向柱塞马达图中斜盘1的平面与垂直平面之间的夹角为r角,在工作过程中,斜盘和配油盘4相对固定,传动轴与缸体2连接并一起旋转。

40、当输入压力油时,位于压油区位置的柱塞在底面油压力的作用下压向斜盘,头部受到法向反作用力N的作用。N可分解为两个分力;一个是沿着柱塞轴线的轴向力P,它和柱塞底面的油压作用力平衡,一个是垂直于轴线的径向力T,它对缸体中心线产生扭矩T·r,驱动缸体旋转。凡是处于压油区的柱塞都产生径向力T,它们对缸体产生的扭矩分别为T·r1、T·r2所有柱塞产生的扭矩之和即为马达输出的总扭矩。轴向柱塞马达的扭矩1、 瞬时扭矩:作用在柱塞上的径向力T可由下式求得T = Ptgv=d2/4Ptg式中:P轴向分力 Kgf P输入马达的油压力 Kgf/cm2 d柱塞直径 cm 斜盘夹角 径向力T

41、使缸体旋转的扭矩与柱塞在压油区所处的位置有关,设柱塞对进油区起始位置的转角为,力T对缸体旋转中心的作用半径为r,则一个柱塞所产生的扭矩m1为: m1 = T· = T·Rsin = (/4)d2ptgRsin 式中:R = 柱塞在缸体中分布园半径 = 柱塞的瞬时位置,转角从上式可以看出,随着角的变化,扭矩也跟着变化,在某一瞬时,马达输出的总扭矩等于所有处于压油区的柱塞产生的扭矩之和: Mi= mi = (/4)d2ptgRsin 2、 平均扭矩:通常计算的是马达的平均扭矩,为此可先求出一个柱塞在0-2(一周内)的平均扭矩,然后再求所有Z个柱塞的平均扭矩之和,一个柱塞产生的平

42、均扭矩为:M1 = p/2(/4)d22Rtg Z个柱塞所产生的平均扭矩为:M = p/2(/4)d22Rtg·Z = 0.159pqµm 式中:q = (/4)d22Rtg·Z 是马达的排量 ,ml/r m 是马达的机械效率 斜轴式柱塞马达 其工作原理也和斜盘式类似,所不同的是,斜轴式马达的驱动扭矩是由连杆推力直接作用在主动轴的球窝上产生的,并不通过缸体传递。 如图所示,当压力油输入马达时,柱塞底面的油压力通过连杆作用在球窝盘上,如不计连杆轴线相对柱塞轴线的偏斜角度(2-3º),则连杆的推力就等于柱塞底面的油压作用力P,该力可分解为平行于输出轴线的分力

43、N和垂直一于输出轴轴线的分力T,分力T对输出轴产生扭矩M。由图可知: T = PSin 所以,一个连杆的推力所产生的扭矩M1为: M1 = TRSin = (/4)d2pRSinSin 马达输出的总扭矩等于所有处于压油区的柱塞和连杆对输出轴产生的扭矩之和。 轴向柱塞泵的压力补偿变量机构 手动变量机构结构简单,工作可靠,但是操作力大,只能在空负荷状态下进行调节。常用的变量机构还有伺服变量机构和压力补偿变量机构等,压力补偿变量也叫恒功率变量,其变量方式是使泵的流量随出口油压力的变化而自动作相应的变化,使其压力和流量特性曲线近似按双曲线规律变化,即泵的输出功率基本上保持不变,即压力和流量的乘积近似为

44、一常数: P·Q = 常 数 斜盘斜角在差动活塞的作用下,由小变大,由大变小,因此流量随油压力的增大而减小,随油压力的减小而增大。 多路换向阀 换向阀是借于阀芯(又称阀杆)与阀体之间的相对运动(相对位置关系)来改变油液流动方向的方向控制阀。 按阀芯 运动的方式,换向阀可分为转阀式和滑阀式两种,按不同的操纵方式,换向阀又可分为手动,机动、电动、液动、气动、电液动和电气动等形式,按不同的工作位置数和通路数,换向阀有二位、三位和多位,二通、三通、四通和多通之分。 对换向阀的基本要求是:液流通过换向阀的压力损失要小;液流在各阀口间的缝隙泄漏量要小;换向动作灵敏、可靠;换向时过渡平稳无冲击。

45、1、 滑阀式换向阀 滑阀式换向阀是一种具有多个台肩的园柱体(称阀芯和阀杆)和与之相配合的若干个沉割 的阀体组成。 、 滑阀式换向阀的图形符号 换向阀的功能主要由它控制的通路数和工作位置数来决定,下图所示换向阀有三个工作位置和四条通路(P、A、B、T),称为三位四通阀。一个换向阀完整的图形符号还应表示出操纵方式、复位方式和定位方式等。 A B P T、 滑阀机能 换向阀在常态位置时各油口的连通方式就是这个阀的滑阀机能。滑阀机能的不同,会影响到阀在常态位时执行元件的工作状态:如停止还是运动,前进还是后退,快速还是慢速,卸荷还是保压等等。常用的有:O型机能(各油口全部封闭,系统不卸荷),H型机能(各

46、油口全部连通,系统卸荷),P型机能(压力油P与执行元件连通,回油口封闭),Y型机能(执行元件两腔通回油,进油被切断,油泵不卸荷),K型机能(油泵卸荷,执行元件一腔封闭,一腔接回油),M型机能(油泵卸荷,执行元件两腔被封闭),X型机能(各油口半开启接通,P口保持一定的压力)。 、 换向操纵方式 、手动换向阀。 、机动换向:又称行程换向,它是利用行程挡块或凸轮推动阀芯实现换向,多用于机床液压系统。 、电磁换向阀:用电磁铁操纵阀芯换向的叫电磁换向阀。电磁阀用电磁铁有交流和直流、干式和湿式之分。直流电磁铁的电压常用24V,并具有恒电流特性,电磁铁线圈不易烧毁,工作可靠,寿命长,换向冲击小,换向频率高(

47、120-240次/分)。干式电磁铁的铁芯不能进油,湿式电磁铁的线圈是干的,阀内设有运动用密封圈,使套内的油液对衔铁的运动具有阻尼和润滑作用,减缓衔铁的撞击,使阀动作平稳,噪声小。 、液动换向阀:液动换向阀是利用控制油路的压力油来推动阀芯换向,它适用于流量较大的换向阀。 、电液动换向阀:采用小规格的电磁换向阀与液压换向阀组合安装在一起,实现以小容量和电磁换向阀来控制大流量液动换向阀。 、减压阀式先导阀操纵换向阀:多用于工程机械多路换向阀的操纵。采用这种先导控制理想地解决了减小操纵力的问题,使主阀在主机上的布置得到了更大的自由,大大改善了换向阀的调节性能。液压传动基本回路一、压力控制回路压力控制回

48、路主要是借助各种压力控制元件来控制液压系统中各条油路的工作压力。1、调压回路:调压回路的作用就是限定液压系统的最高工作压力,使系统压力不超过压力控制阀的调定值。2、减压回路:工程机械的液压传动大多选取高压系统,但在系统中,往往有部分油路也像控制油路、润滑油路、夹紧油路、离合器油路和制动器油路等一些辅助油路,却要求使用低压,这时可采用减压回路来满足要求。减压回路的作用就是利用减压阀从系统的调压主油路引出一条并联的低压油路作为辅助油路。3、增压油路是实现液压放大的回路,它能使系统的局部油路或某个执行元件获得压力比液压泵工作压力高若干倍(27倍)的高压油。此回路中实现压力放大的主要元件是增压器(又称

49、增压泵或增压缸)。单作用增压器是由串接在一起的大小两个液压缸组成,利用大小活塞的作用面积来产生压力差,当向大缸输入低压油时,即能从小缸获得高压油。从力的平衡关系可知: P1·S1 = P2·S2 P2 = S1/S2·P1 = K·P1 增压比K即压力放大的倍数,它等于增压器大小活塞作用面积之比。4、卸荷回路:卸荷回路的作用即在不停熄发动机的情况下,使液压泵卸荷。所谓卸荷是指液压泵以最小输出功率运转,也就是液压泵输出的油液以最低 压力(克服管路阻力所需之压力)流回油箱或以最小流量(补偿系统泄漏所需之流量)输出压力油。、利用滑阀机能卸荷是工程机械最常用的卸荷方法,滑阀机能必须是M,H或K型。、多路阀的卸荷回路,当滑阀处于中间位置时

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