三车间液压站概述

1、液压站概述2009.5目的任务目的任务: 了解液压站的组成了解液压站的组成 掌握所用液压元件的特点和原理掌握所用液压元件的特点和原理重点难点重点难点: 液压元件的液压元件的原理、特点和作用原理、特点和作用 三车间膨胀线液压站的作用是为浸渍缸开关盖提供动力，是膨胀线的关键设备，一旦发生故障，将影响膨胀线的正常生产，同时液压故障都具有隐蔽性，故障点不易发现和排除，因此我们要对液压知识有所认识，才能更快的发现、排除故障。今天我们就我车间液压站的有关知识作一下了解。我车间浸渍缸液压回路图电磁溢流阀电磁三位四通换向阀调速阀分流集流阀油缸单向阀齿轮泵过滤器SRFG06-1PN-3电磁控制溢流阀SRF:电磁

2、溢流阀G：板式安装 06：公称通径201PN：常开式 3：压力调节范围725MPaQDFT:带单向元件的压力补偿流量控制阀，B:板式连接；8：公称通径，8mmH:额定压力21MPa；C:额定压力14MPa 34：三位四通阀；D:电磁控制O:中位机能；B:板式连接；10：公称通径：H：额定压力21我车间浸渍缸液压回路图电磁溢流阀电液三位四通换向阀调速阀分流集流阀油缸单向阀齿轮泵过滤器1、液压传动的特点液压传动的优点 （1）液压传动装置运动平稳、反应快、惯性小，能高速启动、制动和换向。 （2）在同等功率情况下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。例如同功率液压马达的重量只有电动机的10%20%

3、。 （3）液压传动装置能在运行中方便地实现无级调速，且调速范围最大可达1 2000（一般为1 100）。 液压传动的优点（4）操作简单、方便，易于对液体压力、流量或流动方向进行调节或控制。当它与电气联合控制时，能实现复杂的自动工作循环和远距离控制。 （5）易于实现过载保护。液压元件能自行润滑，使用寿命较长。 （7）用液压传动实现直线运动远比机械传动简单。 （6）液压元件实现了标准化、系列化、通用化，便于设计、制造和使用。液压传动的缺点（1）液压传动不能保证严格的传动比，这是由于液压油的可压缩性和泄漏造成的。（2）液压传动对油温变化较敏感，这会影响它的工作稳定性。因此液压传动不宜在很高或很低的温

4、度下工作，一般工作温度在1560范围内较合适。（3）为了减少泄漏，液压元件在制造精度上要求较高，因此它的造价高，且对油液的污染比较敏感。（4）液压传动装置出现故障时不易查找原因。（5）液压传动在能量转换（机械能压力能机械能）的过程中，特别是在节流调速系统中，其压力、流量损失大，故系统效率较低。液压系统中完全靠液压油把能量从液压泵经管路、控制阀传递到执行元件，根据统计，许多液压设备的故障，皆起因于液压油的使用不当，因此我们首先对液压油作个粗略的了解。2、液压油液压油 2.12.1、液压油的用途：、液压油的用途：（1） 传递运动与动力传递运动与动力：将泵的机械能转换成液体的将泵的机械能转换成液体的

5、压力能并传至各处，由于油本身具有粘度，在传递压力能并传至各处，由于油本身具有粘度，在传递过程中会产生一定的动力损失。过程中会产生一定的动力损失。（2）润滑润滑：液压元件内各移动部位，都可受到液压：液压元件内各移动部位，都可受到液压油充分润滑，从而减低元件磨耗。油充分润滑，从而减低元件磨耗。（3）密封密封：油本身的粘性对细小的间隙有密封的作：油本身的粘性对细小的间隙有密封的作用。用。（4）冷却冷却：系统损失的能量会变成热，被油带出。：系统损失的能量会变成热，被油带出。 （5）去污：带走工作中产生的磨粒和来自外界的污）去污：带走工作中产生的磨粒和来自外界的污染物。染物。 （6）防锈防锈：防止液压元

6、件所用各种金属的锈蚀。：防止液压元件所用各种金属的锈蚀。2.22.2、液压油的种类、液压油的种类液压油主要有下列三种液压油主要有下列三种（1 1）矿物油系液压油（可燃性）：矿物油系液压油（可燃性）：主要由石腊基的原油精主要由石腊基的原油精制而成，再加抗氧化剂和防锈剂，为用途最多的一种；制而成，再加抗氧化剂和防锈剂，为用途最多的一种；其缺点为耐火性差。其缺点为耐火性差。（2）耐火性液压油（难燃性）：耐火性液压油（难燃性）：专用于防止有引起火灾危专用于防止有引起火灾危险的乳化型液压油。有水中油滴型（险的乳化型液压油。有水中油滴型（o/w）和油中水滴）和油中水滴形（形（w/o）两种，水中油滴型（）两

7、种，水中油滴型（o/w）的润滑性差，会）的润滑性差，会侵蚀油封和金属；油中水滴形（侵蚀油封和金属；油中水滴形（w/o）化学稳定性很差。）化学稳定性很差。（3）专用液压油：航空、舰船、炮用及车辆制动用液压油。）专用液压油：航空、舰船、炮用及车辆制动用液压油。 2.32.3、液压油的性质、液压油的性质（1）密度，密度越大，泵吸入性越差。（2）闪火点：油温升高时，部分的油会蒸发而与空气混合成油气，此油气所能点火的最低温度称为闪火点，如继续加热，则会连续燃烧，此温度称为燃烧点。（3）粘度：流体流动时，沿其边界面会产生一种阻止其运动的流体磨擦作用，这种产生内摩擦力的性质称为粘性。油的粘性易受温度影响，温

8、度上升，粘度降低，造成泄漏、磨损增加、效率降低等问题，温度下降，粘度增加，造成流动困难及泵转动不易等问题，如运转时油液温度超过60度，就必须加装冷却器，因油温在60度以上，每超过10度，油的劣化速度就会加倍 。 习惯上使用运动粘度标志液体的粘度，例如机械油的牌号就是用其在400C时的平均运动粘度（m/s2）为其标号（4）压缩性：抗压缩的能力。 液压油还有其他一些性质，如稳定性、抗泡沫性、抗乳化性、防锈性、润滑性、以及相容性等。2.42.4、液压油的选用、液压油的选用 液压油有很多品种，可根据不同的使用场合选用合适的品种，在品种确定的情况下，最主要考虑的是油液的粘度，其选择考虑的因素如下。（1）

9、 液压系统的工作压力：工作压力较高的系统宜选用粘度较高的液压油，以减少泄露；反之便选用粘度较低的油。例如，当压力p = 7.020.0Mpa时，宜选用N46N100的液压油；当压力p7.0Mpa时宜选用N32N68的液压油。2.42.4、液压油的选用、液压油的选用（2）运动速度：执行机构运动速度较高时，为了减小液流的功率损失，宜选用粘度较低的液压油。（3）液压泵的类型：在液压系统中，对液压泵的润滑要求苛刻，不同类型的泵对油的粘度有不同的要求，具体可参见有关资料。（4）工作环境温度高时选用粘度较高的液压油，减少容积损失。2.5、液压油的污染 液压油使用一段时间后会受到污染，常使阀内的阀芯卡死，并

10、使油封加速磨耗及液压缸内壁磨损。造成液压油污染的原因有三方面：1）污染：（1）外部侵入的污物；（2）外部生成的不纯物2）恶化：液压油的恶化速度与含水量、气泡、压力、油温、金属粉末等有关，其中以温度影响最大，故液压设备运转时，须特别注意油温之变化。3）泄漏：液压设备因配管不良，油封破损是造成泄漏的原因，泄漏发生时空气、水、尘埃便可轻易的侵入油中，故当泄漏发生时，必须立即加以排除。 液压油经长期使用，油质必会恶化，一般皆用目视法判定油质是否恶化，当油颜色混蚀并有异味时，须立即更换；保养方法有二种：一为定期更换；其次是使用过滤器定期过滤。也可采用在线监控液压油是否达到规定值，定期抽查液压油。液压油的

11、粘度、酸值、水分及杂质是确定液压油是否更换的重要指标。 油箱的主要功能是储存油液，此外，还有散热以控制油温、阻止杂质进入、沉淀油中杂质、分离气泡等功能。 油箱的作用：储油、散热、沉淀杂质、逸出空气。 油箱容量如太小，会使油温上升，油箱容量一般设计为泵每分钟流量的2 4倍；或当所有管路及元件均充满油时，油面需高出过滤器50-100mm，而液面高度只占油箱高度80时的油箱容积。3、油箱油箱形式：可分为开式和闭式两种，开式油箱中油的液面和大气相通，而闭式油箱中的油液面和大气隔绝，液压系统中大多数采用开式油箱。 隔板及配管的安装位置 隔 板 装 在吸油侧和回油侧之间，如图313所示，以达到沉淀杂质、分

12、离气泡及散热作用。4 4、滤油器、滤油器一、功用：滤除油中杂质，保持油液清洁二、二、对过滤器的要求有：（1） 过滤精度要高（2） 通流能力要大 （3） 强度要高 （4） 易于清洗和更换，便于拆装与维护 三滤油器的结构 滤油器一般由滤芯(或滤网)和壳体构成，由滤芯上无数个微小间隙或小孔构成通流面积。当混入油中的污物（杂质）大于微小间隙或小孔时，杂质被阻隔而滤清出来。若滤芯使用磁性材料时，可吸附油中能被磁化的铁粉杂质。 滤油器可以安装在油泵的的吸油管路上，或某些重要零件之前。滤油器也可安装在回油管路上。 滤油器可分成液压管路中使用和油箱使用的两种。油箱内部使用的滤油器亦称为滤清器和粗滤器，用来过滤

13、掉一些太大的，容易造成泵损坏的杂质（在0.1mmm3以上）。网式过滤器（1）、特征：用金属网包在支架上而成。一般装在系统中泵入口处做粗滤，过滤精度为80180m。 （2）、性能特点：结构简单，清洗方便，通流能力大，压降小，但过滤精度低线隙式过滤器（1）、特征：特形金属线缠绕在筒形芯架上，制成滤芯，利用线间间隙过滤杂质。过滤精度为30-100m。（2）、性能特点：结构简单，过滤精度较高，通流能力大，但不易清洗，一般用于低压回路或辅助回路。金属烧结式过滤器（1）、特征：由颗粒状锡青铜粉末压制后烧结而成，利用颗粒之间的微小间隙过滤。 （2）、性能特点：强度高，抗冲击性能好，抗腐蚀性好，耐高 温，过滤

14、精度高，制造简单，但易堵塞，难 清洗，颗粒会脱落，一般用于精密过滤。 纸质过滤器（1）、特征：用微孔过滤纸折迭成星状绕在骨架上形成，利用滤纸的微孔过滤。 （2）、性能特点结构紧凑，重量轻，过滤精度高，但通流能小，强度低，易堵塞，无法清洗，需经常更换滤芯，特别适用于精滤。又因为滤芯能承受的压力差较小，为了保证过滤器正常工作，不致因污染物逐渐聚积在滤芯引起压差增大，而压破纸芯，过滤器顶部通常装有污染指示器。 磁性过滤器工作原理：利用磁铁吸附油液中的铁质微粒 四四 滤油器的选用滤油器的选用 选用滤油器时应考滤到如下问题：1）过滤精度 原则上大于滤芯网目的污染物就不能通过滤芯。滤油器上的过滤精度常用能

15、被过滤掉的杂质颗粒的公称尺寸大小来表示。系统压力越高，过滤精度越低。表31为液压系统中建议采用的过滤精度。2）液压油通过的能力 液压油通过的流量大小和滤芯的通流面积有关。一般可根据要求通过的流量选用相对应规格滤油器。（为减低阻力，滤油器的容量为泵流量的2倍以上）。3）耐压 选用滤油器时尤须注意系统中冲击压力的发生。而滤油器的耐压包含滤芯的耐压和壳体的耐压。一般滤芯的耐压为0.010.1MPa ,这主要靠滤芯有足够的通流面积，使其压降小，以避免滤芯被破坏。滤芯被堵塞，压降便增加。必须注意滤芯的耐压和滤油器的使用压力是不同的，当提高使用压力时，要考虑壳体是否承受得了而和滤芯的耐压无关。 五、五、滤

16、油器的安装位置滤油器的安装位置 图318列出了液压系统中滤油器几种可能的安装置。 1）滤油器（滤清器）1安装在泵的吸入口，其作用如前文所述。2）滤油器2安装在泵出口，属于压力管路用滤油器，在保护泵以外的其它元件。一般装在溢流阀下游管路上或和安全阀并联，以防止滤油器被堵塞时泵形成过载。 五、五、滤油器的安装位置滤油器的安装位置 3）滤油器3安装在回油管路上，属于回油管用滤油器，此滤油器的壳体耐压性可较低。4）滤油器4安装在溢流阀的回油管上，因其只通泵部分的流量，故滤油器容量可较小。如其容量2、3相同，则通过流速降低，过滤效果更好。5）滤油器5为独立的过滤系统，其作用在不断净化系统中之液压油，常用

17、在大型的液压系统里。液压泵中结构最简单的一种，且价格便宜，故在一般机械上被广泛使用；齿轮泵是定量泵，可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种。图22所示为外啮合齿轮泵。它由装在壳体内的一对齿轮所组成，齿轮两侧有端盖罩住，壳体、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔。 5、齿轮泵齿轮泵的优缺点及应用1、优点：结构简单，制造工艺性好，价格便宜，自吸能力较好，抗污染能力强，而且能耐冲击性负载。2. 缺点：流量脉动大，泄漏大，噪声大，效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复。3. 应用：用于环境差、精度要求不高的场合，通常p10MPa，如工程机械、建筑机械、农用机械等。 方向控制阀是通过控制液体流动的方

18、向来操纵执行元件的运动，如液压缸的前进、后退与停止，液压马达的正反转与停止等。 61 单向阀 单向阀有普通单向阀和液控单向阀两种。 单向阀弹簧弹性很小，但若置于回油路作背压阀使用时，则应换成较大刚度的弹簧。1、功用只允许油液正向流动，不许反流。2、结构阀体、阀芯（锥形、钢球式）弹簧等。6、 方向控制阀普通单向阀结构 单向阀普通单向阀 单向阀普通单向阀 换向阀是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关断或改变油液流动方向。一般以下述方法分类。 1） 按接口数（通）及切换位置数分类 ”通“是指阀上各种接油管的进、出口（不包括控制油口和泄漏油口），进油口通常标为P，回油口则标为O或T，出油口则

19、以A、B来表示。阀内阀芯可移动的位置数称为切换位置数,称为“位”，例如：图43所示的手动换向阀有三个切换位置，4个接口，我们称该阀为三位四通换向阀。6 62 2 换向阀换向阀 换向阀是利用阀芯对阀体的相对位置改变来控制油路接通、关断或改变油液流动方向。一般以下述方法分类。 常态位置：二位阀，靠弹簧的一格。(原理图中，油路应该连接在常态位置)，三位阀，中间一格。 2）按操作方式分类 推动阀内阀芯移动的动力有手、脚、机械、液压、电磁等方法，如图46所示。阀上如装弹簧，则当外加压力消失时，阀芯会回到原位。 3）电液换向阀：由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。 电磁换向阀起先导作用，它可以改变控制液流的

20、方向，从而改变液动换向阀的位置。由于操纵液动换向阀的液压推力可以很大，所以主阀可以做得很大，允许有较大的流量通过。这样用较小的电磁铁就能控制较大的液流。图411所示三位四通电液换向阀。该阀的工作状态（不考虑内部结构）和普通电磁阀一样，但工作位置的变换速度可通过阀上的节流阀调节。电液换向阀 当液压执行元件不动时，由于泵排出的油无处可去而成一密闭系统，理论上压力将一直增至无限大，实际上压力将增至液压元件破裂为止，此时电机为维持定转速运转，输出电流将无限增大至电机烧掉为止；前者使液压系统破坏，液压油四溅；后者会引起火灾；因此要绝对避免，防止方法就是在执行元件不动时，提供一条旁路使液压油能经此路回到油

21、箱，它就是“溢流阀”，它是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。7 7、 溢流阀溢流阀“溢流阀”，其用途有： 1）作溢流阀用：在定量泵的液压系统中如图416（a）所示，常利用流量控制阀调节进入液压缸的流量，多余的压力油可经溢流阀流回油箱，这样可使泵的工作压力保持定值。2）作安全阀用：图416（b）所示液压系统，在正常工作状态下，溢流阀是关闭的，只有在系统压力大于其调整压力时，溢流阀才被打开溢流，对系统起过载保护作用。 先导型溢流阀：结构如图418所示，由主阀和先导阀两部分组成，主要特点是利用主阀平衡活塞上下两腔油液压力差和弹簧力相平衡。调节螺钉调节螺钉锥阀

22、锥阀 锥阀座锥阀座调压弹簧调压弹簧阀体阀体主阀芯主阀芯主阀体主阀体主阀弹簧主阀弹簧遥控口遥控口K进油口进油口P出油口出油口TPT符号符号 先导式溢流阀的特点 （1）调压稳定性好 主阀上的弹簧可做较软，流量变化引起阀芯位置变化时，弹簧力的变化量较小，压力变化小。 （2）可作卸荷阀用 阀体上有一个远程控制口K，当K口通过二位二通阀接油箱时，这时系统称为卸荷。 （3）可实现远程控制 若K口接另一个远程调压阀，便可对系统压力实现远程控制。 8、调速阀液压系统在工作时，常需随工作状态的不同而以不同的速度工作，而定量泵的输出流量永远是固定不变的，所以需要流量的调节而控制执行元件的速度，常常称为调速阀对液压

23、执行元件而言，控制“流入执行元件的流量”或“流出执行元件的流量”都可控制执行元件的速度。 图434所示调速阀的结构，其动作原理说明如下： 压力油Pl进入调速阀后，先经过定差减压阀的阀口x(压力由p1减至p2,然后经过节流阀阀口y流出,出口压力为p3。从图中可以看到,节流阀进出口压力p2、p3经过阀体上的流道被引到定差减压阀阀芯的两端(p3引到阀芯弹簧端,p2 引到阀芯无弹簧端),作用在定差减压阀芯上的力包括液压力、弹簧力。调速阀工作时的静态方程如下: 此时只要将弹簧力固定，则在油温无什么变化时，输出流量即可固定。另外，要使阀能在工作区正常动作，进、出口间压力差要在0.5 1MPa以上。 以上讲

24、的调速阀是压力补偿调速阀，即不管负载如何变化，通过调速阀内部具有一活塞和弹簧来使主节流口的前后压差保持固定，从而控制通过的流量维持不变。 另外还有温度补偿流量调整阀，能在油温变化的情况下，保持通过阀的流量不变。 调速阀工作原理图9、分流集流阀、分流集流阀 分流集流阀能按一定比例同时向两个液压缸或液压马达供油（分流），或按一定比例同时接受两个液压缸或液压马达回油（集流）。分流集流阀的工作结构见下面的原理图，其中a 图为分流阀工况，b 图为集流阀工况。分流集流阀能在左、右两侧负载压力、发生变化时，经过短暂的调整，恢复并保持左、右两侧负载的流量基本相等，所以又称“速度同步控制阀”。9.1分流集流阀结

25、构图 分流集流阀工作原理：a、b 图所示均为的工况状态。a图中，3为阀体，1 与2是左、右两个对称的阀心，dA与dB分别是左、右两个阀心上的固定节流孔直径，此两孔的直径应相等，bA与bB分别是左、右阀心圆孔与阀体上相对应的沉割槽形成的可变节流口。左固定节流孔与可变节流口之间形成左侧油室a，其室腔内压力为p1。右固定节流孔与可变节流口之间形成右侧油室b，其室腔内压力为p2。分流集流阀中装有一个内侧弹簧4和一对外侧弹簧5A、5B，它们的主要作用是确定分流集流阀的初始状态。分流集流阀有三个通油口,A和B是两个工作油口，分别接通两个负载执行元件，压力分别为pA和pB、总油口P(T)。在分流工况将泵源的

26、高压油引进油口P(T)。 在a图所示的分流工况下，ps进入阀后被分成两股分别流向dA与dB两个固定节流孔，经过固定节流孔时分别产生压力降ps-p1和ps-p2，左、右两个阀芯1和2内侧压力都是高压ps，强迫阀心1和2向左、右外侧作相互背离的移动，直至阀芯上的钩子相互钩住，两个阀芯形成一个整体，而且在整个分流工况中，钩子不会松开。SpSp 在pA=pB的稳态工况，阀芯1和2由于外部条件对称而处于对称位置，可变节流阀口bA与bB的开口度相等，通过左、右两侧固定节流孔dA与dB的油液压力降ps-p1和ps-p2相等，根据流量公式，可知通过两工作油路的油液流量相等。现假设工作油路中右侧负载压力pB突然

27、增加，而左侧pA未变，推动整体阀心向左移动，使左侧可变节流口关小，节流效应增强，由于压力的升高，伴随着右路流量下降，左路流量升高，此因素也协同节流效应促使左路压力升高，直至，整体阀心停止于左侧的新的平衡位置上，两侧的可变节流口与的开口度是不相等的，但通过左、右两侧固定节流的油液压力降又恢复相等，最终两路流量又恢复相等状态（新的稳态），这是一种压力负反馈的结果。SpSp在b图所示的集流工况时，由于系统中换向阀的作用，负载流量qVA和qVA是由两侧负载通过A和B油口流入阀内，先后通过可变节流口bA、bB和固定节流口dA、dB，集合于T口流出，其过程原理与分流工况相同。但要在集流工况实现负反馈，可变

28、节流口bA、bB必须是阀心圆孔与阀体沉割槽内侧边相夹而组成，这样，两个阀心不能是相钩的，而必须是内侧顶部相顶抵而构成整体的，实际上，由于集流流动的特点，两个阀心外侧压力p1和p2均大于内侧压力（即) T口排油压力）pT，迫使两个阀心相顶。功用：将液压泵供给的液压能转换为机械能而对负载作功，实功用：将液压泵供给的液压能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动或旋转运动。现直线往复运动或旋转运动。9.1 液压缸的类型及特点分类液压缸的类型及特点分类1、按结构形式：活塞式，柱塞式，组合式、按结构形式：活塞式，柱塞式，组合式 活塞式活塞式 柱塞式柱塞式 组合式组合式10、 液压缸 2、按作用方式：单作用式（液体或气体只控制缸一腔单向运动）； 双作