液壓與氣壓傳動教學課件版（下）

液壓與氣壓傳動

第二十三講主講教師：XXX學時：325-1管路及管接頭

液壓系統(tǒng)用油管來傳遞工質(zhì)，用管接頭把油管或有關(guān)元件互相連接。

油管和管接頭應具有足夠的強度及良好的密封性，一般要求流動液體的壓力損失要小，拆裝便利。一、油管可分為硬管和軟管兩大類

d-油管內(nèi)徑，mQ-通過油管最大流量，m3/sV0-油管內(nèi)允許流速，吸油管；回油管；壓油管路：當壓力p時，2m/s；當p=2.5~16MPa時，3~4m/s；工程機械和行走機械，當p>21MPa時，可取5~6m/s。計算出來的內(nèi)徑應按有關(guān)標準圓整為標準值。對橡膠軟管，無論用于何種管路，流速都不能超過3~5m/s。金屬油管的壁厚δ

δ——金屬油管的壁厚；mmp——油管內(nèi)液體的最大工作壓力；MPa

d——油管內(nèi)徑；mm[s]——許用拉伸應力。MPa按受拉伸薄壁筒公式計算壁厚1.焊接式管接頭

二、管接頭管接頭是油管與油管、油管與液壓件之間的可拆式連接件，它必須具有裝拆方便、連接牢固、密封可靠、外形尺寸小、通流能力大、壓降小、工藝性好等各項條件。2.卡套式管接頭

3.擴口管接頭

4.膠管接頭扣壓式膠管接頭5.快速接頭6.鉸接管接頭

7.法蘭式管接頭

液壓與氣壓傳動

第二十四講主講教師：XXX學時：32§5-2油箱

油箱的基本功能是：儲存工作介質(zhì)；此外還起到散發(fā)系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的熱量；分離油液中混入的空氣；沉淀污染物及雜質(zhì)。油箱的種類按箱內(nèi)液面是否與大氣相接觸來分，可分為開式油箱和加壓油箱。

一、功用和結(jié)構(gòu)

在進行油箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計時應注意以下幾個問題：1．要有足夠的剛度和強度二、設(shè)計時的注意事項

壁板：厚度一般為3~4mm；容量大的油箱可取4~6mm。對于大容量的油箱，為了清洗方便，在油箱側(cè)壁開較大的窗口，并用側(cè)蓋板緊密封閉。底板與底腳：底板應比側(cè)板稍厚一些，底板應有適當斜度以便排凈存油和清洗。油箱的底部應裝設(shè)底腳，底腳高度一般為150~200mm，以利于通風散熱及排出箱內(nèi)油液。頂板：頂板一般取得厚一些，為6~10mm，若泵、閥和電機安裝在油箱頂部時，頂板厚度應選大值。2.油箱要有足夠的有效容積

對于固定式的油箱，當系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)時取其有效容量應為液壓泵每分鐘流量的2~4倍。當系統(tǒng)為中高壓系統(tǒng)時取液壓泵每分鐘流量的5~7倍。油面高度為油箱高度80％時的容積稱為油箱的有效容積。當系統(tǒng)負載較大、長期連續(xù)工作時，需根據(jù)液壓系統(tǒng)發(fā)熱、散熱平衡的原則來計算油箱的有效容積。對于行走機械一般取上述數(shù)值的～倍。隔板：油箱內(nèi)一般設(shè)有隔板，隔板的作用是使回油區(qū)與泵的吸油區(qū)隔開，增大油液循環(huán)的路徑，降低油液的循環(huán)速度，有利于降溫散熱、氣泡析出和雜質(zhì)沉淀。隔板一般沿油箱的縱向布置，其高度一般為最低液面高度的2／3~3／4。3.吸油管和回油管應盡量相距遠些

油管：回油管及吸油管為了防止出現(xiàn)吸空和回油沖擊油面形成泡沫，油泵的吸油管和回油管應布置在油箱最低液面50~100mm以下，管口與箱底距離不應小于2倍管徑，防止吸入沉淀物。管口應切成45°，切口面向箱壁，與箱壁之距離為3倍管徑。清潔蓋用于管路進入油箱的密封。4.防止油液污染空氣濾清器：空氣濾清器是液壓系統(tǒng)必備的液壓附件，其結(jié)構(gòu)由空氣過濾和加油過濾兩部分組成，直接安裝在油箱蓋板上，即可以濾除液壓系統(tǒng)工作時由空氣中帶入油箱內(nèi)的塵埃，又可以濾除加油過程中帶入的顆粒雜物，從而簡化了油箱的結(jié)構(gòu)，有利于油液的凈化。液位液溫計可指示液位及液溫的高低。5.易于散熱和維護保養(yǎng)油箱清洗蓋是對油箱進行清洗時的工作窗口。要保證人手及工具從該窗口伸人至油箱內(nèi)部后，徹底清除有關(guān)污染；放油閥或放油塞6.油箱的油溫控制7.油箱內(nèi)表面的加工1）有足夠的過濾精度。2）具有較好的過濾能力、即能阻擋一定尺寸以上的機械雜質(zhì)；3）過濾材料要有足夠的機械強度，在壓力油作用下不致破壞；4）過濾材料耐腐蝕，在一定溫度下工作有足夠的耐久性；5）容易清洗和便于更換濾芯；6）價格便宜。5-3過濾器

一、過濾器的功用和基本要求

過濾器按過濾精度可分為粗過濾器和精過濾器兩大類；按濾芯的結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)式、線隙式、磁性、燒結(jié)式和紙質(zhì)等；按過濾原理區(qū)分主要有：表面型過濾器、深度型過濾器和吸附型過濾器二、過濾器的型式網(wǎng)式濾油器

這是一種以銅絲網(wǎng)作為過濾材料構(gòu)成的過濾器，一般裝在液壓系統(tǒng)的吸油管路入口處，避免吸入較大的雜質(zhì)，以保護液壓泵。線隙式濾油器

用銅線或鋁線繞在筒形芯架上，利用線間縫隙過濾油液，主要用于壓油管路中。若用于液壓泵吸油口，則只允許通過它的額定流量的2/3～1/2，金屬燒結(jié)式濾油器

燒結(jié)式濾油器的濾芯是用青銅粉壓制后燒結(jié)而成，靠其粉未顆粒間的間隙微孔濾油。液壓與氣壓傳動

第二十五講主講教師：XXX學時：32紙芯濾油器這種濾油器的濾芯一般采用機油微孔濾紙制成。紙芯做成折疊形是為了增加過濾面積，紙芯繞在帶孔的鍍錫鐵皮骨架上，以支撐紙芯免被壓力油壓破。磁性濾油器磁性濾油器靠磁性材料把混在油中的鐵屑、鑄鐵粉之類的雜質(zhì)吸住，過濾效果好。此種濾油器常與其它種類的濾油器配合使用。三、過濾器的選用和安裝a)要裝在泵的吸油口處b)安裝在泵的出口油路上c)安裝在系統(tǒng)的回油路上d)安裝在系統(tǒng)分支油路上e)單獨過濾系統(tǒng)5-4密封裝置

一、對密封裝置的要求1.在工作壓力和一定的溫度范圍內(nèi)，應具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動提高密封性能。2.密封裝置和運動件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。3.抗腐蝕能力強，不易老化，工作壽命長，耐磨性好，磨損后在一定程度上能自動補償。

4.結(jié)構(gòu)簡單，使用、維護方便，價格低廉。二、密封裝置的類型和特點

1.間隙密封均壓槽一般寬～，深為～。圓柱面配合間隙與直徑大小有關(guān)，對于閥芯與閥孔一般取～。優(yōu)點是摩擦力小，缺點是磨損后不能自動補償，主要用于直徑較小的圓柱面之間，如液壓泵內(nèi)的柱塞與缸體之間，滑閥的閥芯與閥孔之間的配合。形密封圈δ1、δ2為O形圈裝配后的預壓縮量，通常用壓縮率W表示，即W=〔(d0-h)/d0〕×100%，對于固定密封、往復運動密封和回轉(zhuǎn)運動密封，應分別達到15%～20%、10%～20%和5%～10%，才能取得滿意的密封效果。3.唇形密封圈特點是能隨著工作壓力的變化自動調(diào)整密封性能，壓力越高則唇邊被壓得越緊，密封性越好；當壓力降低時唇邊壓緊程度也隨之降低，從而減少了摩擦阻力和功率消耗，除此之外，還能自動補償唇邊的磨損，保持密封性能不降低。小Y形密封圈的特點是斷面寬度和高度的比值大，增加了底部支承寬度，可以避免摩擦力造成的密封圈的翻轉(zhuǎn)和扭曲。V形密封圈4.組合式密封裝置5.回轉(zhuǎn)軸的密封裝置5-5蓄能器一、蓄能器的類型與結(jié)構(gòu)通常有重力式，彈簧式和充氣式等1.活塞式蓄能器2.皮囊式蓄能器3.重錘式蓄能器4.彈簧式蓄能器結(jié)構(gòu)二、蓄能器的功用1.作輔助動力源2.保壓和補充泄漏3.吸收系統(tǒng)脈動，緩和液壓沖擊三、蓄能器的安裝1.充氣式蓄能器中應使用惰性氣體（一般為氮氣）2.蓄能器一般應垂直安裝，油口向下。3.必須用支架或支板將蓄能器固定，且便于檢查、維修的位置，并遠離熱源4.用作降低噪聲、吸收脈動和沖擊的蓄能器應盡可能靠近振源。5.蓄能器與管路之間應安裝截止閥，供充氣或檢修時用，與液壓泵之間應安裝單向閥，防止油液倒流保護泵與系統(tǒng)。6.搬運和拆裝時應排出壓縮氣體—注意安全。液壓與氣壓傳動

第二十六講主講教師：XXX學時：325-6熱交換器

為了提高液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，應使系統(tǒng)在允許的溫度下工作并保持熱平衡。液壓系統(tǒng)的油液工作溫度一般希望保持在30～50℃范圍內(nèi)，最高不超過65℃，最低不低于15℃。

油溫過高將使油液變質(zhì)，加速其污染，同時油的粘性和潤滑能力降低，增加油液的泄漏，縮短液壓元件的壽命。油溫過低，則液壓泵啟動時吸油有困難，系統(tǒng)的壓力損失也增大。冷卻器和加熱器，控制液壓系統(tǒng)油液溫度處于正常工作范圍。它們的圖形符號如圖所示。

蛇管式冷卻器多管式冷卻器冷卻器根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，冷卻器分為水冷式、風冷式動畫風冷式冷卻器翅管式風冷卻器結(jié)構(gòu)簡單，缺水或不便用水處皆可冷卻，但冷卻效果較差。

翅片式風冷卻器冷卻器的安裝回油路冷卻獨立式冷卻自動調(diào)節(jié)油溫冷卻加熱器

1）水平安裝于油箱側(cè)面2）加熱部分全部侵入油內(nèi)3）功率不宜過高，以使油液老化，可在不同部位多裝幾個加熱器。5-7傳感器及檢測元件

壓力測量

常用的壓力檢測元件有壓力表和壓力傳感器。壓力表的精度等級壓力表的測量上限分有，1，，，4，6，10，16，25，40MPa等。

測量穩(wěn)壓時，測量的最高壓力不應超過壓力表測量上限的2/3，測量波動壓力時，不得超過壓力表測量上限的1/2，測量的最低壓力都不應低于壓力表上限的1/3，為了保證測量精度，往往需要根據(jù)測量范圍的大小選用幾個壓力表。流量測量

渦輪式流量傳感器本章要求掌握的知識點1.過濾器的工作原理及安裝位置2.油箱的作用3.蓄能器的工作原理及作用第六章液壓基本回路6-1壓力控制回路6-2速度控制回路6-3多缸工作控制回路6-4其它回路返回總目錄一、調(diào)壓回路

單級調(diào)壓回路

遠程調(diào)壓回路6-1壓力控制回路二級調(diào)壓回路三級調(diào)壓回路二、減壓回路液壓與氣壓傳動

第二十七講主講教師：XXX學時：32三、增壓回路

動畫四、卸荷回路五、保壓回路

自保蓄能器報壓六、平衡回路

6-2速度控制回路

一、調(diào)速回路（一）節(jié)流調(diào)速回路1.進口節(jié)流調(diào)速回路2.出口節(jié)流調(diào)速回路3.旁路節(jié)流調(diào)速回路液壓泵的供油壓力為一定值，故節(jié)流閥兩端壓差為1.進油節(jié)流調(diào)速回路最大承載能力無論a為多大，當時，油缸速度為零因此，最大承載能力液壓與氣壓傳動

第二十八講主講教師：XXX學時：32功率和效率液壓泵的輸出功率為液壓缸的輸入功率為回路功率：執(zhí)行元件的輸入功率與液壓泵的輸出功率之比定義為回路效率

2.回油節(jié)流調(diào)速回路

性能基本與進口節(jié)流調(diào)速回路相同3.旁油路節(jié)流調(diào)速回路

通過節(jié)流閥的流量Q1為

進入油缸的流量Q2為活塞移動速度最大承載能力隨節(jié)流閥通流面積a的增加而減小，即旁路節(jié)流調(diào)速回路的低速承載能力很差，調(diào)速范圍也小。所以旁路節(jié)流調(diào)速回路只宜用在負載變化不大、對速度穩(wěn)定性要求不高、高速大負載的場合。旁路節(jié)流調(diào)速回路只有節(jié)流損失而無溢流損失，泵的輸出壓力隨負載而變化，即節(jié)流損失和輸入功率隨負載而變化，所以比前兩種調(diào)速回路效率高。容積調(diào)速回路是用改變泵或馬達的排量來實現(xiàn)調(diào)速的主要優(yōu)點是沒有節(jié)流損失和溢流損失，因而效率高，油液溫升小，適用于高速、大功率調(diào)速系統(tǒng)。缺點是變量泵和變量馬達的結(jié)構(gòu)較復雜，成本較高。根據(jù)油路的循環(huán)方式，容積調(diào)速回路可以分為開式回路和閉式回路，后者采用較多。在開式回路中，液壓泵從油箱吸油，執(zhí)行元件的回油直接回油箱。這種回路結(jié)構(gòu)簡單，油液在油箱中能得到充分冷卻，但油箱體積較大，空氣和臟物易進入回路。在閉式回路中，執(zhí)行元件的回油直接與泵的吸油腔相連，結(jié)構(gòu)緊湊，只需很小的補油箱，空氣和臟物不易進入回路，但油液的冷卻條件差，需附設(shè)輔助泵補油、冷卻和換油等。補油泵的流量一般為主泵流量的10%~15%,壓力通常為0.3~1MPa左右。調(diào)節(jié)對象的不同，容積調(diào)速方法可有三種，（二）容積調(diào)速回路變量泵和定量液壓執(zhí)行元件容積調(diào)速回路

變量泵—缸

變量泵—定量馬達

泵的流量是根據(jù)執(zhí)行元件的運動速度要求來調(diào)節(jié)的，需要多少流量就供給多少流量，沒有多余流量從溢流閥溢走。當不考慮管路損失時，泵的供油壓力等于執(zhí)行元件的工作壓力并由負載決定，隨負載的增減而增減，允許最大工作壓力由安全閥調(diào)定。

1.當不計漏損時，液壓馬達或液壓缸的最高與最低運動速度決定于變量泵的最大與最小流量這種調(diào)速回路具有如下特性：2.在各種速度下，液壓馬達能產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和液壓缸能產(chǎn)生的推力分別為：

當負載轉(zhuǎn)矩或負載一定時，在整個調(diào)速范圍內(nèi)，液壓馬達的輸出轉(zhuǎn)矩或液壓缸產(chǎn)主的推力不變；由于安全閥的調(diào)定壓力一定，故其最大輸出轉(zhuǎn)矩或最大推力亦不變。因此，這種調(diào)速方式稱為恒扭矩或恒推力調(diào)速。

3.忽略系統(tǒng)的損失，液壓馬達或液壓缸的有效功率等于泵的輸出功率。當負載一定時，執(zhí)行元件的功率隨液壓泵輸油量呈線性變化。4.液壓泵和執(zhí)行元件的容積效率隨負載的增加而下降。泄漏增加，因而執(zhí)行元件的速度將隨之下降，故這種回路也有速度隨負載增加而下降的特性，速度低時，負載增加，轉(zhuǎn)速容易變成零。

定量泵和變量液壓馬達組成的調(diào)速回路

這種調(diào)速回路有如下特性：1.液壓馬達的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速，相應于其最小排量與最大排量，即:故液壓馬達的最小排量qmmin不能調(diào)得太小，否則輸出轉(zhuǎn)矩太小，帶不動負載，所以調(diào)速范圍較小。液壓與氣壓傳動

第二十九講主講教師：XXX學時：322.在馬達各種轉(zhuǎn)速下，泵的供油量不變，且其最大工作壓力由安全閥調(diào)定，故泵的最大輸出功率恒定。如不考慮系統(tǒng)效率，則液壓馬達的輸出功率在整個調(diào)速范圍內(nèi)亦恒定，故稱恒功率調(diào)速。

當外負載所要求的工作壓力低于調(diào)定的最大工作壓力時，液壓馬達的輸出功率與輸出轉(zhuǎn)矩亦低于其可能輸出的最大功率與最大轉(zhuǎn)矩。減少排量，轉(zhuǎn)速提高，輸出轉(zhuǎn)矩下降3.不宜采用雙向液壓馬達在運轉(zhuǎn)中實現(xiàn)換向，因為換向時，雙向液壓馬達的偏心量（或傾斜角）必須要經(jīng)歷一個變小→為零→反向增大的過程，也就是馬達的排量變小→為零→變大的過程。輸出轉(zhuǎn)矩就要經(jīng)歷轉(zhuǎn)速變高→輸出轉(zhuǎn)矩太小帶不動負載轉(zhuǎn)矩而使轉(zhuǎn)速為零→反向高轉(zhuǎn)速的過程。調(diào)節(jié)很不方便，甚至會因轉(zhuǎn)速太高（飛車）而造成事故。4.液壓泵和液壓馬達隨負載的增加而容積效率降低，使泄漏增加，故這種回路也存在隨負載增加而速度下降的現(xiàn)象。變量泵和變量馬達組成的調(diào)速回路

一般工作部件都在低速時要求有較大的轉(zhuǎn)矩，因此，這種系統(tǒng)在低速范圍內(nèi)調(diào)速時，先將液壓馬達的排量調(diào)為最大（使馬達能獲得最大輸出轉(zhuǎn)矩），然后改變泵的輸油量，當變量泵排量由小變大，直至達到最大輸油量時，液壓馬達轉(zhuǎn)速亦隨之升高，輸出功率隨之線性增加，若要進一步加大液壓馬達轉(zhuǎn)速，則可將變量馬達的排量由大變小，此時輸出轉(zhuǎn)矩隨之降低，而泵則處于最大功率輸出狀態(tài)不變，故液壓馬達亦處于恒功率輸出狀態(tài)。二、快速運動回路用增速缸的快速運動回路

動畫采用蓄能器的快速運動回路

液壓與氣壓傳動

第三十講主講教師：XXX學時：32三、速度換接回路

1.快速運動慢速運動的換接回路2.兩種工作進給速度的換接回動畫6-3多缸工作控制回路

一、順序動作回路1.行程控制的順序動作回路

動畫2.壓力控制順序動作回路

動畫1.帶補償措施的串聯(lián)液壓缸同步回路二、同步回路2.用同步缸或同步馬達的同步回路同步精度取決于構(gòu)件的剛性。這種回路用于兩缸負載差別不大的情況，否則易產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。剛性梁齒輪、齒條機械聯(lián)結(jié)式

液壓與氣壓傳動

第三十一講主講教師：XXX學時：32一、鎖緊回路6-4其它回路二、節(jié)能回路1.負載串聯(lián)節(jié)能回路2.二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)液壓馬達控制回路

液壓馬達的串、并聯(lián)回路液壓馬達制動回路

習題6-1溢流閥調(diào)整壓力py1=6MPa，py2，泵出口負載為無窮大，在不計管道損失和調(diào)壓偏差的情況下1）電磁鐵斷電時，泵的工作壓力為多少，B、C兩點的壓力分別為多少2）電磁鐵通電時，泵的工作壓力為多少，B、C兩點的壓力分別為多少液壓與氣壓傳動

第三十二講主講教師：XXX學時：326-26-3