液压传动--典型回路.pptx

第八章第八章 典型液压系统分析典型液压系统分析8-1 液压系统形式液压系统形式一、对液压传动系统的要求一、对液压传动系统的要求工程机械液压系统质量好坏，可按下列指标进工程机械液压系统质量好坏，可按下列指标进行分析比较：行分析比较：1系统构成系统构成在满足机器工作要求和使用条件的前提下，系在满足机器工作要求和使用条件的前提下，系统构成的先进性主要表现在系统简单、紧凑、统构成的先进性主要表现在系统简单、紧凑、自重轻，元件选择合理，三化（标准化、系自重轻，元件选择合理，三化（标准化、系列化、通用化）程度高。便于安装、调试、列化、通用化）程度高。便于安装、调试、使用、维护，工作安全可靠，应急能力强等使用、维护，工作安全可靠，应急能力强等方面。方面。要达到这些要求，仅有良好的元件是不够的，要达到这些要求，仅有良好的元件是不够的，还必须有先进合理的系统设计方案。还必须有先进合理的系统设计方案。2经济性经济性经济性指标包括系统的造价和使用费，系统经济性指标包括系统的造价和使用费，系统传动效率和功率利用等。传动效率和功率利用等。这几项指标不是相互独立的，需做综合分析。这几项指标不是相互独立的，需做综合分析。3技术性能技术性能持术性能包括调速范围，微动性能，启动、持术性能包括调速范围，微动性能，启动、制动及换向动作灵敏性，传动平稳性，限制动及换向动作灵敏性，传动平稳性，限速性能，缓冲、锁紧、补油、限压、卸荷速性能，缓冲、锁紧、补油、限压、卸荷等完善的功能及振动、噪声和外泄大小等。等完善的功能及振动、噪声和外泄大小等。二、液压系统的分类二、液压系统的分类（一）开式系统和闭式系统（一）开式系统和闭式系统按液体的循环方式的不同分有：按液体的循环方式的不同分有：1.开式系统开式系统在开式系统中，液压泵从油箱中吸油，输出在开式系统中，液压泵从油箱中吸油，输出的压力油经换向阀进入执行机构中，执行的压力油经换向阀进入执行机构中，执行机构另一腔的油液经换向阀流回油箱。机构另一腔的油液经换向阀流回油箱。开式系统示意图开式系统示意图开式系统开式系统其特点其特点-结构简单，油液循环大，散结构简单，油液循环大，散热条件好，油液中的杂质可在油箱中沉淀。热条件好，油液中的杂质可在油箱中沉淀。但是，油箱容积大，与空气接触的机会多，但是，油箱容积大，与空气接触的机会多，系统的差平稳性，系统的能量不能反馈，系统的差平稳性，系统的能量不能反馈，制动时，机构所具有的动能将全部消耗在制动时，机构所具有的动能将全部消耗在节流损失上，而转化为热能，使系统油温节流损失上，而转化为热能，使系统油温的升高。的升高。油箱容积小，结构紧凑。空气进入油箱的机油箱容积小，结构紧凑。空气进入油箱的机会少，工作平稳。吸油条件好。会少，工作平稳。吸油条件好。2.闭式系统闭式系统液压马达的回油管与液压泵的进油口直接连液压马达的回油管与液压泵的进油口直接连接，形成一个闭合循环。接，形成一个闭合循环。为了补偿系统的泄漏损失需要一个小型的补为了补偿系统的泄漏损失需要一个小型的补油泵，通过单向阀进行补油。油泵，通过单向阀进行补油。闭式系统示意图闭式系统示意图其主要优点其主要优点-结构紧凑，自重轻；系统中一般都结构紧凑，自重轻；系统中一般都用双向变量泵，直接用液压泵的变量机构调节用双向变量泵，直接用液压泵的变量机构调节速度和方向，避免了换向阀方式造成的节流损速度和方向，避免了换向阀方式造成的节流损失和换向冲击。失和换向冲击。其缺点其缺点-由于没有大体积的油箱，自然冷却条件由于没有大体积的油箱，自然冷却条件差，油液中的污物也不能在油箱中沉淀，一般差，油液中的污物也不能在油箱中沉淀，一般都需加设冷却器，对滤油器的要求也较高；由都需加设冷却器，对滤油器的要求也较高；由于通常使用双向变量泵，故价格高，维修也较于通常使用双向变量泵，故价格高，维修也较麻烦；此外，尚须加设补油泵等，使系统复杂麻烦；此外，尚须加设补油泵等，使系统复杂化。化。（二）串联系统和并联系统（二）串联系统和并联系统从执行机构连接的方式分有从执行机构连接的方式分有1.串联系统串联系统其特点其特点-前一个执行机构的回油路与后一个执行前一个执行机构的回油路与后一个执行机构的进油路相连接，液压泵输出的压力等机构的进油路相连接，液压泵输出的压力等于整个系统中的压力损失与各执行机构的工于整个系统中的压力损失与各执行机构的工作压力之总和。若负载小，各串联的液压缸作压力之总和。若负载小，各串联的液压缸可以同时动作，当负载大时比较难以实同步可以同时动作，当负载大时比较难以实同步动作。动作。串联系统示意图串联系统示意图2.并联系统并联系统各执行机构的进油路经换向阀直接与液压泵的各执行机构的进油路经换向阀直接与液压泵的供油路相通，而执行机构的另一腔的回油又供油路相通，而执行机构的另一腔的回油又经换向阀和系统总的回油路相通，液压泵输经换向阀和系统总的回油路相通，液压泵输出的压力油可以同时供给并联的执行机构工出的压力油可以同时供给并联的执行机构工作。作。并联系统示意图并联系统示意图（三）多泵系统与单泵系统（三）多泵系统与单泵系统1.单泵系统单泵系统系统简单，维修方便。但在系统中有几系统简单，维修方便。但在系统中有几个执行元件时，油泵压力必须满足工作个执行元件时，油泵压力必须满足工作压力最高的执行元件的压力最高的执行元件的要求，流量也必须满足要求，流量也必须满足流量最大的执行元件的流量最大的执行元件的要求，因而不能充分发要求，因而不能充分发挥油泵的作用。挥油泵的作用。双泵系统示意图双泵系统示意图 多泵系统示意图多泵系统示意图 复合动作要求较高的工程机械中，常用双泵或复合动作要求较高的工程机械中，常用双泵或多泵系统，可以提高作业效率和发动机功率多泵系统，可以提高作业效率和发动机功率利用率。利用率。（四）定量泵系统与变量泵系统（四）定量泵系统与变量泵系统1.定量泵系统定量泵系统液压系统中用定量泵供油的，称为定量泵系统。液压系统中用定量泵供油的，称为定量泵系统。2.变量泵系统变量泵系统若用变量泵供油，则称为变量泵系统。若用变量泵供油，则称为变量泵系统。3.定量泵系统的特点定量泵系统的特点（1）定量泵结构简单，制造容易，价格便宜，）定量泵结构简单，制造容易，价格便宜，工作可靠。工作可靠。（2）在定量泵系统中，液压泵的输出流量受）在定量泵系统中，液压泵的输出流量受外载荷变化的影响很小，所以各执行元件的外载荷变化的影响很小，所以各执行元件的运动速度也不大受外载荷变化的影响。运动速度也不大受外载荷变化的影响。如果在液压挖掘机上采用定量泵系统，则工作如果在液压挖掘机上采用定量泵系统，则工作装置的运动轨迹就易于控制，可以挖出较规装置的运动轨迹就易于控制，可以挖出较规则的基础形状。则的基础形状。（3）定量泵系统的）定量泵系统的缺点缺点-在一个工作循环中，当液压泵的工作压力变动在一个工作循环中，当液压泵的工作压力变动幅度比较大时，相应驱动泵的功率变动比较幅度比较大时，相应驱动泵的功率变动比较大，从而发动机不能始终在满负荷下运转，大，从而发动机不能始终在满负荷下运转，即发动机的功率不能在整个工作循环中都得即发动机的功率不能在整个工作循环中都得到充分的利用。到充分的利用。4.变量泵系统所用的液压泵一般是恒功率变量变量泵系统所用的液压泵一般是恒功率变量轴向柱塞泵。轴向柱塞泵。利用压力补偿变量机构可以使泵的输出流量随利用压力补偿变量机构可以使泵的输出流量随系统工作压力的变化而变化，从而保证驱动系统工作压力的变化而变化，从而保证驱动泵的功率为一恒值。泵的功率为一恒值。恒功率变量泵系统的缺点恒功率变量泵系统的缺点-（1）空载时，系统压力最小，这时泵的输出流）空载时，系统压力最小，这时泵的输出流量却最大。从而使空载时的压力损失增加。量却最大。从而使空载时的压力损失增加。（2）变量泵结构复杂，造价高。）变量泵结构复杂，造价高。8-2 典型系统分析典型系统分析液压系统是根据液压设备的工作要求，选用适液压系统是根据液压设备的工作要求，选用适当的基本回路组成的。当的基本回路组成的。一般用液压系统图表示。一般用液压系统图表示。在液压系统图中，各液压元件及它们之间的连在液压系统图中，各液压元件及它们之间的连接与控制方式，均按标准图形符号画出。接与控制方式，均按标准图形符号画出。分析液压系统，主要是读懂液压系统图，分析液压系统，主要是读懂液压系统图，其方其方法与步骤法与步骤：1.了解液压系统的任务、工作循环、应具备的了解液压系统的任务、工作循环、应具备的性能和需要满足的要求；性能和需要满足的要求；2.查阅系统图中所有的液压元件及其连接关查阅系统图中所有的液压元件及其连接关系，分析它们的作用及所组成的回路功能；系，分析它们的作用及所组成的回路功能；3.分析油路，了解系统的工作原理及特点。分析油路，了解系统的工作原理及特点。4.同时应考虑对系统的具体要求：同时应考虑对系统的具体要求：（1）系统的构成）系统的构成 （2）经济性）经济性（3）技术性能）技术性能技术性能包括有技术性能包括有-调速范围，微动性能，启动、调速范围，微动性能，启动、制动及换向动作灵敏性，传动平稳性，限速制动及换向动作灵敏性，传动平稳性，限速性能，缓冲、锁紧、补油、限压、卸荷等完性能，缓冲、锁紧、补油、限压、卸荷等完善的功能及振动、噪声和外泄大小等。善的功能及振动、噪声和外泄大小等。分析以下几个常见的典型液压系统，通过分分析以下几个常见的典型液压系统，通过分析与学习，加深理解液压元件的功能和基析与学习，加深理解液压元件的功能和基本回路的合理组合，熟悉阅读液压系统图本回路的合理组合，熟悉阅读液压系统图的基本方法，为分析和设计液压传动系统的基本方法，为分析和设计液压传动系统奠定必要的基础。奠定必要的基础。一、汽车起重机的液压系统分析一、汽车起重机的液压系统分析1.首先了解该液压系统有哪些工作任务，有首先了解该液压系统有哪些工作任务，有几个执行机构组成的，其工作循环应具备几个执行机构组成的，其工作循环应具备的要求有哪些？的要求有哪些？2.需要用哪些元件，各元件之间的连接关系。需要用哪些元件，各元件之间的连接关系。3.分析油路，各元件的作用是什么。分析油路，各元件的作用是什么。汽车起重机的液压系统汽车起重机的液压系统-汽车起重机的液压系统汽车起重机的液压系统-（参见课本（参见课本P145图图7-1）汽车起重机的支腿液压系统示意图汽车起重机的支腿液压系统示意图-汽车起重机的工作机构液压系统示意图汽车起重机的工作机构液压系统示意图-汽车起重机的工作机构液压系统示意图汽车起重机的工作机构液压系统示意图-二、二、ZLM50型装载机液压系统析型装载机液压系统析-装载机是多用途、高效率和机动灵活的工程装载机是多用途、高效率和机动灵活的工程机械。机械。主要用于装卸成堆的散装物料，如果换上其主要用于装卸成堆的散装物料，如果换上其它相应工具，患可进行推土、松土、起重它相应工具，患可进行推土、松土、起重和抓夹棒料等作业。和抓夹棒料等作业。它是由两个独立的液压系统组成，根据工作它是由两个独立的液压系统组成，根据工作需要向需要工作的机构提供能量。需要向需要工作的机构提供能量。泵泵1输出输出的压力只向工作装置提供，即铲斗的的压力只向工作装置提供，即铲斗的转斗和举升动作。转斗和举升动作。泵泵2输出输出的压力向转向机构提供工作压力。的压力向转向机构提供工作压力。ZLM50型装载机液压系统析型装载机液压系统析-三、三、WY100型履带式液压挖掘机液压系统分析型履带式液压挖掘机液压系统分析（一）主要组成（一）主要组成由液压控制的系统有工作装置由液压控制的系统有工作装置-挖掘斗、回转挖掘斗、回转机构、行走机构三部分。机构、行走机构三部分。其工作装置主要用于挖掘作业。更换工作装其工作装置主要用于挖掘作业。更换工作装置可进行抓斗、装卸等工作。置可进行抓斗、装卸等工作。（二）（二）WY100型履带式液压挖掘机工作过程型履带式液压挖掘机工作过程（三）（三）WY100型履带式单斗液压挖掘机液压型履带式单斗液压挖掘机液压系统分析系统分析-其液压系统分上车和下车两部分。其液压系统分上车和下车两部分。系统由两个液压泵系统由两个液压泵A、B。系统由两个独立的液压系统。系统由两个独立的液压系统组成。组成。液压泵液压泵A输出的压力油通过多路阀输出的压力油通过多路阀（它包括有换向阀（它包括有换向阀1 1、2 2、3 3、4 4、5 5）向所控制的工作装置供压力油。即）向所控制的工作装置供压力油。即回转液压马达、副臂缸动作、铲斗缸的转动和右行回转液压马达、副臂缸动作、铲斗缸的转动和右行走马达的动作。走马达的动作。若该控制回路不工作时，可通过合流阀若该控制回路不工作时，可通过合流阀5时泵时泵A供油与供油与泵泵B的供油合并一起向动臂液压缸或斗杆缸供油，加的供油合并一起向动臂液压缸或斗杆缸供油，加速两者的工作速度。速两者的工作速度。液压泵液压泵B输出的压力油通过多路阀输出的压力油通过多路阀 （它包括有换向（它包括有换向阀阀6 6、7 7、8 8、9 9、1010）向所控制的工作装置供压力油。）向所控制的工作装置供压力油。即动臂缸、斗杆缸、推土缸和左行走液压马达。该即动臂缸、斗杆缸、推土缸和左行走液压马达。该回路也是一个独立的串联回路。回路也是一个独立的串联回路。在工作过程中，动臂缸、斗杆缸和铲斗缸有在工作过程中，动臂缸、斗杆缸和铲斗缸有可能发生可能发生重力超速现象重力超速现象，用，用单向节流阀单向节流阀来来限速。限速。行走马达在下坡时也会出现重力超速现象，行走马达在下坡时也会出现重力超速现象，为防止超速溜坡在回路上设置限速阀为防止超速溜坡在回路上设置限速阀10。只有行走马达超速是限速阀只有行走马达超速是限速阀10才起作用。才起作用。示意图如下示意图如下WY100型履带式液压挖掘机液压系统分析型履带式液压挖掘机液压系统分析-（图一）（图一）WY100型履带式液压挖掘机液压系统分析型履带式液压挖掘机液压系统分析-（图二）（图二）装载机驾驶装载机驾驶-装载装载装载机两头忙侧侧卸卸与与夹夹木木沃尔沃挖掘机机械操纵的正铲挖掘机机械操纵的正铲挖掘机液压操纵的正铲挖掘机液压操纵的正铲挖掘机液压破碎机液压破碎机转斗连杆机构转斗连杆机构挖掘机可换的工作装置挖掘机可换的工作装置四、四、TTTAN422型摊铺机的液压系统分析型摊铺机的液压系统分析（一）摊铺机的施工过程（一）摊铺机的施工过程-1-自卸车；自卸车；2-摊铺机料斗；摊铺机料斗；3-刮板输送器；刮板输送器；4-发动机；发动机；5-转向机；转向机；6-熨平板升降装置；熨平板升降装置；7-调整螺杆；调整螺杆；8-压路机；压路机；9-熨平板；熨平板；10-螺旋摊铺器；螺旋摊铺器；11-推滚。推滚。多机联合梯队作业多机联合梯队作业-一般一般23台前后相距台前后相距510m；摊铺质量好；摊铺质量好；摊铺机全幅摊铺摊铺机全幅摊铺给摊铺机供料给摊铺机供料（二）摊铺机的组成（二）摊铺机的组成沥青混凝土摊铺机主要由一台特制的轮胎式或沥青混凝土摊铺机主要由一台特制的轮胎式或履带式基础车、供料设备、工作装置以及操履带式基础车、供料设备、工作装置以及操纵机构等部分组成。纵机构等部分组成。1.供料设备供料设备由料斗、刮板输送器和闸门组成。由料斗、刮板输送器和闸门组成。2.工作装置工作装置由螺旋摊铺器、夯实板和熨平板组成。由螺旋摊铺器、夯实板和熨平板组成。3.自动找平系统自动找平系统轮胎式沥青混凝土摊铺机轮胎式沥青混凝土摊铺机-1-推滚；推滚；2-前轮；前轮；3-驱动轮（后轮）；驱动轮（后轮）；4-螺旋摊铺器；螺旋摊铺器；5-夯实板；夯实板；6-熨平板；熨平板；7-传动系统；传动系统；8-操纵台；操纵台；9-发动机；发动机；10-料斗闸门；料斗闸门；11-料斗；料斗；12-刮板输送器。刮板输送器。履带式沥青混凝土摊铺机履带式沥青混凝土摊铺机-1-摊滚；摊滚；2-履带行走装置；履带行走装置；3-传动系统；传动系统；4-螺旋摊铺器；螺旋摊铺器；5-夯实板；夯实板；6-熨平板；熨平板；7-操纵台；操纵台；8-发动机；发动机；9-料斗闸门；料斗闸门；10-料斗；料斗；11-刮板输送器。刮板输送器。（三）液压控制的工作装置（三）液压控制的工作装置-1.行驶驱动转向装置行驶驱动转向装置 左右履带装置是各自独立地进行行驶。左右履带装置是各自独立地进行行驶。每侧的行驶驱动装置包括一个变量柱塞泵每侧的行驶驱动装置包括一个变量柱塞泵1、一、一个变量马达个变量马达7。还有行驶速度电位器、速度传。还有行驶速度电位器、速度传感器、电子控制装置等。感器、电子控制装置等。机械在曲线段上行驶时，通过变量泵变化履带机械在曲线段上行驶时，通过变量泵变化履带速度，即一个履带增速，一个履带减速，且速度，即一个履带增速，一个履带减速，且左右速度等值增减，这样可使摊铺机保持恒左右速度等值增减，这样可使摊铺机保持恒定的平均速度。定的平均速度。2.刮板输送带刮板输送带机械铺设的材料系由两个刮板输送带从料斗输机械铺设的材料系由两个刮板输送带从料斗输送至螺旋分配器。送至螺旋分配器。每个刮板输送带有一个独立的液压驱动装置，每个刮板输送带有一个独立的液压驱动装置，包括一个齿轮泵包括一个齿轮泵5、一个液压马达、一个液压马达9、一个电、一个电磁阀磁阀Y07(Y08)，还有搬钮开关、料位传感器，还有搬钮开关、料位传感器等。等。当搬扭开关置于当搬扭开关置于“自动自动”位时，输送带由料位位时，输送带由料位传感器通过电磁阀进行控制。传感器通过电磁阀进行控制。3.螺旋分配器螺旋分配器用于将铺设材料输送至熨平板两侧并沿整个用于将铺设材料输送至熨平板两侧并沿整个铺设宽度均匀分布。铺设宽度均匀分布。两侧螺旋器有各自独立的液压装置驱动。两侧螺旋器有各自独立的液压装置驱动。每侧螺旋器的驱动装置包括一个带有电磁控每侧螺旋器的驱动装置包括一个带有电磁控制阀和压力切断装置的变量柱塞泵制阀和压力切断装置的变量柱塞泵2、一个、一个液压马达液压马达8、两个搬扭开关（分别设置、两个搬扭开关（分别设置“手手动自动动自动”及及“比例最大比例最大”的工作状态）的工作状态）等。等。4.捣固器捣固器捣固器的液压驱动是通过与柴油机飞轮法兰联捣固器的液压驱动是通过与柴油机飞轮法兰联接的变量泵接的变量泵3，将液压油供给不同型号熨平，将液压油供给不同型号熨平板上的各液压马达来实现的。板上的各液压马达来实现的。在变量泵上有压力切断装置（压力调节为在变量泵上有压力切断装置（压力调节为400bar)，该油路系统通过操纵盘上的搬钮，该油路系统通过操纵盘上的搬钮开关（手动切断自动）启动电磁阀进行开关（手动切断自动）启动电磁阀进行操纵。操纵。捣固器的速度可由旋转式电位器从零至最大值捣固器的速度可由旋转式电位器从零至最大值进行无级调节进行无级调节。5.振动器振动器熨平板上的振动器的液压驱动是由与柴油机法熨平板上的振动器的液压驱动是由与柴油机法兰联接的齿轮泵兰联接的齿轮泵4（上）供油。（上）供油。该油路系统是通过搬钮开关启动电磁阀进行操该油路系统是通过搬钮开关启动电磁阀进行操纵，振动器的驱动马达（图中右下角给出通纵，振动器的驱动马达（图中右下角给出通向该液压马达的油路方向）转速可由组装在向该液压马达的油路方向）转速可由组装在熨平板上的流量调节阀从零至最大值间进行熨平板上的流量调节阀从零至最大值间进行无级调节。无级调节。6.液压缸液压缸摊铺机的所有液压缸均由柴油发动机正时齿摊铺机的所有液压缸均由柴油发动机正时齿轮驱动的串联式液压泵轮驱动的串联式液压泵4（下）供油（下）供油。调平油缸调平油缸40、熨平板伸缩油缸、料斗翼板翻、熨平板伸缩油缸、料斗翼板翻转油缸转油缸39以及熨平板升降油缸以及熨平板升降油缸41。电子调平装置电子调平装置-主要用于控制铺层的厚度和铺主要用于控制铺层的厚度和铺层的纵横坡度。层的纵横坡度。使用纵坡控制器时，其传感器的布置位置可使用纵坡控制器时，其传感器的布置位置可采取与螺旋轴中心线形成一直线方法，并采取与螺旋轴中心线形成一直线方法，并可采用拉紧的钢弦线等方法用作基准控制。可采用拉紧的钢弦线等方法用作基准控制。沥青混凝土面层铺筑现场沥青混凝土面层铺筑现场-摊铺机施工摊铺机施工非接触式找平装置非接触式找平装置非接触式找平装置非接触式找平装置#章结章结