液压元件及系统

1、2009/01/301Intruduction of Hydraulic Components & Systems液压元件及系统简介2元件与系统的元件与系统的全球制造商全球制造商Worldwide Manufacturer of Componentsand Systems Parker Hannifin Corporation34Hydraulics Group液压集团液压集团Climate + Industrial Control Group环境与工业控制集团环境与工业控制集团Filtration Group过滤器集团过滤器集团Seal Group密封件集团密封件集团Fluid Co

2、nnectors Group流体连接件集团流体连接件集团Aerospace Group航空航天集团航空航天集团Automation Group自动化集团自动化集团Instrumentation Group仪器仪表集团仪器仪表集团Parker Global Product Groups 全球产品集团全球产品集团5液体可看成是不可压缩的，可将封闭的受压液体看成刚体，封液体可看成是不可压缩的，可将封闭的受压液体看成刚体，封闭的受压液柱象固体一样，可对力、运动以及功率进行传递。闭的受压液柱象固体一样，可对力、运动以及功率进行传递。滑动滑动负载负载固体钢杆固体钢杆机械传动滑动滑动负载负载液压传动封闭油液

3、封闭油液缸体缸体活塞活塞何谓液压传动6流体传动与控制（液压与气动）流体传动与控制（液压与气动） Fluid Power 在密闭的回路（或系统）中，以受压流体为工作介质，进行在密闭的回路（或系统）中，以受压流体为工作介质，进行能量转换、传递、控制和分配的技术。简称能量转换、传递、控制和分配的技术。简称 “液压及气动液压及气动”l 液压传动技术液压传动技术 Hydraulics -以液体为工作介质，利用流体静压能实现传动及控制的技术，简称以液体为工作介质，利用流体静压能实现传动及控制的技术，简称 “液压液压”。在液压传动中，能量通过管路系统以压力液流的形式被控。在液压传动中，能量通过管路系统以压力

4、液流的形式被控制和传递到液压执行元件上进行做功。制和传递到液压执行元件上进行做功。l 气动技术气动技术 Pneumatics - 以压缩空气为工作介质的流体传动及控制技术，简称以压缩空气为工作介质的流体传动及控制技术，简称 “气动气动”l 液力传动技术液力传动技术 Hydrodynamics -利用液体压力势能和动能实现流体传动及控制的技术。简称利用液体压力势能和动能实现流体传动及控制的技术。简称 “液力液力” 液压传动 - 几个基本术语几个基本术语71 力学基本定律牛顿第一定律，静力平衡公式：牛顿第一定律，静力平衡公式：如果一个物体所受的所有作用力的合力为零，则该物体如果一个物体所受的所有作

5、用力的合力为零，则该物体将保持其原来的运动状态。换言之，如果一个物体处于将保持其原来的运动状态。换言之，如果一个物体处于平衡状态，则其所受全部作用力的合力为零。平衡状态，则其所受全部作用力的合力为零。液压技术的基础知识 - 力学基本定律力学基本定律0 F0 YF0 ZF0 XF8牛顿第二定律牛顿第二定律 - 动力学公式动力学公式物体运动状态的变化与其所受作用力的合力成正比，而物体运动状态的变化与其所受作用力的合力成正比，而与其所含的质量成反比：与其所含的质量成反比：牛顿第三定律牛顿第三定律 - 作用力与反作用力定律作用力与反作用力定律两相互作用的物体上所受的力的数量相等而方向相反。两相互作用的

6、物体上所受的力的数量相等而方向相反。(应注意该两个力分别作用在两个物体上应注意该两个力分别作用在两个物体上)：dtvdmF 液压技术的基础知识 - 力学基本定律力学基本定律21 FF9液压技术的基础知识 - 压力压力2 压力 - 单位面积上所受的作用力单位面积上所受的作用力压力单位：压力单位： 公制：公制：Pa (帕帕 N/m2), MPa (兆帕兆帕 106 Pa) 或或 bar (巴巴 10-1 MPa)英制：英制：psi (lbs/in2), 1 psi = 0.07 barl 液体自身重量所产生的压力液体自身重量所产生的压力p = h右图中右图中，不管容器的外形如何，只要所不管容器的外

7、形如何，只要所盛液体的高盛液体的高(h)相等，则容器底面积处相等，则容器底面积处的压的压力力相等，即：相等，即：p1 = p2 = p3。若底面积相等若底面积相等 (A1=A2=A3)，则底面处则底面处的的作用力亦相等，即：作用力亦相等，即：F1 = F2 = F3APp 10液压技术的基础知识 - 压力压力外部作用力产生的压力外部作用力产生的压力液体内部任意一点的静压力液体内部任意一点的静压力液体不能抵抗切力，故液体静压力垂直于承压表面，作用方液体不能抵抗切力，故液体静压力垂直于承压表面，作用方向为该表面的内法线方向。向为该表面的内法线方向。液体内任一点所受的静压力在各个方向上均相等。液体内

8、任一点所受的静压力在各个方向上均相等。AFp hAFp 11l 压力对固体壁面的作用力压力对固体壁面的作用力液体和固体壁面接触时，固体壁液体和固体壁面接触时，固体壁面将受到液体静压力的作用面将受到液体静压力的作用当固体壁面为平面时，液体压力当固体壁面为平面时，液体压力在该平面的总作用力为：在该平面的总作用力为： F = pA方向垂直于该平面。方向垂直于该平面。当固体壁面为曲面时，液体压力当固体壁面为曲面时，液体压力在曲面某方向上的总作用力为：在曲面某方向上的总作用力为：F = pAX Ax 为曲面在该方向的投影面积。为曲面在该方向的投影面积。液压技术的基础知识 - 压力压力FpAAXFp12l

9、 大气压力大气压力w 包围地球的大气是有重量的，大气包围地球的大气是有重量的，大气的重量作用在液体表面所形成的压的重量作用在液体表面所形成的压力称为大气压力。力称为大气压力。w 大气压力常用汞柱高度表示大气压力常用汞柱高度表示(mmHg)l 表压表压 (压力压力)w 以大气压为基以大气压为基(零零)点计量的压力值。点计量的压力值。l 绝对压力绝对压力w 以绝对零压力为基点以绝对零压力为基点 (零零) 计量的压计量的压力值。力值。(barA)l 真空度真空度w 低于大气压力的绝对压力与大气压低于大气压力的绝对压力与大气压力的差值。力的差值。液压技术的基础知识 - 压力压力13l 表压、绝对压力及

10、真空度的关系表压、绝对压力及真空度的关系液压技术的基础知识 - 压力压力p1(pa)大气压大气压pa=1barA表压表压(0)绝对压力绝对压力表压表压(正值正值)真空度真空度表压表压(负值负值)绝对压力绝对压力p2( F1 F1与与F2的做功相等的做功相等V = A1S1 = A2S2W1 = F1S1 = pA1S1W2 = F2S2 = pA2S2 W1 = W22211AFAFp 液压技术的基础知识 - 帕斯卡原理帕斯卡原理17液压技术的基础知识 - 帕斯卡原理帕斯卡原理l 帕斯卡原理的应用实例帕斯卡原理的应用实例 液压千斤顶液压千斤顶w 负载负载F1作用在大活塞上，在液体内部作用在大活

11、塞上，在液体内部产生压力：产生压力：w 压力传递到小活塞处，在小活塞上产压力传递到小活塞处，在小活塞上产生作用力，为使小活塞保持平衡，必生作用力，为使小活塞保持平衡，必须在小活塞上应施加的力为：须在小活塞上应施加的力为： w 由此可见力得到了由此可见力得到了“放大放大”(方向也方向也可以改变可以改变)，用较小的力，用较小的力(F2)来提升来提升很重的物体很重的物体(F1)。A2F2A1F1pp11AFp 12122AAFpAF 18 柏努利 (Bernoulli) 方程 定常流动流体的机械能守恒定常流动流体的机械能守恒 ttanconshg2vp2 位位(置水置水)头头(比位能比位能 -单位重

12、量的位置势能单位重量的位置势能)压力压力(水水)头头(比压能比压能 -单位重量的压力势能单位重量的压力势能)速度速度(水水)头头(比动能比动能 -单位重量的动能单位重量的动能)或或液压技术的基础知识 - 柏努利方程柏努利方程液体重量产生的压力液体重量产生的压力压力压力背压背压 - 速度对应的压力值速度对应的压力值ttanconsh2vp2 19液压技术的基础知识 - 动量方程动量方程动量方程是用于计算流动液体作用在限制其流动的固体壁面上的总动量方程是用于计算流动液体作用在限制其流动的固体壁面上的总作用力。作用力。注意注意：流动液体作用在固体壁面上的力与作用在液体上的力大小相等、方向相流动液体作

13、用在固体壁面上的力与作用在液体上的力大小相等、方向相反。反。 作用在液体控制体积上的外力总和等于单位时间内流出控作用在液体控制体积上的外力总和等于单位时间内流出控制表面与流入控制表面的液体的动量之差，即制表面与流入控制表面的液体的动量之差，即：)(12AMvvqFFF )(X1X2AXMXXvvqFFF )(Y1Y2AYMYYvvqFFF )(Z1Z2AZMZZvvqFFF 205 流量流量为单位时间内通过封闭截面的流体体积流量为单位时间内通过封闭截面的流体体积 。液压系统液压系统中所用的流量是指容积流量中所用的流量是指容积流量流量单位：流量单位： 公制：公制：Lpm (L/min)英制：英制

14、：gpm, 1 gpm = 3.78 L/min 在液压系统中流量意味着负载速度的大小。在液压系统中流量意味着负载速度的大小。vAtVQ 液压技术的基础知识 - 流量流量21l 执行机构或负载执行机构或负载(液压缸、液压马达液压缸、液压马达)的的速度速度 - 取决于流量取决于流量如：液压缸的活塞杆速度由活塞后的容积被油液充满的如：液压缸的活塞杆速度由活塞后的容积被油液充满的速度速度 (即即: 流量流量) 决定。决定。l 对单活塞杆液压缸：对单活塞杆液压缸：Vout = 4QD2 pout = 4FD2Vin = 4Q(D2-d2) pin = 4F(D2-d2) l 对液压马达：对液压马达：n

15、 = Qq p = 20Tq(bar) T 扭矩扭矩 / Nmq 排量排量 / cm3液压技术的基础知识 - 流量流量22Parker Denison 叶片产品历史 1982: 推出具有独特技术的推出具有独特技术的 T6 系列产品系列产品l 10 叶片叶片l 最高工作压力最高工作压力240bar (T6C: 275bar)l 柱销式双唇叶片柱销式双唇叶片l 浮动侧板，具磨损补偿功能，内泄小，容积效率高浮动侧板，具磨损补偿功能，内泄小，容积效率高 2000: 升级为升级为 T7 系列系列l 12 叶片叶片l 最高工作压力最高工作压力300bar (T7B: 320bar)l 噪音更低噪音更低l

16、配流盘为双向型配流盘为双向型 (仅限于仅限于T7B / T7D)23Parker Denison 叶片泵简介5个基本的壳体规格：个基本的壳体规格：A-极小流量，不作独立的泵，仅作为多联泵的一极小流量，不作独立的泵，仅作为多联泵的一联联B-流量流量 2 to 15 GPM (5.8 50ml/rev)l 002 003 004 006 008 011 012 013 015C-流量流量 3 to 31 GPM；(10.8 100ml/rev）l 003 005 006 008 010 012 014 017 020 022 025 028 031D-流量流量 14 to 50 GPM；(47.6

17、 158ml/rev)l 014 017 020 024 028 031 035 038 042 045 050E-流量流量 42 to 85 GPM；(132.3 269ml/rev)l 042 045 050 052 062 066 072 08524l 叶片泵基本上由壳叶片泵基本上由壳( (泵泵) )体、泵芯及传动轴组成；体、泵芯及传动轴组成；l 泵芯组件为模块化设计；泵芯组件为模块化设计；l 所有泵唧零件均组合在一个泵芯组件内。所有泵唧零件均组合在一个泵芯组件内。叶片泵 (Vane Pump)Denison 叶片泵叶片泵25Regelventile D31FTM1:2Steuerkol

18、ben 0125037812.dwgHirschmann-SteckerM 1:2DM 2011Hirschmann-SteckerM 1:2DM 2011D31FTM1:2Steuerkolben 0125037812.dwgHirschmann-SteckerM 1:2DM 2011Hirschmann-SteckerM 1:2DM 2011M61cmCLCLWTD1FB/CSAP B T T TA P B T T TA P BT TD1FPD3FB/CD3FPD*FH比例方向控制阀 Proportional Directional Control Valves26电磁电磁(直动式直动式)

19、比例方向控制阀比例方向控制阀详图详图简图简图比例方向控制阀图形符号电磁电磁(直动式直动式)比例方向控制阀比例方向控制阀27Parker 比例方向控制阀成品系列开环操控比例阀开环操控比例阀 Open Loop Controled28Parker 比例方向控制阀成品系列闭环操控比例阀闭环操控比例阀 Closed Loop Controled29A P B T T Tl直动式标准型直动式标准型开环操控比例方向控制阀30l直动式标准型比例方向控制阀工作原理直动式标准型比例方向控制阀工作原理开环操控比例方向控制阀inDDIkF 比例电磁铁推力：比例电磁铁推力：XkFSS复位弹簧力：复位弹簧力：SDFF 电磁铁推力与弹簧力平衡，有：电磁铁推力与弹簧力平衡，有：XkIkSinD即：即：ininSDkIIkkX可得：可得：31TAPB XY简图简图l 电液比例方向控制阀电液比例方向控制阀 (先导式先导