常用液压元件的工作原理

常用液压元件工作原理泵送液压所

杨鑫第1页课程主要内容一、液压基础知识1、液压传动工作原理及组成2、液压传动优缺陷3、液压传动历史、现状及发展二、常用液压元件工作原理第2页流体传动：以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制传动方式

液压传动

液力传动

气压传动液压传动：以液体为工作介质，利用液体压力能来传递力和速度。

一、液压基础知识

1、液压传动工作原理及组成

第3页1.1液压传动工作原理例：液压千斤顶

第4页例：液压千斤顶v1A1v2A2Gh2h1F第5页吸油第6页压油第7页重物回落第8页例：液压千斤顶v1A1v2A2Gh2h1F第9页例：液压千斤顶v1A1v2A2Gh2h1F（1）力传递（帕斯卡原理）液压系统工作压力取决于外负载。条件:无泄漏,不考虑油液压缩性和管路弹性,不考虑摩擦力第10页例：液压千斤顶v1A1v2A2Gh2h1F（2）运动传递（容积变化相等、质量守恒）执行元件运动速度取决于输入流量。压力和流量是液压与气压传动中两个最基本参数。条件:无泄漏,不考虑油液压缩性和管路弹性,不考虑摩擦力第11页例：液压千斤顶v1A1v2A2Gh2h1F（3）功率传递（能量守恒）第12页从中得出两个主要概念（1）液压系统中液体压力取决于负载（2）执行元件运动速度取决于输入流量第13页例：液压千斤顶v1A1v2A2Gh2h1F实际情况:（1）有泄漏,造成容积损失（2）考虑摩擦力，有机械损失（3）考虑油液压缩性和管路弹性,不能确保严格传动比第14页（1）动力元件（液压泵）：将机械能（转矩T，转速n）转化为液体压力能（压力p、流量q）（2）执行元件（液压马达、液压缸）：将液体压力能（压力p、流量q）转化为机械能（转矩T，转速n，或直线运动速度v，输出力F）（3）控制元件（液压阀）：控制液体压力、流量和方向，从而实现控制执行元件输出力、运动速度和方向，过载保护和程序控制（4）辅助元件（管道、管接头、油箱和滤油器）（5）工作介质1.2液压系统组成第15页1.2液压系统组成第16页2液压传动优缺陷第17页2.1液压传动长处与机械传动相比，液压传动具有下列长处

（1）在同等功率条件下，体积小、重量轻、构造紧凑、运动惯性小、反应快，能够出大力或力矩。（2）可实现大范围无级调速（调速比可达100-2023），机械传动实现无级调速较困难，中小型直流电机调速比一般为2-4（3）自动实现过载保护（4）容易实现自动控制和遥控（5）容易实现直线运动（6）可自行实现机件润滑（7）便于机器零部件设计布局第18页2.1液压传动长处液压传动与电气传动相比：

（1）体积小、重量轻、运动惯性小、反应快，能够出大力或力矩，是液压传动主要长处。（2）当代电力电子技术使交流调速可实现大范围无级变速。（3）直线电机使实现直线运动更容易。液压传动受到电气传动挑战第19页2.2液压传动缺陷（1）液压油泄漏，污染环境和引发火灾（2）机件之间机械摩擦阻力和粘性摩擦阻力、流体流动阻力和泄漏，造成液压系统总效率减少（3）液压油工作性能受温度影响，很高和很低温条件下工作困难（4）液压油泄漏和可压缩性，得不到严格传动比（5）液压元件制造精度要求高（6）液压介质易受污染，造成机件运动易卡阻第20页3液压传动历史、现状及发展第21页3.1液压技术理论基础帕斯卡原理（1650年）牛顿粘性流体内摩檫定律（1686年）流体力学连续性方程和伯努利能量方程（18世纪）第22页静压传递原理第23页流量连续性原理与伯努利方程抱负实际第24页什么是“牛顿粘性流体内摩檫定律”？

粘性是液体分子内聚力一种宏观体现，分子内聚力使液体有相对运动流层之间存在内摩擦力粘性流体内摩檫定律第25页3.2液压技术发展历程先行者：水压技术：1795年英国人布拉默（J。Bramah）发明了第一台水压机（锈蚀、磨损和密封）

第26页3.2液压技术发展历程早期油压技术（20世纪早期）：矿物油和橡胶密封件使用1905~1923年威廉斯（H。Williams）和詹尼（R。Janny）发明用油作工作介质轴向柱塞式液压传动装置。1923年肖（H。Shaw）研制出用油径向柱塞泵1936年威克斯（H。Vickers）发明了先导式溢流阀20世纪30年代丁晴橡胶耐油密封件第27页3.2液压技术发展历程二战期间（20世纪40年代）和战后迅速发展1、武器工业促使液压伺服技术发展（自动化技术）2、液压技术大量应用（机床、矿山机械等）20世纪60年代末：电液百分比技术（价廉，易维服，具有一定精度）使油压技术达成了一新高度。21世纪环境保护需求和新材料应用造成水压技术卷土重来。

第28页3.3液压技术应用产业机械：锻压机械、冶金机械、矿山机械、起重机械和机床等行走机械：工程机械、建筑机械、农机、汽车等航天和航空：飞机、导弹和航天器舰船：潜艇、水面舰艇和多种船舶海洋开发：海洋开发平台、海底钻探和水下作业工具第29页我国液压技术起步晚，产品质量技术性能差

自主品牌少，品种规格少，产品开发和成套能力差

第30页3.4液压技术发展方向高压、高速、大功率、高效率、低噪声、高可靠性和高集成度（1）提升效率（2）机电液一体化（3）集成、复合、小型轻量化（4）加强安全性和与环境相容性（5）元件及系统工作可靠性（6）标准化、通用化和系列化（7）新系统设计理论和性能分析研究第31页二、常用液压元件工作原理1.单向阀第32页2.1液控单向阀第33页2.2液控单向阀工作回路第34页3.1换向阀（中位）第35页3.2换向阀（左位）第36页3.3换向阀（右位）第37页4.电液换向阀、液控换向阀电液换向阀液动换向阀第38页5.1次序阀第39页5.2次序阀使用油路第40页6.先导式溢流阀第41页第42页6.减压阀第43页第44页7.1正在使用防水阀进油口单向阀出油口测压口溢流阀60A设为25MPa，其他设为23MPa排污口第45页7.2最新防水阀进油口减压阀5MPa减压阀泄油口单向阀出油口测压口溢流阀8MPa排污口第46页8.1压差阀第47页8.2压差阀原理图第48页9.1油缸控制阀（退活塞控制阀）电磁换向阀进油口处单向阀泄油口出油口第49页9.2油缸控制阀原理图限位油缸处来油电磁换向阀60A拖泵退出油缸末端用Φ3