液壓理論教程課件

1、培訓(xùn)目錄培訓(xùn)目錄一 液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)1.液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)2.液壓傳動(dòng)的基本原理3.工作介質(zhì)液壓油的特性及各種污染物的危害二 液壓元件的結(jié)構(gòu)與工作原理1.液壓泵的結(jié)構(gòu)與工作原理2.液壓油缸的結(jié)構(gòu)與工作原理3.液壓閥的結(jié)構(gòu)與工作原理三 液壓系統(tǒng)構(gòu)成與功能1.基本液壓系統(tǒng)的構(gòu)成及要素2.壓力控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及案例3.流量控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及案例4.裝載機(jī)的液壓系統(tǒng)特點(diǎn)1液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)一、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)一、液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) 液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)及電氣傳動(dòng)相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：1）液壓傳動(dòng)易獲得很大的力或力矩，并易于控制；2）在輸出同等功率下采用液壓傳達(dá)動(dòng)，體積小和重量輕，因此慣性小，動(dòng)作

2、靈敏，便于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向；3）液壓傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)較寬的調(diào)速范圍，而且較方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；4）液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；5）液壓傳動(dòng)因采用油液作為工作介質(zhì)，它具有防銹性和自潤(rùn)滑能力，故使用壽命長(zhǎng)；6）液壓傳動(dòng)便于布局，操縱力較小；7）液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化及自動(dòng)化。 但液壓傳動(dòng)由于本身的特性，也存在一些缺點(diǎn)：1）液壓傳動(dòng)因油液作為工作介質(zhì)，存在滲漏和管件的彈性變形等原因，不宜用于傳動(dòng)比要求較嚴(yán)格的場(chǎng)合；2）液壓傳動(dòng)易產(chǎn)生滲漏，影響系統(tǒng)效率，而且污染環(huán)境；3）液壓系統(tǒng)混入空氣后，產(chǎn)生爬行和噪聲等；4）油液污染后，機(jī)械雜質(zhì)常會(huì)堵塞小孔、縫隙，影響運(yùn)作的可靠性；5）液壓傳動(dòng)的能量損失大，

3、系統(tǒng)效率較低，而且均轉(zhuǎn)化為熱量，引起熱變形；6）液壓傳動(dòng)發(fā)生故障后不易尋找，分析故障的原因需要較豐富的經(jīng)驗(yàn)；液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)二、液壓傳動(dòng)的基本原理二、液壓傳動(dòng)的基本原理1、液體的壓力 p=F/A (MPa) 1MPa=106Pa=10bar 用普通壓力表測(cè)量的液壓系統(tǒng)壓力為相對(duì)壓力（大于大氣壓力）； 液體的壓力（絕對(duì)壓力）低于大氣壓力為真空度；2、靜壓力的傳遞-帕斯卡定律 處于密閉容器內(nèi)的液體對(duì)施加于它表面的壓力向各個(gè)方向等值傳遞(見右圖的水壓機(jī)工作原理)。3、液體的壓力由外載荷建立液體的壓力由外載荷建立。重物充滿油面積小面積大液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)液壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)4、液流的

4、連續(xù)性 液體的可壓縮性很小，一般可忽略不計(jì)，因此液體在管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)(流體中任一點(diǎn)的壓力、速度和密度都不隨時(shí)間而變地流動(dòng)），則在單位時(shí)間內(nèi)管中每個(gè)橫截面的液體質(zhì)量一定是相等的。 Q=vA(L/min)5、伯努利定律 液壓傳動(dòng)是借助于有壓力的流動(dòng)液體來(lái)傳遞能量的，液體能量的表現(xiàn)形式有三種：壓力能、勢(shì)能和動(dòng)能，它們之間可以互相轉(zhuǎn)化，而且液體在管道內(nèi)任一處的三種能量之和為常數(shù)。 Cghp22工作介質(zhì)工作介質(zhì)液壓油的特性液壓油的特性1、粘度：液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，液體內(nèi)部各流層之間產(chǎn)生內(nèi)剪切摩擦阻力。 所有液體的粘度都隨溫度變化而變化，當(dāng)溫度升高時(shí)，油的粘度降低；粘度指數(shù)越高，表示粘度隨溫度的變化越

5、小。 油的粘度隨著壓力的增加而加大。 當(dāng)油中混有空氣時(shí)，可壓縮性將顯著增加，常使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲，降低系統(tǒng)的傳動(dòng)剛性和工作可靠性。2、液壓油的選用 工作壓力高，宜選用粘度較高的油液，降低液壓系統(tǒng)泄漏； 液壓系統(tǒng)油溫度或環(huán)境溫度高，宜選用粘度較低?的油液； 當(dāng)液壓系統(tǒng)中工作機(jī)構(gòu)的速度（轉(zhuǎn)速）高時(shí)，油流速度高，壓力損失大，系統(tǒng)效率低，還可能導(dǎo)致進(jìn)油不暢，甚至卡住零件，因此宜用粘度較低的油液。液壓油污染的主要危害液壓油污染的主要危害1、系統(tǒng)油液污染所產(chǎn)生的主要危害產(chǎn)生的危害1、孔口堵塞2、元件磨損3、氧化4、形成化合物5、損耗添加劑6、產(chǎn)生微生物危害的結(jié)果生產(chǎn)停機(jī)更換元件頻繁的流體更換增加流體處理成

6、本增加維護(hù)成本加速污染.2、污染的類型和來(lái)源 固體顆粒、水、空氣3、固體顆粒的磨損形式切削磨損(3個(gè)物體) 一種主要的磨損形式侵蝕磨損(2個(gè)物體) 沖擊損害粘著磨損 負(fù)載和粘度引起疲勞磨損(應(yīng)力) 由表面俘獲的顆粒引起氣蝕磨損 產(chǎn)生爆破危害污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源流向流向碎塊碎塊負(fù)載負(fù)載間隙尺寸顆粒間隙尺寸顆粒產(chǎn)生切削磨損產(chǎn)生切削磨損一種主要的磨損形式一種主要的磨損形式 產(chǎn)生的危害產(chǎn)生的危害: : 尺寸改變尺寸改變 效率降低效率降低 產(chǎn)生更多顆粒產(chǎn)生更多顆粒 除去間隙尺寸顆粒是除去間隙尺寸顆粒是最重要的最重要的. .污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源切削磨損切削磨損污染的類型和來(lái)源污染的

7、類型和來(lái)源在高速液流中的污染物沖蝕元件邊緣侵蝕磨損影響侵蝕磨損影響: : 尺寸改變尺寸改變 產(chǎn)生泄漏產(chǎn)生泄漏產(chǎn)生更多顆粒產(chǎn)生更多顆粒 導(dǎo)致導(dǎo)致: : 磨損加劇磨損加劇 系統(tǒng)可靠性降低系統(tǒng)可靠性降低. .污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源侵蝕磨損侵蝕磨損; ; 沖擊危害沖擊危害污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源減少保護(hù)油膜小于到所允許的減少保護(hù)油膜小于到所允許的厚度厚度: :金屬和金屬表面接觸金屬和金屬表面接觸 “ “冷焊冷焊”在一起在一起表面材料形成顆粒脫落表面材料形成顆粒脫落. .磨損產(chǎn)生碎塊磨損產(chǎn)生碎塊污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源粘著磨損粘著磨損; ;負(fù)載和粘度引起負(fù)載和粘度引起污染的類型

8、和來(lái)源污染的類型和來(lái)源顆粒被滯留顆粒被滯留表面產(chǎn)生凹痕表面產(chǎn)生凹痕并形成裂紋并形成裂紋在應(yīng)力作用下在應(yīng)力作用下, , 裂紋擴(kuò)大裂紋擴(kuò)大材料脫落材料脫落污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源疲勞磨損疲勞磨損; ; 有俘獲的顆粒產(chǎn)生有俘獲的顆粒產(chǎn)生污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源氣蝕磨損主要影響: 由于進(jìn)口的絕對(duì)壓力小于油液中的氣體飽和壓力,油液中的氣體逸出,形成氣泡，當(dāng)氣泡進(jìn)入高壓區(qū)時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆裂，在金屬表面產(chǎn)生震動(dòng)沖擊、損害表面。在軸向柱塞泵中，真空可能會(huì)引起柱塞從滑靴中分離，產(chǎn)生災(zāi)難性故障。污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源氣蝕和腐蝕磨損氣蝕和腐蝕磨損污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源 左邊的油液

9、- 1000 ppm (0.10%) 含有游離水. 這個(gè)油不能使用. 右邊的油液 - 300 ppm (0.03%) 含有溶解水,肉眼不可見但確實(shí)存在.這個(gè)油也不能?使用! 新油通常含有大約300ppm (0.03%)的水.污染的類型和來(lái)源污染的類型和來(lái)源含水油液的危害含水油液的危害u含水油液的危害1、腐蝕金屬表面 2、加速切削磨損3、引起軸承疲勞 4、損壞液體添加劑 5、引起粘度變化 6、增加電傳導(dǎo)性液壓泵的結(jié)構(gòu)與工作原理液壓泵的結(jié)構(gòu)與工作原理一、液壓泵的結(jié)構(gòu)與工作原理一、液壓泵的結(jié)構(gòu)與工作原理容積變化容積變化吸油：封閉的容積總是處于不斷增大的狀態(tài)排油：封閉的容積總是處于不斷減小的狀態(tài)液壓泵

10、與液壓馬達(dá)液壓泵與液壓馬達(dá)原理上是可逆的，原理上是可逆的，但結(jié)構(gòu)略有不同。但結(jié)構(gòu)略有不同。齒輪泵的結(jié)構(gòu)與工作原理齒輪泵的結(jié)構(gòu)與工作原理Q=nqP=Qp齒輪泵的結(jié)構(gòu)齒輪泵的結(jié)構(gòu)齒輪泵的困油現(xiàn)象齒輪泵的困油現(xiàn)象1、隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，封閉容積的體積由大變小，然后又由小變大；2、液體不可壓縮或膨脹；3、封閉容積的體積由大變小，油液受擠壓，壓力急劇增高，作用于齒輪、軸承等零件上的附加載荷增大，引起振動(dòng)；4、封閉容積的體積由小變大，出現(xiàn)局部真空，使溶入油液中的空氣分解出來(lái)，產(chǎn)生噪聲，影響了泵的平穩(wěn)性和壽命；解決的方法：解決的方法：采用卸荷槽采用卸荷槽葉片泵的結(jié)構(gòu)與工作原理葉片泵的結(jié)構(gòu)與工作原理柱塞泵的結(jié)構(gòu)與

11、工作原理柱塞泵的結(jié)構(gòu)與工作原理 由活塞3和缸體以及單向閥組成一個(gè)可以示為單活塞泵原理簡(jiǎn)圖。 當(dāng)活塞向缸體外側(cè)（圖中左側(cè)）移動(dòng)時(shí)，工作腔室的容積逐漸增大，中的液體（形成真空，油箱液壓油）在大氣壓的作用下，經(jīng)單向閥進(jìn)入工作腔，使工作腔增大部分充滿液壓油，這就是泵的吸油過程吸油過程。 當(dāng)活塞向內(nèi)（圖中向右）移動(dòng)時(shí)，工作腔容積變小，油液因受到壓縮而使其壓力升高，這時(shí)單向閥因腔內(nèi)的壓力升高而處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)工作腔內(nèi)的壓力升高到系統(tǒng)的壓力時(shí)，單向閥被打開，泵向液壓系統(tǒng)供給壓力油，這就是壓油過程壓油過程。液壓油缸的結(jié)構(gòu)與特性液壓油缸的結(jié)構(gòu)與特性液壓油缸的結(jié)構(gòu)與特性液壓油缸的結(jié)構(gòu)與特性油缸分類：油缸分類： 單

12、作用式油缸單作用式油缸:液壓油只供入液壓缸的一側(cè),驅(qū)動(dòng)活塞或柱塞作單方向運(yùn)動(dòng)。它的反向運(yùn)動(dòng)則依靠活塞或柱塞的自重、外部載荷、彈簧力等外力來(lái)實(shí)現(xiàn)。 雙作用式油缸：雙作用式油缸：液壓油交替供入液壓缸活塞兩側(cè)，驅(qū)動(dòng)活塞在正反兩個(gè)方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。油缸的主要參數(shù)計(jì)算：油缸的主要參數(shù)計(jì)算： 推力：推力：F=pA=4/pD2 速度：速度：v=Q/A=4Q/(D2)油缸管路的不同接法油缸管路的不同接法液壓油缸的結(jié)構(gòu)與特性液壓油缸的結(jié)構(gòu)與特性液壓控制閥液壓控制閥液壓控制閥包括：壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。壓力控制閥有安全閥、溢流閥、減壓閥、順序閥。流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥。方向控制閥有單向閥、

13、換向閥、截止閥。節(jié)流閥主要控制流過管路的流量，通過對(duì)流量的控制還可以對(duì)回路的壓力產(chǎn)生一定影響。注意節(jié)流會(huì)產(chǎn)生損失。節(jié)流閥（阻尼孔）使液壓油通過小孔、縫隙、窄槽等結(jié)構(gòu)元素后流量減小并產(chǎn)生壓力降P（阻尼） 。注意流動(dòng)的液壓油才具有上述性質(zhì)。如果液壓油是靜止?fàn)顟B(tài)，則根據(jù)連通器原理，前后的壓力是相等的。流量控制閥流量控制閥壓力控制閥安全閥限制系統(tǒng)最高壓力，保護(hù)系統(tǒng)元件不被高壓損壞。直動(dòng)式：中低壓系統(tǒng)先導(dǎo)式：高壓系統(tǒng)過載閥：限制封閉管路最高壓力。減壓閥一個(gè)泵同時(shí)供給兩個(gè)以上壓力不同的回路。直動(dòng)式：中低壓系統(tǒng)先導(dǎo)式：高壓系統(tǒng)先導(dǎo)式安全閥先導(dǎo)式安全閥直動(dòng)式減壓閥直動(dòng)式減壓閥方向控制閥方向控制閥主要控制方向，

14、還可以利用閥的開度適度控制回路的流量和壓力。單向閥：只允許液壓油單方向通過。選擇閥：根據(jù)回路中壓力的高低自動(dòng)選擇液壓油通過的方向。截止閥：一個(gè)位置封閉，另一個(gè)位置通過。液壓控制換向（液壓先導(dǎo)控制）電磁閥控制換向二通插裝閥方向控制閥單向閥液控?fù)Q向閥液控?fù)Q向閥先導(dǎo)泵來(lái)油先導(dǎo)泵回油回位彈簧電磁換向閥電磁換向閥電磁閥液壓蓄能器液壓蓄能器膜片充滿氮?dú)庠恚涸恚簹怏w被壓縮后儲(chǔ)存能量。作用：作用：吸收液壓振動(dòng)和沖擊并且可以作為應(yīng)急能源使用?；疽簤合到y(tǒng)的構(gòu)成及要素基本液壓系統(tǒng)的構(gòu)成及要素 液壓泵：將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能。 執(zhí)行元件：將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。例如油缸、油 馬達(dá)等。 控制調(diào)節(jié)裝置：各種閥。大致有等。 輔助裝置：油箱、過濾器、管路、接頭、密封、冷卻器、蓄能器等等。壓力控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及案例壓力控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及案例 壓力控制回路：壓力控制回路：利用控制回路壓力使之完成特定功能的回路。通常有調(diào)壓回路、增壓回路、減壓回路、卸荷回路。 調(diào)壓回路調(diào)壓回路是利用控制液壓系統(tǒng)中油液的工作壓力，使之不超過壓力閥調(diào)定值，從而保證系統(tǒng)在此調(diào)定值范圍內(nèi)正常工作。 減壓回路：減壓回路：當(dāng)泵源供給高壓，而某局部工作系統(tǒng)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要低壓時(shí)。 增壓回路：增壓回路：當(dāng)泵源供給低壓，而某局部工作系統(tǒng)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要高壓時(shí)。 卸荷回路：當(dāng)工作機(jī)構(gòu)停止工作