液壓系統(tǒng)基本知識(shí)

1、1,液壓系統(tǒng)基本知識(shí),2,1. 液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),自行潤(rùn)滑； 易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速； 液體介質(zhì)壓縮性很小，工作平穩(wěn)； 與電氣結(jié)合，易實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)工作循環(huán)； 相同功率下，重量輕，體積小； 實(shí)現(xiàn)高頻換向，反應(yīng)快，沖擊??； 標(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度高。,3,2. 液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn),液壓元件制造精度高，成本也高； 液壓系統(tǒng)維護(hù)成本高，故障較難修理； 因內(nèi)、外泄漏，不能定比傳動(dòng)，還影響工作效率； 空氣的影響：工作不平穩(wěn)、腐蝕金屬表面、噪音； 管路內(nèi)的壓力損失，造成系統(tǒng)發(fā)熱； 需注意油液的防火。,4,3. 液壓傳動(dòng)的基本工作原理,液壓傳動(dòng)分為容積式液壓傳動(dòng)和動(dòng)能式液壓傳動(dòng)。 我們經(jīng)常用到的液壓系統(tǒng)屬于容積式液壓傳動(dòng)。,聯(lián)

2、通器原理(容積式),h1A1=h2A2 P1=P2=P F1=P1A1 F2=P2A2,5,4. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成,6,4.1. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單示意圖,7,4.2. 動(dòng)力系統(tǒng)(液壓泵站),液壓系統(tǒng)的流量與壓力 動(dòng)力系統(tǒng)的心臟是泵裝置 油箱 溫度控制 系統(tǒng)清潔度控制 壓力設(shè)定和過(guò)載保護(hù) 蓄能器的作用 液壓站系統(tǒng)圖實(shí)例,8,液壓系統(tǒng)的流量與壓力,液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于以下因素： 載荷大小、設(shè)備結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平。 壓力高，結(jié)構(gòu)緊湊，降成本。 冶金行業(yè)一般選用：1621Pa。 確定系統(tǒng)壓力必須考慮壓力損失：管路、控制元件。,液壓系統(tǒng)中泵的流量根據(jù)如下條件確定： 工作系統(tǒng)一周期的平均流量；某時(shí)最大流

3、量。 按平均流量考慮，則需要蓄能器調(diào)節(jié)。 根據(jù)工作性質(zhì)與狀況來(lái)確定按哪種方式。 要考慮泵的容積效率和系統(tǒng)的泄漏量。,9,動(dòng)力系統(tǒng)的心臟是泵裝置,泵的分類(lèi)： 按功能分：定量泵，變量泵。 按結(jié)構(gòu)分：齒輪泵，葉片泵，柱塞泵，螺桿泵。 泵的主要參數(shù)：壓力，排量，轉(zhuǎn)速，效率。 根據(jù)系統(tǒng)的工況選擇液壓泵。 變量泵的常用變量方式： 手動(dòng)變量 恒壓變量 壓力補(bǔ)償變量(恒功率變量) 液控變量,10,泵的結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn),11,油箱,油箱的用途： 儲(chǔ)油；散熱；分離油液中氣體；沉淀污物。 油箱的種類(lèi)： 開(kāi)式油箱：油箱液面與大氣相通。廣泛應(yīng)用。 閉式油箱：油箱液面不直接與大氣相通，與一定壓力的惰性氣體相通。 油箱的形狀

4、：矩形(開(kāi)式油箱)；圓筒形(閉式油箱)。 油箱的容量：冶金行業(yè)一般為泵流量的710倍。 油液溫度：一般3050；最高65，最低25。,油箱附件：液位計(jì)及液位控制器；油過(guò)濾器；空氣濾清器；加熱器；溫度計(jì)及溫度傳感器；放油閥；人孔。,12,溫度控制,系統(tǒng)的加熱： 通過(guò)設(shè)置在油箱內(nèi)的加熱器進(jìn)行。 系統(tǒng)的冷卻： 需要強(qiáng)制冷卻時(shí)，通過(guò)設(shè)置在油路上的水(風(fēng))冷卻器進(jìn)行。 對(duì)于較簡(jiǎn)單的定量泵系統(tǒng)，冷卻器設(shè)置在主回油管路上。 對(duì)于復(fù)雜或變量系統(tǒng)，則設(shè)置在專(zhuān)門(mén)的循環(huán)管路上。 通過(guò)油箱的溫度控制器控制加熱器和冷卻器。 油液的工作溫度控制在3050之間為宜。,13,系統(tǒng)清潔度控制,油的污染： 原始污染；侵入污染；內(nèi)

5、部生成污染。 過(guò)濾器的設(shè)置： 泵吸油口；回油口；循環(huán)管路；壓力管路。 過(guò)濾器精度選擇：(系統(tǒng)壓力越高，精度越高) 泵吸油口過(guò)濾器：0.1mm； 普通系統(tǒng)：1525(10MPa)； 1020(20MPa)； 比例系統(tǒng)：1015(10MPa)； 510(20MPa)； 伺服系統(tǒng)： 5(20MPa)；1(35MPa)； 冶金行業(yè)液壓系統(tǒng)清潔度等級(jí)： 普通系統(tǒng)： 不得低于 19/16(NAS11) 比例系統(tǒng)： 不得低于 18/15(NAS9) 伺服系統(tǒng)： 不得低于 16/13(NAS7),14,壓力設(shè)定與過(guò)載保護(hù),管路中壓力的產(chǎn)生： 壓力產(chǎn)生于阻力。阻力來(lái)自于負(fù)載和節(jié)流。 壓力的設(shè)定： 壓力由負(fù)載決定

6、，但必須限定在安全值以?xún)?nèi)，以保證系統(tǒng)安全。 限壓方式：溢流閥；減壓閥；其他限壓裝置。 溢流閥的作用： 安全作用(過(guò)載保護(hù))。工作中閥常閉，防止系統(tǒng)超負(fù)荷。 溢流：工作中閥常開(kāi)，通過(guò)排出多余的油來(lái)穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。 減壓閥的作用： 當(dāng)某工作機(jī)構(gòu)需較低壓力時(shí)，減壓閥使閥出口壓力降低并穩(wěn)定。 其他限壓裝置：如恒壓變量泵的調(diào)節(jié)裝置，可穩(wěn)定泵的出口壓力。 系統(tǒng)的過(guò)載保護(hù)：在泵出口、某些工作機(jī)構(gòu)管路處安裝溢流閥保護(hù)泵和系統(tǒng)的安全。,15,蓄能器的作用,液壓系統(tǒng)中蓄能器有以下作用： 儲(chǔ)存能量：作用類(lèi)似于機(jī)械設(shè)備中的飛輪。 補(bǔ)充系統(tǒng)泄漏，穩(wěn)定系統(tǒng)的工作壓力。 吸收泵的脈動(dòng)和回路上的液壓沖擊。 液壓彈簧。 蓄能器的

7、種類(lèi)： 重錘式；彈簧式；活塞式；皮囊式等。 目前最常用的是皮囊式蓄能器。,16,液壓站系統(tǒng)圖實(shí)例,17,4.3. 分配系統(tǒng)(液壓閥架),分配系統(tǒng)的功能 經(jīng)常使用的控制閥 幾種典型的控制回路 實(shí)用回路舉例,18,分配系統(tǒng)的功能,分配系統(tǒng)通過(guò)控制油路的液流壓力、方向、流量的大小和時(shí)間順序來(lái)控制液壓工作機(jī)構(gòu)動(dòng)作的能力、方向、速度、動(dòng)作順序。 分配系統(tǒng)是由一定數(shù)量的油路塊組合而成的。每個(gè)油路塊對(duì)應(yīng)一個(gè)(組)液壓執(zhí)行器(如液壓缸)。 每個(gè)油路塊由數(shù)量不等的液壓控制閥組合而成?？刂崎y分為壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥幾大類(lèi)。常用的控制閥有換向閥、流量調(diào)節(jié)閥、壓力控制閥、單向閥、平衡閥、比例閥、伺服閥等

8、。,19,經(jīng)常使用的控制閥,換向閥：通過(guò)改變閥芯的位置來(lái)改變管路中流體的方向。 換向閥種類(lèi)：常用的有兩位四通、三位四通等。,兩位四通,三位四通,換向閥控制方式：人工、液控、機(jī)械、電磁、復(fù)合控制。,兩位三通,人工手柄,人工按鈕,直接液控,先導(dǎo)液控,機(jī)械彈簧,機(jī)械滾輪,電磁控制,電液控制,三位閥中位機(jī)能舉例,帶機(jī)械定位,20,經(jīng)常使用的控制閥,節(jié)流閥：通過(guò)調(diào)節(jié)閥芯的開(kāi)口度調(diào)節(jié)管路中液體流量，達(dá)到控制工作機(jī)構(gòu)速度的目的。 節(jié)流閥種類(lèi)：節(jié)流閥、單向節(jié)流閥等。 通過(guò)節(jié)流閥的流量QA(通流面積) (P)1/2(壓差)。 節(jié)流閥特點(diǎn)：裝置簡(jiǎn)單，調(diào)速范圍大；節(jié)流損失大，易發(fā)熱，流量隨負(fù)載變化，速度不固定。,節(jié)

9、流閥,單向節(jié)流閥,調(diào)速閥原理,調(diào)速閥：增加壓力補(bǔ)償，流量不受負(fù)載變化的影響。 調(diào)速閥種類(lèi)：壓力補(bǔ)償式；壓力溫度補(bǔ)償式。 調(diào)速閥只能單向調(diào)速，若雙向調(diào)速，需配以橋式整流板。,調(diào)速閥,壓力補(bǔ)償式,壓力溫度補(bǔ)償式,21,經(jīng)常使用的控制閥,分流集流閥：又稱(chēng)同步閥，可按固定比例自動(dòng)分配或集中兩股油流，使執(zhí)行元件同步運(yùn)行，不論負(fù)載變化與否，基本上能達(dá)到同步運(yùn)行。 分流集流閥種類(lèi)：分流閥、集流閥、分流集流閥、可調(diào)式分流集流閥、自調(diào)式分流集流閥。 同步馬達(dá)是一種精度較高的分流集流閥，可控制28個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的同步。分流比例不可調(diào)。,分流閥,集流閥,分流集流閥,同步馬達(dá),22,經(jīng)常使用的控制閥,壓力控制閥：溢流閥、

10、減壓閥、順序閥、平衡閥等。 溢流閥：壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，閥立即打開(kāi)，液流接通油箱，維持閥前壓力為設(shè)定值。,溢流閥,泄荷溢流閥,23,經(jīng)常使用的控制閥,減壓閥：使閥門(mén)出口壓力(二次壓力)低于進(jìn)口壓力(一次壓力)，并保持出口壓力恒定的調(diào)節(jié)閥。 順序閥：壓力超過(guò)設(shè)定值的時(shí)候，閥打開(kāi)，油路接通，執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作。 平衡閥：用于平衡負(fù)載自重，防止管路損壞或制動(dòng)失靈時(shí)重物自由降落；保持運(yùn)行穩(wěn)定。,減壓閥,順序閥,平衡閥,FD平衡閥,24,經(jīng)常使用的控制閥,單向閥：使管路中的油流從一個(gè)方向通過(guò)，而不能反向通過(guò)的閥。 液控單向閥：當(dāng)需要管路反向通油時(shí)，可用控制油壓開(kāi)啟單向閥，使油流在兩個(gè)方向上自由流動(dòng)。 單向閥反

11、向密封性能很好，泄漏極小。 液壓鎖：兩個(gè)液控單向閥組合在一起，裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的進(jìn)、出管路上，防止機(jī)構(gòu)爬行。,單向閥,液控單向閥,液壓鎖,25,經(jīng)常使用的控制閥,比例閥：主要分為比例壓力控制閥、比例流量控制閥和比例方向流量控制閥。 比例壓力控制閥：通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電流的大小調(diào)節(jié)壓力閥開(kāi)口度，使流量與輸入電流成正比，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)輸出力或轉(zhuǎn)矩的比例控制。,比例溢流閥,比例減壓閥,26,經(jīng)常使用的控制閥,比例流量控制閥：通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電流的大小調(diào)節(jié)閥開(kāi)口度，使流量與輸入電流成正比。,比例節(jié)流閥,比例調(diào)速閥,單向比例調(diào)速閥,帶橋式整流板的比例調(diào)速閥組,27,經(jīng)常使用的控制閥,比例方向控制閥：既要控制液流的方向，還

12、要通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電流的大小調(diào)節(jié)閥開(kāi)口度，使流量與輸入電流大小成正比。 當(dāng)用于負(fù)載變化較大的場(chǎng)合時(shí)，需配以專(zhuān)用的壓力補(bǔ)償器。,兩位四通電液比例換向閥,三位四通電液比例換向閥,28,經(jīng)常使用的控制閥,伺服閥：分為電液伺服閥、氣液伺服閥、機(jī)液伺服閥三大類(lèi)。電液伺服閥為最常見(jiàn)。 電液伺服閥：有電氣-機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置、液壓放大器、反饋裝置三大部分組成。 伺服系統(tǒng)：利用傳感器對(duì)被控制量進(jìn)行檢測(cè)和反饋，從而實(shí)現(xiàn)位置、速度、力等各種物理量的自動(dòng)控制的液壓控制系統(tǒng)?？刂圃樗欧y。 系統(tǒng)特點(diǎn)：除具有液壓傳動(dòng)特點(diǎn)外，還具有： 響應(yīng)速度高； 控制精度高； 穩(wěn)定性容易保證。,29,經(jīng)常使用的控制閥,插裝閥：一種用小流量控

13、制油控制大流量的開(kāi)關(guān)式閥。主控元件為錐閥，插入油路塊，故稱(chēng)插裝閥。多個(gè)錐閥單元可實(shí)現(xiàn)普通液壓閥的各種功能。 插裝閥特點(diǎn)：流動(dòng)阻力?。煌髂芰Υ?；動(dòng)作速度快；密封性好；制造簡(jiǎn)單；工作可靠。,錐閥單元,30,幾種典型的控制回路,調(diào)壓回路：溢流閥調(diào)壓；泵調(diào)壓。,溢流閥調(diào)壓,溢流閥多級(jí)調(diào)壓,泵調(diào)壓,溢流閥遠(yuǎn)程調(diào)壓,31,幾種典型的控制回路,減壓回路：使用減壓閥是系統(tǒng)中部分油路得到比供油壓力低的穩(wěn)定壓力(二次壓力)。伺服控制系統(tǒng)中一般采用減壓閥來(lái)穩(wěn)定壓力。,32,幾種典型的控制回路,平衡回路：在下降機(jī)構(gòu)中，為防止下降工況超速下降，并使之在任何位置上鎖緊。,單向順序閥平衡回路,單向節(jié)流閥平衡回路,平衡閥平

14、衡回路,33,幾種典型的控制回路,制動(dòng)回路：液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)部件，為克服慣性使之迅速停下，需要采用制動(dòng)回路。利用溢流閥等元件在液壓馬達(dá)的回油路上產(chǎn)生背壓，使液壓馬達(dá)受阻力矩而被制動(dòng)。同時(shí)防止管路超壓。,34,幾種典型的控制回路,節(jié)流調(diào)速回路：在油路中采用節(jié)流閥或調(diào)速閥、比例調(diào)速閥。分為進(jìn)口、出口、旁路節(jié)流調(diào)速。 節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)裝置簡(jiǎn)單，調(diào)速范圍大。但節(jié)流損失大，效率低，油液易發(fā)熱。 出口節(jié)流回路上有節(jié)流背壓，工作平穩(wěn)，常用。 進(jìn)口、旁路節(jié)流回路背壓為零，穩(wěn)定性差，一般不用。,進(jìn)口節(jié)流調(diào)速,出口節(jié)流調(diào)速,旁路節(jié)流調(diào)速,35,幾種典型的控制回路,增速回路：在不增加液壓泵流量的前提下，使執(zhí)行元件的速

15、度增加。 最常見(jiàn)的是差動(dòng)回路。,差動(dòng)回路,36,幾種典型的控制回路,同步回路：使兩個(gè)或多個(gè)液壓執(zhí)行元件以相同的位移、速度(或固定的速度比)同步運(yùn)行。 同步方式有機(jī)械同步、液壓同步。常用液壓同步回路主要有：,串聯(lián)同步回路,調(diào)速閥同步回路,37,幾種典型的控制回路,比例調(diào)速閥同步回路,分流集流閥同步回路,38,幾種典型的控制回路,同步馬達(dá)同步回路,分流集流閥三缸同步回路,39,幾種典型的控制回路,方向控制回路：在油路中采用換向閥控制油液的流動(dòng)方向，從而控制液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向或旋向。,三位四通換向,二位四通換向,40,幾種典型的控制回路,插裝閥回路：在油路中采用插裝閥組組成各種回路，實(shí)現(xiàn)普通液壓閥的各種功能。只需用小規(guī)格電磁閥，就可實(shí)現(xiàn)大流量控制。,插裝閥回路實(shí)例,41,實(shí)用回路舉例,常用普通回路,鎖緊缸回路,42,實(shí)用回路舉例,單向負(fù)載回路,交變向負(fù)載回路,43,實(shí)用回路舉例,單向負(fù)載同步回路,44,實(shí)用回路舉例,比例閥控制變速回路 (集卷機(jī)雙臂芯棒),差動(dòng)、變速?gòu)?fù)合回路 (壓緊機(jī)壓頭),45,4.4. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的基本資料,每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能要求； 每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及負(fù)載變化情況； 較復(fù)雜設(shè)備的工作循環(huán)周期及動(dòng)作順序。,4