身邊的液壓系統

1、流體傳動作業(yè)報告報告題目：身邊的液壓系統學院名稱：機械工程專業(yè)班級：機自07班小組成員：指導老師：2012年11月30日身邊的液壓系統通過流體傳動與控制這門課程的學習， 讓我們逐漸認識到了液壓 系統的一些基本知識以及在我們生活中的應用。 液壓系統的應用非常 廣泛，它存在于我們生活中的各種機器中， 今天讓我們一起來認識一 下身邊的液壓系統。本文分為四個方面介紹：一為生產加工設備中的液壓系統，二為 交通運輸方面的液壓系統，三為工程機械中的液壓系統，四為生活中 一些常用的液壓系統。將簡要介紹一些主要的設備和液壓系統， 以及 他們的工作原理和一些特點。生產加工設備中的液壓系統生產加工設備有很多，如一些

2、機床等，我們將以數控車床為例來 分析其液壓傳動系統。圖1為數控車床液壓系統原理總圖。該機床液壓系統由五條液壓 支路組成，分別是卡盤夾緊支路、刀架轉位支路、回轉刀架的松夾支路、主軸變速支路和尾座套筒移動支路lu圖1數控車床液壓系統原理圖(1)卡盤夾緊支路甘盤夾緊支路如圖2圖2卡盤夾緊支路工件的夾緊、松開：數控車床因其工件在高速旋轉中進行切削加 工，故對工件的可靠夾緊有其特殊的要求，并要保證在特殊情況下如 機床切削過程中出現故障、突然停電等情況下，工件被可靠夾持。因 此對其工件夾緊液壓裝置在安全可靠性方面需有多重保護裝置。工件的夾持通常通過液壓旋轉油缸提供。軸向推拉力經拉桿連接到動力卡 盤上，并經

3、斜楔機構等將軸向力放大成夾緊工件的徑向夾緊力。詳見示意圖3。圖3工件的夾緊工作過程:數控車床切削工件通過動力卡盤夾緊，在高速液壓旋轉油缸規(guī)格 確定后，其夾緊方式為：1y導電時活塞伸出夾緊工件，夾緊力可通過 進油口的先導式減壓閥調定 ；2y導電時活塞縮回松開工件；當夾緊 力達到調定值時，換向閥斷電，閥芯處于中位，并通過進出油口的液 壓鎖將活塞鎖住，確保工件在合適的夾緊力下被加工， 液壓鎖同時確 保意外故障等情況下油缸兩腔油被困，使工件不松脫，起安全保障作 用。(2)回轉刀架的松夾及正反轉回轉刀架換刀時，首先是刀架松開，然轉到指定的刀位，最后刀盤夾 緊，如圖4o| r圖4回轉刀架刀盤的夾緊與松開，

4、由一個y型機能的三位四通電磁換向閥2控制，換向閥與液控單向閥及調速閥組成自鎖回路，4ya通電時刀盤松開，當3ya通電時刀盤夾緊，自鎖回路可以實現刀盤夾緊后的鎖緊, 消除了加工過程中刀架突然松開引起的事故隱患。刀盤的旋轉有正轉和反轉兩個方向，采用液壓馬達實現刀盤換位是數控車床刀盤換位中常見的方式之一， 三位四通手動換向閥3控制 刀盤的正轉反轉，調速閥11通過換向閥3的左右換位來控制刀盤旋 轉時快速和慢速，以節(jié)省換位時間并確保到位時的減速， 保證換位的 正確性和定位精度。工作過程：當4ya通電時，閥2右位工作，刀盤松開；當5ya通 電、6ya斷電時，刀架正轉；當5ya斷電，6ya通電時，刀架反轉；

5、 當3ya斷電時，閥2左位工作，刀架夾緊。(3)主軸變速支路主軸變速支路由三位四通電磁換向閥 4及兩位三通電磁換向閥5 組成一個差動回路，如圖5。節(jié)流閥開度一定時，當 7ya通電，9ya 斷電時，主軸為正常運動速度；當 7ya 9ya同時通電時，液壓缸兩 腔同時進油，由于兩腔中液壓油作用面積不同，實現差動。調節(jié)節(jié)流 閥的開度，可以實現主軸在高、低速區(qū)不同的轉動。主軸1變速圖5主軸變速支路(4)尾座套筒移動支路尾架套筒的前端用于安裝活動頂針,活動頂針在加工時，用于長軸類零件的輔助支撐，支路如圖6春筒退回套筒神出11圖6尾座套筒伸縮支路尾座套筒的伸出與退回由一個三位四通電磁換向閥6控制。當10 y

6、a通電，11 ya斷電時，系統壓力油經減壓閥 17f閥6 (左位) 一液壓缸無桿腔，套筒伸出，使頂針頂緊于工件上；電磁換向閥6通過電氣控制實現左右位的互鎖，尾架套筒能夠保持所在位置，使頂針 在工件加工時能夠處于穩(wěn)定的位置上，且套筒伸出時的工作預緊力大 小通過減壓閥17來調整，并由壓力表16顯示，伸出速度由調速閥 12控制；當10ya斷電，11ya通電時，套筒退回。交通運輸方面的液壓系統交通工具中我們將以小汽車為例，來分析汽車abs液壓系統。有abs障礙物無abs（一）汽車abs的組成現代汽車abs除原有的傳統的常規(guī)制動裝置外，一般由傳感器（車輪轉速傳感器）、電子控制器（euc、執(zhí)行器（制動壓力

7、調節(jié)器）三大部分組成。如圖1、車輪轉速傳感器（輪速傳感器）對車輪的運動狀態(tài)進行檢測，獲得車輪轉速信號。2、電子控制器（abs電腦）接收輸入信號，輸出控制指令，控制壓力調節(jié)器等工作。3、制動壓力調節(jié)器接受abs電腦的指令，驅動電磁閥動作，調節(jié)制動系壓力。汽車absm成示意1-點火開關；2-制動壓力調節(jié)器；3-abs電控單元；4-abs警示燈;5-后輪速度傳感器；6-停車燈開關；7-制動主缸；8-比例分配閥；9-制動輪缸；10-前輪速度傳感器；11-蓄電池（二）汽車abs的控制過程如圖，當點火開關接通時，系統進入自檢狀態(tài)。若有問題即關閉abs系統。 各電磁閥不通電，保持制動壓力增 大狀態(tài)，汽車恢復

8、常規(guī)制動狀態(tài)工作。若沒問題，abs進入等待工作狀態(tài)，當車速超過 8km/h后，踩下 制動踏板進行制動時，制動燈開關閉合， abs電腦收到電壓信號，汽 車進入制動狀態(tài)。在制動過程中，各車輪未出現趨于抱死時， abs不工作，為常規(guī) 制動。若出現趨于抱死時，abs工作，對各車輪的制動壓力進行調節(jié)。（三）汽車abs液壓系統組成由普通制動系統的液壓裝置和 abs制動壓力調節(jié)器組成。1、普通制動系統的液壓裝置包括制動助力器、 雙腔式制動主缸、 儲液器、制動輪缸和雙液壓管路等。2、abs制動壓力調節(jié)器通常由電動泵、儲能器、電磁閥和儲液器等組成。電動泵為系統提供高壓制動液。 儲能器可暫時儲存由輪缸來制動液。

9、電磁閥完成對abs的控制。（四）汽車abs液壓系統工作過程現代abs裝置工作原理：充分利用輪胎和地面的附著系數，主要 采用控制制動液壓壓力的方法，給各車輪施加最合適的制動力。常用電磁閥式四輪防抱死制動系統。汽車abs液壓系統由普通制動系統和abs制動壓力調節(jié)器組成。所以其工作過程實際是制動壓力調節(jié)器的工作過程。工作原理： 通過串聯在制動主缸與制動輪缸之間的電磁閥直接控制輪缸的制動壓力。如圖8汽車abs液壓系統1-儲液器；2-安全閥；3-電磁閥；4-制動輪缸；5-儲能器;6-壓力報警開關；7-制動主缸；8-電動泵三、工程機械的液壓系統工程機械在生活的使用是非 常多的，如起重機、壓路機、挖掘 機，

10、他們的主要的結構用的都是液 壓系統。下面將以汽車起重機來作 簡單介紹。(1)主機功能結構圖8-11汽車起重機結構示意圖1汽車；2轉臺；3一支腿；4一吊臂變幅液壓缸；5基本臂；6一伸縮臂；7一起升機構汽車起重機是最為通用的一種機 動行走式起重設備，特別是采用液壓技術后，更具有機動靈活、起重量大的特點?，F以q8型汽車起重機為例，說明汽車起重機液壓系 統的工作原理和常見故障的分析。q28 型汽車起重機一種中小型起重機，q28 最大起重量為80kn，最大起重高度11.5m,起重機可連續(xù)回轉。圖 8-11 為 q28 型汽車起重機的結構示意圖。從圖可知，該起重機由其主要結構由汽車、轉臺、支腿、吊臂變幅液

11、壓缸、基本臂、伸縮臂、起升機構等做成。（ 2） q28 型起重機液壓系統及工作原理1 ）支腿收放回路圖 8-12 為液壓系統圖，支腿是在起重機吊重作業(yè)時，下放到地面（平時抬起）支承整車的自重及其產生的力矩，防止車傾覆。穩(wěn)定器液壓缸8 的作用， 是下放后支腿前， 先將原來被車重壓縮的后橋板簧鎖住， 盤腿升起時車輪與地面不再接觸， 起重作業(yè)時支腿升起的高度較小，使整車的重心較低，保持良好的穩(wěn)定性。因此，就要求起重作業(yè)之前先放后支腿， 后放前支腿； 作業(yè)結束前先收前支腿，再收后支腿。前后各有兩條支腿， 每條支腿有一個液壓缸。 兩條前支腿用一個三位四通手動換向閥控制其收放； 兩條后支腿用另一個三位四通

12、手動換向閥控制。換向閥都采用m型中位機能，油路是串聯的。每個液壓缸上都配一個雙向液壓鎖6，以保證其可靠性，防止在起重作業(yè)過程中發(fā)生“軟腿”現象 （液壓缸上腔油路泄漏引起） 或行車過程中液壓支腿自行下落（液壓缸下腔油路泄漏引起） 。2 ）吊臂伸縮回路閥流節(jié)向單;閥 衡 平升起-02. ，缸壓液動制升起-91 ，達馬升起-81 ;達馬轉回-71 ，閥衡平幅變-61 ，缸壓液幅變-51 ，缸壓液臂縮伸-彳；閥衡平臂縮 伸.彳；組閥配分上p ;缸油退支前9,缸油器定穩(wěn).8 ;缸油腿支后.7 ;鎖壓液向雙6 ;組閥縱操腿支.5 ;表力壓.4 ;孔尼阻.3 ，器油濾.2 ，泵壓液-統系壓液機重起車汽型21

13、-8 圖o1腿支前構機幅變 構機縮伸臂41吊臂由基本臂和伸縮臂組成，伸縮臂套在基本臂之中。吊臂的伸縮是由一單級伸縮液壓缸（長5rn） 14控制，為使伸縮臂工作穩(wěn)定可靠，防止吊臂在自重作用下下落，在伸縮回路中裝有平衡閥12。伸縮液壓缸的伸縮由主控閥組10中的手動三位四通控制閥控制。3 ）吊臂變幅回路q 28型汽車起重機變幅機構的調節(jié)是利用用兩個并聯液壓缸15的伸縮，改變臂梁的起落角度來達到的。變幅作業(yè)也要求平穩(wěn)可靠， 因此吊臂變幅回路上也裝有平衡閥16。變幅壓缸15是由主控制閥 組中的手動三位四通控制閥來控制的。4 ）回轉回路回轉機構中采用了 zmd4圓軸向柱塞馬達作為執(zhí)行元件。液壓馬 達通過齒

14、輪、蝸輪減速箱和開式小齒輪（與轉盤上的內齒輪嚙臺）來 驅動轉盤。轉盤回轉速度較低，一般每分鐘為 13轉。驅動轉盤的液 壓馬達轉速也不高。慣性力小，則油路中壓力沖擊也較小，所以回路 內未設置緩沖裝置和馬達制動回路。因此，回轉回路比較簡單，通過 主控閥組10中的三位四通換向閥就可獲得左轉、右轉、停轉三種 不同工況。值得注意的是，在不同角度方位上起重作業(yè)時，應按規(guī)定 的范圍起吊重量。5 ）起升回路起升時，要求平穩(wěn)，尤其是負載下降時平穩(wěn)性要求更高，以防 止負載下降到位時發(fā)生撞擊。為此.回路中設置了平衡閥 。，平衡閥 使得馬達只有在進o路上有壓力的情況下才能旋轉。平衡閥一方面對重物下降時起限速作用，防止

15、“點頭”現象，另一方面能防止油管破 裂和制動失靈時防止重物自由下落造成嚴重事故。因此，平衡閥應盡量靠近油馬達安裝。起升的調速是通過調節(jié)發(fā)動機的油門 （轉速）和控制換向閥來 實現的。起升機構的液壓馬達通過二級齒輪減速機帶動卷筒轉動，減速機高速軸上裝有兩個瓦塊式制動器，具液壓缸通過單向阻尼閥21與主油路相聯，以保證在吊臂伸縮、變幅和回轉時，制動器19的液壓缸（單作用）與回油接通。液壓缸的彈簧力使馬達制動，以便馬達 停轉時，用制動器鎖住液壓馬達，避免“溜車”現象，只有當閥工 作，馬達正反轉的情況下，制動器液壓缸才將制動瓦塊松開。單向節(jié)流閥21的作用是，使制動器上閘快，松閘慢。前者是使 馬達迅速制動，

16、重物速度停止下降；而后者則是避免當負載在半空中 再次起升時，將液壓馬達拖動反轉而產生滑降現象。四、生活中一些常用的液壓系統（一）液壓電梯定義；液壓電梯是通過液壓動力源，把油壓入油缸使柱塞作直線運動,直接或通過鋼絲繩間接地使轎廂運動的電梯。1. 液壓電梯的特點液壓電梯與曳引驅動電梯相比有以下的特點 :1. 在建筑結構方面有突出的優(yōu)勢, 不需要在井道上方設立造價和要求都較高的機房。2. 在技術性能上有很多特點 : 首先是安全性好、 可靠性高、 結構簡單。液壓電梯失速、沖頂、蹲底等故障和困人情況均很少。3. 節(jié)約能耗 . 液壓電梯下行是靠轎廂的重量驅動，而液壓系統僅起阻尼和調控作用，故能節(jié)約能耗.4

17、. 故障率低，維修費少也是其特點。由于上述特點液壓電梯特別適合在低層建筑, 上部不能設機房的場合和大載重量的場合使用 .2. 液壓電梯的基本結構與型式液壓電梯是機、電、電子、液壓一體化的產品，由以下相對獨立但又相互聯系配合的系統組成 .1 . 泵站系統 : 由電機、油泵、油箱及附屬元件組成。2 . 液壓系統 : 由集成閥塊（ 組 ） 、止回閥、限速切斷閥和油缸等組成。集成閥塊（ 組） ：由流量控制閥、單向閥、安全閥、溢流閥等組成。止回閥：為球閥，是油路的總閥，用于停機后鎖定系統。限速切斷閥 : 安裝在油缸上，在油管破裂時，迅速切斷油路，防止柱塞和載荷下落, 故也稱“破裂閥”。油缸 : 是將液壓

18、系統輸出的壓力能轉化為機械能，推動柱塞帶動轎廂運動的執(zhí)行機構3 .導向系統：與曳引電梯的作用一樣，限制轎廂活動的自由度，承受 偏載和安全鉗動作的載荷.對間接頂開的液壓電梯，帶滑輪的柱塞頂 部也應有導軌導向。4 .轎廂：結構和作用與曳引電梯相同，但側面頂升的液壓電梯的轎廂 架結構由于受力情況不同而有所不同.5 .門系統：與曳引電梯相同.液壓電梯按頂升的方式可分為直接頂升和間接頂升 .直接頂升就是柱塞直接與轎廂結構相連，柱塞的運動速度與轎廂運行 速度相同.而柱塞與轎廂的連接可以在轎廂底部中間，也可以在側面。 間接頂開是柱塞通過滑輪和鋼絲繩拖動轎廂 ，這樣可以利用液壓頂升 力大的優(yōu)勢，使其傳動速比為

19、1:2,即柱塞上升1m,轎廂將上升2m.提高 了電梯運行速度，也減小了油缸的長度。提升鋼絲繩應不少于兩根，一端固定在油缸或其他固定結構上，一端繞過柱塞頂部的滑輪，固定 的轎架底部。柱塞頂部的滑輪由導軌導向，也可利用轎廂導軌進行導 向。3.液壓電梯的速度控制從液壓傳動的特征可以知道，只要改變油泵向油缸輸出的油量就可以改變電梯的運行速度。所以液壓電梯的速度控制實際上就是液 壓系統的流量控制。液壓系統的流量控制有三種方法：即容積調整控制，節(jié)流調整控 制和復合控制。容積調速主要是通過調節(jié)泵的輸出流量來達到調速目的，一般使 用變量泵或改變電動機轉速來改變泵的輸出.容積調速具有功率損耗 小，效率高，系統發(fā)

20、熱量少等優(yōu)點。節(jié)流調節(jié)主要通過調節(jié)系統中.閥的開口大小來控制流量.一般 使用定量泵，用調整閥來節(jié)流，用溢流閥作旁通回路，使多余的壓力油 流回油箱，具頻響快但能耗高。復合控制則是上述兩種方法復合使用， 既調節(jié)泵排量又進行節(jié)流調節(jié)。（二）活塞式抽水機1.柱塞式抽水機簡介又叫“吸取式抽水機”。機體下部的進水管插入水中，抽水 機是一個圓筒，筒內裝一個可以上下滑動而且跟筒壁緊密配合的活塞，筒底和活塞上各有一個只能向上開的活門v1和v2。使用時, 若活塞向上移動，活門 v2受到大氣壓的作用而關閉，因此活塞的 下面空氣稀薄，氣壓小于外界的大氣壓。于是，低處的水受到大氣壓的作用推開活門v1進入筒內。當壓下活塞

21、時，筒底活門v1被水的壓迫而關閉，水被阻不能向下流動，于是沖開活門v2向上，水進入筒的上部。再提起活塞時，活塞上面的水將活門v2關閉，水即從側管流出，與此同時，井里的水又在大氣壓的作用下推開活門v1而進入圓管中。這樣，活塞不停地上下移動，水就從管口 連續(xù)不斷的流出。這種抽水機的結構簡單，操作方便，但出水量小，提水的高度最多也只能達到 10.3米，效率較低。2 .活塞式抽水機的工作原理活塞式抽水機也叫汲取式抽水機，是利用活塞的移動來排出 空氣，活塞有個閥門，下部還有個閥門造成內外氣壓差而使水在 氣壓作用下上升抽出，當活塞壓下時，進水閥門關閉而排氣閥門 打開；當活塞提上時，排氣閥門關閉，進水閥門打

22、開，在外界大 氣壓的作用下，水從進水管通過進水閥門從上方的出水口流出.這樣活塞在圓筒中上下往復運動，不斷地把水抽出來.3 .離心式水泵的工作原理水泵在起動前，先往泵殼內灌滿水，排出泵殼內的空氣，使 泵內中心部分壓強小于外界大氣壓強，當起動后，葉輪在電動機 的帶動下高速旋轉，泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉，同時被甩入 出水管中，這時葉輪附近的壓強減小，大氣壓使低處的水推開底 閥，沿進水管泵殼，進來的水又被葉輪甩入出水管，這樣一直循環(huán)下去，就不斷把水抽到了高處.（吸水+壓水=實際揚程）4 .注意事項活塞式抽水機和離心泵，都是利用大氣壓，把水抽上來，因 為大氣壓有一定的限度，因而抽水機抽水的高度也有一定

23、的限度, 不超過10.3米.而離心泵遠超過 10.3米.（三）手動液壓泵1 .手動液壓泵簡介它的功能是把動力機（如電動機和內燃機等）的機械能轉換成液體的壓力能。工作原理：凸輪由電動機帶動旋轉。當凸輪推動柱塞向上運動時，柱塞和缸體形成的密封體積減小，油液從密封體積中擠出，經單向閥排到需要的地方去。當凸輪旋轉至曲線的下降 部位時，彈簧迫使柱塞向下，形成一定真空度，油箱中的油液在大氣壓力的作用下進入密封容積。凸輪使柱塞不斷地開降，密封容積周期性地減小和增大，泵就不斷吸油和排油。2 .應用范圍電力、鐵路、救援、建筑等行業(yè)在野外工地操作，為切刀、液壓鉗、沖孔機等施工機具提供動力,管件，軟管，閥門，壓力容

24、器，汽缸等提供靜態(tài)和爆破測試，航空航天附件維修后的靜態(tài)、 動態(tài)測試(四)液壓千斤頂1.千斤頂簡介液壓千斤頂又稱油壓千斤頂，是一種采用柱塞或液壓缸作為剛性 頂舉件的千斤頂。 簡單起重設備一般只備有起升機構，用以起升重 物。構造簡單、重量輕、便于攜帶，移動方便。常用的簡單起重設備 有液壓千斤頂、滑車和卷揚機等。2.分類(1)通用液壓千斤頂：適用于起重高度不大的各種起重作業(yè)。它由油室1、油泵2、儲油腔3、活塞4、搖把5、油閥6等主要部分組 成。工作時，只要往復扳動搖把，使手動油泵不斷向油缸內壓油,德州海力峰千斤頂實例由于油缸內油壓的不斷增高，就迫使活塞及活塞上面的重物一起 向上運動。打開回油閥，油缸

25、內的高壓油便流回儲油腔，于是重 物與活塞也就一起下落。(2)專用液壓千斤頂：使專用的張拉機具，在制作預應力混凝土構 件時，對預應力鋼筋施加張力。專用液壓千斤頂多為雙作用式。常用的有穿心式和錐錨式兩種。穿心式千斤頂適用于張拉鋼筋束或鋼絲束，它主要由張拉缸、頂 壓缸、頂壓活塞及彈簧等部分組成。它的特點是：沿拉伸機軸心 有一穿心孔道，鋼筋(或鋼絲)穿入后由尾部的工具錨錨固。3 .液壓千斤頂用途yzf/qf/dy蕨歹u電動液壓千斤頂廣泛使用在電力維護，橋梁維 修，重物頂升，靜力壓樁，基礎沉降，橋梁及船舶修造，特別在 公路鐵路建設當中及機械校調、設備拆卸等方面。4 .液壓千斤頂的結構圖羽節(jié)螺母5限位孔14 尹柄3大油4叵曲閥桿小活塞二卜油廠1。單向陽液壓千斤頂結構圖1所示，工作時通過上移6手柄使7小活塞向上運 動從而形成局部真空，油液從郵箱通過單向閥 9被吸入