点检机械原理液压.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,科目：机械原理,/,液压传动,授课日期：,5.7,章节：第三部分,课时：,4,授课方式：讲授,班级：点检员培训班,教学目的：使学员通过学习掌握液压传动的基本原理、液压元件的类型与工作原理、液压系统的识读。,教学重点：,1,、液压传动的基本原理。,2,、液压传动的基本参数。,3,、液压元件。,4,、液压系统,教学难点：液压系统。,复习：,1,、轴按轴线可以分为哪几种？,2,、键按用途可以分为哪几种？,引入新课：从帕斯卡定律引入新课。,第三部分液压传动,第一节 液压传动的基本原理,一、概述,1,、什么叫液压传动？,是以液体作为工作介质，利用液体压力来传递动力和进行控制的,一种传动方式。机械能,液压能,机械能。,2,、液压传动与机械传动电气传动相比：有以优点,（,1,）无级变速。,（）承载能力大。,（）体积小，质量轻，动作灵敏，惯性小。,（）传动平稳，吸振能力强，便于实现频繁换向和过载保护。,（）易于实现自动化。,（）能自行润滑。（）易于系列化标准化通用化。,有以下缺点：,（）液压元件加工和安装都比较困难。,（）泄漏。,（）能损,（）油液的粘度受温度影响。,（）油液中渗入空气，引起振动和爬行，影响传动的平稳。,（）维修保养困难。,二、液压传动原理,三、液压传动系统的组成：,、动力部分,机构能,液压能，液压泵。,、执行部分,液压能,机械能。液压缸。,、控制部分,用来调节油液的压力流量和流动。控制阀。,、辅助部分,油箱油管等。,第二节液压传动系统的流量和压力,一、流量和平均流速,、流量：单位时间内流过管路或液压缸某一截面的油液体积。,、平均流速：,、活塞（或液压缸）的运动速度,二、液流的连续性,理想液体在无分支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等。,三、液压系统中的压力的形成及传递,、压力分级：低压 ，中压：，中高压：，高压 ，超高压,、静压传递原理,（）静止油液中任意一点所受以的各个方向的压力都相等。,（）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各点的压力相等。,3,、液压系统中的压力取决于负载。,第三节液压传动的压力、流量损失和功率计算,一、液压传动的压力损失,、液阻和压力损失,（）什么叫液阻？（）压力损失,、沿程损失与局部损失,（）沿程损失（）局部损失,、压力损失的近似估算,二、液压传动的流量损失,、泄漏和流量损失,（）什么叫流量损失。,（）流量损失的分类：内泄漏和外泄漏。（）流量的损失。,、流量损失的估算：,三、液压传动的功率计算,、液压缸的输出功率能 ，,、液压泵的输出功率,、液压泵的效率和驱动液压泵的电动机功率的计算：,例：已知活塞向右运动的速度 ，外界负载 ，活塞有效工作面积,选用定量液压泵的额定压力为 额定流量为 。试问此泵是否适用，如果泵的总效率为 ，驱动定量液压泵的电动机功率为多少？,第四节 液压元件,4.1,液压泵,一、液压泵的工作原理,1,、完成动作：吸油、压油。,2,、必须具备的条件：,（,1,）应具备密封容积,（,2,）密封容积的大小能交替变化。,（,3,）应有配流装置,（,4,）吸油过程，油箱必须和大气相通。,二、液压泵的类型和图形符号,1,、液压泵的类型：,按结构来分：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵；按其输油方向能否改变来分：单向泵、双向泵。按其输出能量能否调节可分：定量泵、变量泵；按其额定压力的高低可分：低压泵、中压泵、高压泵。,2,、液压泵的图形符号,三、齿轮泵：,1,、齿轮泵的工作原理,2,、齿轮泵的特点及应用,主要优点：,1,）结构简单紧凑，体积小，制造方便，工艺性好，价格低廉。,2,）工作可靠，自吸性能好，无论在高速还是低速下工作，均能完成自吸。,3,）转速范围大。,4,）对油污不敏感。可以输送粘度大的油液,主要缺点：,1,）输油量不均匀，流量脉动大，噪声较大。,2,）齿轮和轴承受力不均匀。,3,）流量不能调节，只能作定量泵。,应用：主要用于小于,2,。,5MPa,的低压系统中,.,四、叶片泵,有单作用叶片泵（流量可以改变）和双作用叶片泵（流量不能改变）。,1,、单作用叶片泵的工作原理,2,、双作用叶片泵的工作原理,3,、叶片泵的优缺点及其应用,主要优点：,1,）输出流量比齿轮泵均匀，运转平稳，噪声小,2,）工作压力较高，容积效率也较高。,3,）单作用叶可以调节流量，双作用叶片泵受力均匀,4,）结构紧凑，轮廓尺寸小而流量较大。,主要缺点：,1,）自吸性能差。,2,）对油污敏感。,3,）结构复杂，零件制造精度要求高，成本高。,应用：中压系统中。,五、柱塞泵,1,、轴向柱塞泵的工作原理,2,、柱塞泵的特点与应用,主要优点：,1,）加工性好，泄漏少。,2,）改变柱塞泵的工作行程可以改变流量。,3,）轴向柱塞泵结构紧凑，外形尺寸小。,主要缺点：,1,）结构复杂，价格较低。,2,）柱塞受侧向力作用，有一定的摩擦损失。,3,）对油污敏感。,应用：一般用于高压大流量及流量需要调节的系统中。,4.2,液压缸,一、概述,1,、液压缸：把液压能转变成机械能。,2,、分类：单作用液压缸和双作用液压缸。,3,、符号：,二、双活塞杆液压缸的特点与应用,1,、如果两活塞杆的有效面积相等，则往复速度相等，推力相等。,2,、固定缸体时，工作台的往复行程可达有效行程的三倍。,3,、摩擦小，内泄大。,应用大中型机床和液压系统中。,三、双作用式单活塞杆液压缸,1,、活塞往复速度不同。作用力不相等。,2,、可差动联接。,4.3,液压控制阀,一、液压阀的分类,液压系统中，用来控制系统的压力，流量和液流方向的元件均称为液压控制阀，简称液压阀。,运用液压阀，通过预期的设计，可以对液压缸、液压马达等执行元件的输出力（或力矩）、速度、方向、变换频率等实施控制,液压阀品种繁多，规格复杂，一般有以下分类：,（一）按工作原理分类,1,）通断式控制元件（即开关或定值控制阀）：这是常用的一类液压阀，又称普通液压阀,。,2,）伺服式控制元件：如压力伺服阀、流量伺服阀等。,3,）比例式控制元件：如比例压力阀、比例流量阀和比例方向阀等,（二）按用途来分：,1,）方向控制阀：单向阀,2,）压力控制阀：溢流阀,3,）流量控制阀：调速阀,（三）按结构形式分类,1,）滑阀类：阀芯为圆柱体。,2,）座阀类（锥阀类）：阀芯为圆锥体或球体，和阀座相配 合。,3,）喷嘴挡板类：利用喷嘴与挡板之间的相对位移来改变液流通路的开口以实现控制的阀类。一般用于电液伺服阀的先导控制,。,除上述分类外，根据使用压力，过去将液压阀分为中低压（额定压力,6.3MPa,），中高压（额定压力为,21MPa,）和高压（额定压力为,31.5MPa,）阀。目前多分为高压和中高压,二、液压阀的结构特点和性能要求,尽管各类液压阀的功能作用不同，但在结构原理上均具有下述共同点：,1),无论哪种阀，在结构上均由阀体、阀芯和操纵机构组成；,2),无论哪一种阀，都是依靠阀的启、闭来限制、改变液体的流动或停止，从而实现对系统的控制和调节作用；,3),无论哪一种阀，只要液体经过阀孔，均会产生压力下降和温度升高等现象；,4),通过阀孔的流量与通流截面积及阀孔前后压力差有关；,5),控制液压阀产生动作的动力源，除手动外，多采用机动、电动、液动、气动或组成联动，如电液联动等,液压控制阀不作生产功，只是用来满足执行元件提出的压力、速度、换向、停止等要求，因而，在性能上的共同要求是：,1,）动作灵敏、工作可靠，冲击振动及噪声要尽量小。,2,）油液经过液压阀后的压力损失要小，效率要高。,3,）密封性能高，内泄漏要尽量小，额定工作压力下应无外泄漏。,4,）结构简单紧凑、体积小，节能性好，通用性高。,5,）制造便利、寿命长、价格低廉。,各种液压阀的工作原理与符号,(,一,),压力控制阀：控制液压系统的压力。简称压力阀,1,、溢流阀,（,1,）溢流阀的作用：一是起溢流和稳压作用。二是起限压保护作用。,（,2,）分类：根据结构和工作原理不同可分为直动型溢流阀和先导型溢流阀。,（,3,）、直动型溢流阀的结构与工作原理及符号,先导型溢流阀,2,、减压阀,（,1,）作用：降低系统中某一支路中的油路的压力，使之低于液压泵的供油压力。,（,2,）分类：直动型与先导型。,先导型减压阀,先导型减压阀,3,、顺序阀,（,1,）顺序阀的作用：控制系统各执行元件先后顺序动作。,（,2,）直动型和先导型。,（,3,）工作原理,顺序阀,的,符号,调压,手柄,测压柱塞,阀芯,测压孔,测压孔,调压,弹簧,调,压,弹,簧,进油口,进油口,出油口,出油口,泄油口,泄油口,泄油孔,直动型顺序阀,先导型顺序阀,（二）方向控制阀,1,、作用：控制液流方向。,2,、分类：单向阀、换向阀,3,、单向阀：,4,、换向阀,（,1,）换向控制方式,人力控制、弹簧控制、单作用电磁铁、直接压力控制，先导控制,（三）流量控制阀,1,、作用：控制流量的大小，或是通过控制流量的大小来调节速度。,2,、分类：节流阀、减速阀、调速阀。,3,、节流阀,（,4,）调速阀,第五节 液压系统的基本回路,什么是液压回路？,由某些液压元件组成，能完成某一特定功能的回路。,可以分为：,压力控制回路,速度控制回路,方向控制回路,一、压力控制回路,限压回路：限制系统的最高压力或最低压力。,变压回路：改变系统中的局部回路的压力。,卸压回路：使回路压力卸为零压。,稳压回路：维持系统的压力稳定。,（一）限压回路,1,、单级限制高压回路（调压回路）,1,）单级限压回路：系统的最高压力直接由,溢流阀,限定,且基本保持恒定,。,2,）单,级,远程调压阀限压回路,主,溢流阀,1,的,压力由远程调压阀,2,所调定,。,2,多级限压回路：,1,）通过换向阀换接不同设定压力的溢流阀。,2,）通过换向阀换接远程调压阀,3,限制低压回路（平衡回路）,通过平衡阀限制液压缸动作的最低压力。,溢流阀,1,限制最高压力，平衡阀,3,限制液压缸,4,下降时有杆腔的最低压力。,（二）变压回路,1,通过凸轮改变溢流阀弹簧的压紧力以改变溢流阀的设定压力,2,增压回路,1,利用增压油缸,1,，只有活塞右移时才对高压系统供油。,活塞左移时，高位油箱的油液通过单身阀,3,补入活塞。,3,减压回路,用,减压阀,使局部系统的压力小于油源压力,.,（三）卸,压,回路,1,换向阀卸压,卸,压回路,2,（四）稳压回路,1,减少流动的突然变化,;,吸收压力波动或隔离压力波动,.,利用液压缸端部缓冲孔迫使,A,腔压力升高使活塞减速实现缓冲。,稳压回路,2,推动主阀芯的控制油是由溢流阀遥控口引出。,主阀换向时，溢流阀卸荷，系统压力降低，且主阀芯移动缓慢，使换向冲击降低,。,稳压回路,3,常用于压力机系统，上腔压力很高。,换向阀换向，油缸不换向；,将上腔压力卸压再换向。,稳压回路,4,吸收压力波动或隔离压力波动,.,稳压回路,5,在,压力波动处，设置溢流阀，当压力超过溢流阀设定值时，溢流阀溢流以消除超调节器压力,。,稳压回路,6,当,一个缸空载运动时,所须系统压力很低,如其它液压缸有载,则很低的系统压力将推不动有载液压缸,.,顺序阀,可以隔离低压系统的作用,使其它缸仍能在正常系统压力下工作,.,压力控制回路分类表,二、调速回路,按调速,作用分：,单程调速：节流阀放在换向阀后面；,双程调速：节流阀放在换向阀前面；,多段调速；在一个行程中速度不同。,按工作原理分：,节流调速：采用节流阀进行调速；,容积调速：采用变量泵或变量马达进行调速。,容积节流调速：,（一）节流调速特点,进油节流调速,:,1,、速度特性：在轻载低速时有较高的速度刚度，但功率损失较大，效率较低；,、最大承载能力：恒推力调速（恒扭矩调速）；,、功率特性：功率损失包括：溢流损失和节流损失。,出油节流调速：其速度特性、最大承载能力、功率特性与进油节流调速相同。但有承受负值负载的能力、运动平稳性高，最低稳定速度较进油节流低，回油腔压力高（轻载时，有可能比进油腔压力还高），增加密封的摩擦和泄漏，油液散热好，起动冲击较大。,旁路节流调速：,速度负载特性、最大承载能力差，但只能流量损失，无压力损失，故其功率损失小，用于功率较大且对速度稳定性要求不高的场合。,、单程节流调速回路,节流阀放在换向阀之后。,、多,段,节流调,速,回路,在,进程中有快速和慢速，在回程中不调速。,（二）容积调速回路、双程容积调速回路,改变泵的输出流量就能达到调速的目的。,溢流阀为安全阀，平时不打开。无节流调速的流量损失和压力损失。,为闭式油路，可减小大容量油，减少因空气渗入。,油箱为补偿系统外泄的补油箱。,有一定的调速范围，总效率较高，最大输出扭矩不随速度而变化。用于行走机械、起重机械以及锻压设备等功率较大的系统。,、单程容积调速回路,利用差动回路使右行速度增加。,、多,段,容积调速,快速时，大小泵同时供油；慢速时，小泵单独供油，大泵卸荷。,（三）容积节流调速,压差式,变量泵与节流阀组成；,电磁阀位于常态：快速运动，流量最大；,电磁阀吸合：工作进给时，速度减小，,P1,增加，变量泵的输出流量减少；,用于组合机床液压系统，可同时满足低速稳定性和提高效率，减少发热。,同步回路：,同步精度与机械装置的刚度、两缸上负载的差别等有关。,节流调速同步,同步精度不高，一般为,510%,。,调整比较麻烦。,分流阀,同步回路,分流阀,能根据两个液压缸负载不同而自动调节节流口的大小，使两液压缸的流量相同以实现同步。使用方便。,同步精度为,25%,。,容积调速同步回路,结构简单，同步精度与元件的制造精度、密封条件有关；,同步精度,23%,。,效率高；,供油压力至少是两缸工作压力之和。,串联液压缸 加补油的同步回路,运行慢的活塞在每一个循环得到一次补油，消除积累误差。,第五节液压设备的维护与润滑,一、油液的污染,固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物和能量污染物等,、固体颗粒：切屑、焊渣、型砂,；,尘埃和机械杂质,；,磨屑、铁锈、,油液氧化和分解产生的沉淀物,。,危害：,加速速磨损、降低性能，缩短寿命，堵塞阀内阻尼孔，卡,住运动件引起失效，划伤表面引起漏油甚至使系统压力大幅下降，或,形成漆状沉积膜使动作不灵活,、水,：,腐蚀金属表面，加速油液氧化变质，与添加剂作用产生胶质引起阀芯粘滞和过滤器堵塞,、空气：降低油液体积弹性模量，使系统响应缓慢和失去刚度，引起所蚀，促使油液氧化变质，降低润滑性,、化学污染物：与水反应形成酸类物质腐蚀金属表面，并将附着于金属表面的污染物洗涤到油液中,、微生物：引起油液变质劣化，降低油液润滑性，加速腐蚀,、能量污染：,粘度降低，泄漏增加，加速油液分解变质，引起火灾,二、油液的过滤：,1,）过滤精度应保证系统油液能达到所需的污染度等级。,2,）油液通过过滤器所引起的压力损失应尽可能小。,3,）过滤器应具有一定纳污容量，防止频繁更换滤芯。,三、油液的泄漏,、泄漏原因：,1,）管接头和油塞在液压系统中使用较多,2,）元件接合面的泄漏,3,）轴向滑动表面的漏油,4,）泵、马达旋转轴处的漏油,5,）温升发热往往会造成,、泄漏的控制,1,）尽量减少油路管接头及尘兰的数量,2,）将液压系统中的液压阀台安装在与执行元件较近的地方，可以大大缩短液压管路的总长度，从而减少管接头的数量。,）阀芯上设有缓冲槽、缓冲锥体结构或在阀内装有延长换向时间的,控制阀，减少振动。,4,）定期检查、定期维护、及时处理是防止泄漏、减少故障,最基本保障。,四、液压系统的维护：,1,）按设计规定和工作要求，合理地调节液压系统的工作压力、工作速度。,当溢流阀、调速阀等调节到所要求的数值后，应将调节螺钉锁牢、紧固、防止松动。,2,）按照设备使用说明书规定用油牌号选用液压油，若无规定者，可根据设备性能要求和有关手册选用。加油时，油液必须过滤，并要求定期化验油质，合理更换。,3,）工作温度一般适宜在,55,之下，最高不能超过,80,，发现突然温升，应立刻检查原因予以排除。,4,）经常检查紧固件、管接头，防止松动。,5,）定期对主要液压元件进行性能测定或实行定期更换维修制度。,6,）当液压系统某部位发生故障时，要及时分原因并处理，不要勉强运转，造成大事故等。,小结：本次课主要讲解了液压传动的基本原理、参数、液压元件的工作原理、符号、分类、液压系统的识读。,思考题：,1,、说说各种阀的作用，工作原理。,2,、比较溢流阀、减压阀的区别。,3,、准确画出各元件的简图。,