簡(jiǎn)易液壓基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn).ppt

液壓基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn),具體內(nèi)容,一.液壓傳動(dòng)工作原理及組成二.常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介三.液壓缸的類型和工作原理四.液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用五.油路塊的設(shè)計(jì),一.液壓傳動(dòng)的工作原理及組成二.常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介三.液壓缸的類型和工作原理四.液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用五.油路塊的設(shè)計(jì),流體靜力學(xué)流體靜力學(xué)是研究靜止液體的力學(xué)規(guī)律及這些規(guī)律的應(yīng)用。一、靜壓力及其特性、靜壓力靜止液體在單位面積上所受的法向力。簡(jiǎn)稱“壓力”，在物理學(xué)中稱為“壓強(qiáng)”。p=F/A計(jì)量單位1Pa=1N/m21MPa=1N/mm2=106Pa、兩個(gè)重要特性：液體靜壓力垂直于承壓面，其方向與該面的內(nèi)法線方向一致。因?yàn)橐后w質(zhì)點(diǎn)間的內(nèi)聚力很小，不能受拉只能受壓。靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)所受的壓力在各個(gè)方向上都相等。假如某點(diǎn)受到的壓力在某個(gè)方向上不相等，這時(shí)液體就會(huì)流動(dòng)，這就破壞了液體靜止的條件。,第一節(jié)液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成,二、靜壓力基本方程、靜壓力基本方程靜壓力基本方程為：靜壓力分布特征：靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)的壓力由兩部分組成。液面上的壓力該點(diǎn)以上液體重力形成的壓力壓力隨液體深度呈線性規(guī)律遞增。同一液體中，離液面深度相等的各點(diǎn)壓力相等。等壓面壓力相等的點(diǎn)組成的面。該等壓面是一個(gè)水平面。,第一節(jié)液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成,、靜壓力基本方程的物理意義整理后得：z0液面與基準(zhǔn)水平面之間的距離。z深度為h的點(diǎn)與基準(zhǔn)水平面之間的距離。式中p/g表示了單位重力液體的壓力能，p/g壓力水頭。物理意義：靜止液體內(nèi)任何一點(diǎn)具有壓力能和位能兩種形式，二者能轉(zhuǎn)換但總和不變。即能量守恒。,第一節(jié)液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成,三、帕斯卡原理在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值傳遞到液體中所有各點(diǎn)。又稱靜壓傳遞原理。帕斯卡原理是液壓傳動(dòng)的一個(gè)基本原理。例1：已知F=1000N，A=10-3m2，h=0.5m，=900kg/m3求：h處的壓力。解：,第一節(jié)液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成,第一節(jié)液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成,一.千斤頂工作原理1、必要條件吸油：油箱與大氣相通。壓油：兩缸間形成密封的容積。壓力形成：負(fù)載（自重、重物、阻力）作用。3、工作特性分析等壓特性:根據(jù)帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一點(diǎn)的液體壓力等值地傳遞到液體內(nèi)各處”，即：輸出端的力之比等于二活塞面積之比。壓力：或壓力與負(fù)載的關(guān)系：負(fù)載一切阻礙液體流動(dòng)的阻力都是負(fù)載。1、液體流動(dòng)克服系統(tǒng)內(nèi)（管道、液壓元件）各種阻力產(chǎn)生的負(fù)載；（較小，可以忽略）2、液體進(jìn)入液壓缸推動(dòng)活塞克服外力形成的負(fù)載。可以說(shuō)，液壓系統(tǒng)的壓力就是靠液壓泵對(duì)液壓油的推動(dòng)與負(fù)載對(duì)油的阻尼所憋出來(lái)的。概念1：系統(tǒng)的壓力取決于作用負(fù)載的大小。,流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)輸入（輸出）的液體體積。流量與速度的關(guān)系：活塞的運(yùn)動(dòng)速度就是液壓缸內(nèi)油面增長(zhǎng)的平均速度，而液壓油的上升速度與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入液壓缸的流量成正比。概念2：大缸活塞運(yùn)動(dòng)的速度，取決于輸入的流量。功率：克服負(fù)載使大活塞上升所需的功率。概念3：液壓功率為液壓系統(tǒng)的壓力和流量之積。,第一節(jié)液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成,二、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成一個(gè)完整的、能夠正常工作的液壓系統(tǒng)，應(yīng)該由以下五個(gè)主要部分來(lái)組成：,1.動(dòng)力裝置:它是供給液壓系統(tǒng)壓力油，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能的裝置。最常見的是液壓泵。2.執(zhí)行裝置：它是把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。其形式有作直線運(yùn)動(dòng)的液壓缸，有作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓馬達(dá)，它們又稱為液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。3.控制調(diào)節(jié)裝置：它是對(duì)系統(tǒng)中的壓力、流量或流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥、截止閥等。4.輔助裝置：例如油箱，濾油器，油管等。它們對(duì)保證系統(tǒng)正常工作是必不可少的。5.工作介質(zhì)：傳遞能量的流體，即液壓油等。,第一節(jié)液壓傳動(dòng)的工作原理及其組成,一.液壓傳動(dòng)的工作原理及組成二.常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介三.液壓缸的類型和工作原理四.液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用五.油路塊的設(shè)計(jì),第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,一、液壓閥的作用,液壓閥是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和液體流動(dòng)方向。,二、液壓閥的分類,按功能分：,方向控制閥（單向閥、換向閥）,壓力控制閥（溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器）,流量控制閥（節(jié)流閥、調(diào)速閥）,類型：?jiǎn)蜗蜷y、換向閥,一、單向閥,類型：普通單向閥、液控單向閥,1、普通單向閥,作用：只允許油液沿一個(gè)方向流動(dòng)，不允許油液反向倒流（起止回作用）。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,對(duì)單向閥的性能要求：,（1）正向?qū)〞r(shí)，壓力損失要??；,結(jié)構(gòu)與工作原理,單向閥,（2）反向截止時(shí)，密封性要好。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,2、液控單向閥,作用：,（1）起止回作用；（2）必要時(shí)解除逆止，允許油液反向通過(guò)。,結(jié)構(gòu)與工作原理：,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,組成：普通單向閥+小活塞缸特點(diǎn)：a.無(wú)控制油時(shí)，與普通單向閥一樣，b.通控制油時(shí)，正反向都可以流動(dòng)。,職能符號(hào)：,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,雙液控單向閥（液壓鎖）,當(dāng)進(jìn)油口A_1有工作,油液時(shí)，左邊單向閥開啟，從而與油口B_1接通，同時(shí)，控制活塞向右移動(dòng)，也使油口B_2與進(jìn)油口A_2接通，工作油液從油口B_2流向進(jìn)油口A_2。,當(dāng)進(jìn)油口A_2有工作油液時(shí)，情況剛好相反。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,雙液控單向閥,圖示說(shuō)明雙液控單向,閥與三位四通換向閥一起使用，以豎直定位負(fù)載。這里三位四通換向閥中位機(jī)能為Y型，即其在靜止位置時(shí)，工作油口A和B接油箱。這意味著雙液控單向閥的進(jìn)油口A_1和A_2都無(wú)工作油液，從而使液壓缸進(jìn)出油路關(guān)閉。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,回路圖：雙液控單向閥,該回路圖與上述,圖示相同，不,過(guò)，這里雙液控單向閥以圖形符號(hào)表示。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,二、換向閥,作用：,利用閥芯相對(duì)于閥體間的相對(duì)位置改變，使油路接通、關(guān)斷，或改變油流的方向，從而使液壓執(zhí)行元件啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。,1、對(duì)換向閥的性能要求,（1）油液導(dǎo)通時(shí)壓力損失要?。唬?）油液斷開時(shí)泄漏要??；（3）閥芯換位時(shí)操縱力要小。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,2、類型,按閥芯的形狀分類,滑閥【包括控制部分、主體部分（位、通）】,轉(zhuǎn)閥,位：為改變液流方向，閥芯相對(duì)于閥體不同的工作位置數(shù)（二位、三位），一個(gè)“”表示一個(gè)位。,通：換向閥與液壓系統(tǒng)油路相連的主油口數(shù)（二通、三通、四通、五通），在一個(gè)“”內(nèi)，“”或“”與方框的交點(diǎn)數(shù)。,按閥的安裝方式分類：,管式、板式、法蘭式。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,按操縱方式分類：,。,手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電動(dòng)、彈簧控制、液動(dòng)、液壓先導(dǎo)控制、電液動(dòng)等。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,1.兩位兩通,職能符號(hào)：,作用：控制油路的通與斷,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,2.兩位三通,職能符號(hào)：,作用：控制液流方向,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,3.兩位四通,職能符號(hào)：,作用：控制執(zhí)行元件換向,P壓力油口O回油口A、B分別接執(zhí)行元件的兩腔,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,4.三位四通,職能符號(hào)：,作用：換向、停止。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,5.兩位五通,職能符號(hào)：,作用：換向、兩種回油方式。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,6.三位五通,職能符號(hào)：,作用：換向、停止、回油不同。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,兩種回油方式,工進(jìn)：有背壓運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)退回：快速暢通,背壓；在液壓系統(tǒng)中使執(zhí)行元件的回液具有一定的壓力，以減少執(zhí)行元件的沖擊和振動(dòng)，增加運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性；防止竪直方向活動(dòng)的構(gòu)件停機(jī)后因自身重量會(huì)自行下落。背壓回路可有溢流閥，順序閥，節(jié)流閥等按裝在執(zhí)行回路上構(gòu)成。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,操縱定位裝置,作用：移動(dòng)閥芯并使其保持在工作位置上。,a.手柄控制，彈簧復(fù)位。,1.手動(dòng),b.手柄控制，鋼球定位。,應(yīng)用：小流量，需徒手操作的場(chǎng)合。,三位四通手動(dòng)換向閥,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,結(jié)構(gòu)圖,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,2.機(jī)動(dòng),第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,兩位兩通機(jī)動(dòng)換向閥,擋塊操縱，彈簧復(fù)位。,應(yīng)用：行程控制的場(chǎng)合。（又叫行程閥）,兩位兩通,常開,常閉,靠彈簧的方格表示常態(tài),第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,用行程閥速度換接,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,3.電磁,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,兩位三通電磁換向閥,電磁鐵操縱，彈簧復(fù)位。,優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。應(yīng)用：小流量的場(chǎng)合。（q63L/min),第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,實(shí)物,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,4.液動(dòng),第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,液體操縱，彈簧復(fù)位。,三位四通液動(dòng)換向閥,應(yīng)用：高壓，大流量的場(chǎng)合。（q160L/min),第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,5.電液動(dòng),第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,電液動(dòng),電液聯(lián)合控制，彈簧復(fù)位。電磁控制先導(dǎo)閥動(dòng)作，液體控制主閥芯動(dòng)作，節(jié)流閥控制閥芯移動(dòng)速度。,簡(jiǎn)化符號(hào)：,應(yīng)用：高壓、大流量的場(chǎng)合。（q1200L/min),三位四通電液換向閥,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,實(shí)物,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,中位機(jī)能,O型,三位滑閥在中間位置工作時(shí)，油路的連通方式。,雙向鎖緊，系統(tǒng)保壓。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,M型,雙向鎖緊，油泵卸荷。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,H型,油缸浮動(dòng)，泵卸荷。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,P型,差動(dòng)連接。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,Y型,油缸浮動(dòng)，系統(tǒng)保壓。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,K型,單向鎖緊，油泵卸荷。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,三位換向閥常用的中位機(jī)能：“O”、“H”、“M”、“P”、“K”、“Y”型。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,換向閥小結(jié),職能符號(hào):,位:,閥芯的工作位置;,通:,閥體上油路的通道數(shù);,機(jī)能:,中位時(shí)油路的連通方式。,控制方式:,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,三、壓力控制閥,作用：,用來(lái)控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中油液的壓力，以滿足執(zhí)行元件所要求的力和轉(zhuǎn)矩。,類型：,溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等。,共同點(diǎn)：,利用作用在閥芯上的液壓力和彈簧力相平衡的原理工作。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,溢流閥,類型：,直動(dòng)式、先導(dǎo)式,作用：,（1）在不斷溢流過(guò)程中保持系統(tǒng)壓力恒定，起,（2）防止液壓系統(tǒng)過(guò)載，起安全保護(hù)作用。,（一）溢流閥的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理,1、直動(dòng)式溢流閥,工作原理：,直接利用液壓力與彈簧力相平衡，以控制閥芯的啟閉動(dòng)作，從而保證進(jìn)油口壓力基本恒定。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,pAFs=kx0時(shí)，閥芯不動(dòng)，溢流閥關(guān)閉；,因?yàn)閝pq節(jié)，故節(jié)流閥前的壓力p，當(dāng)pA=Fs，閥芯上移，溢流閥打開溢流。此時(shí),qp,q節(jié),第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,phqyp,phqyp,使壓力p穩(wěn)定在調(diào)定值附近。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,特點(diǎn)：,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便宜，但工作時(shí)易產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。,職能符號(hào)：,閥芯所受的液壓力全靠彈簧力平衡，故當(dāng)系統(tǒng)壓力很高時(shí)，彈簧必須很硬，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)笨重，調(diào)壓不輕便。一般用于壓力小于2.5MPa的低壓系統(tǒng)中，作安全閥或背壓閥使用。,由于慣性或負(fù)載的變化，導(dǎo)致qy變化，即開口度h的變化，由于k很大，所以p不穩(wěn)定，穩(wěn)壓精度差；,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,2、先導(dǎo)式溢流閥,結(jié)構(gòu)：,先導(dǎo)調(diào)壓部分：控制主閥的溢流壓力,主閥部分：溢流,工作原理：,利用主閥芯上下兩端液體壓力差與彈簧力相平衡的原理來(lái)進(jìn)行壓力控制。,職能符號(hào)：,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,當(dāng)p2A錐Ft錐，錐閥關(guān)閉；,此時(shí)，p1=p2，即p2AFt主p1A，主閥芯關(guān)閉不溢流，且主閥彈簧很軟就能保證主閥芯關(guān)閉；,當(dāng)p至p2A錐Ft錐，錐閥打開，一小部分油液自阻尼小孔流回油箱；由于阻尼下降，p1p2，當(dāng)（p1p2）差增大至,（p1p2）AFt主時(shí)，主閥芯打開溢流；,穩(wěn)定工作時(shí)，p2A錐k錐（x2+x2）；（p1p2）Ak主（x1+x1）,由于主閥彈簧和錐閥彈簧都很軟，即k很小，所以，當(dāng)閥的開度變化時(shí)，壓力變化小，穩(wěn)壓精度高。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,減壓閥,1、作用,（1）減壓：降低液壓系統(tǒng)某支路（控制油路、夾緊回路、潤(rùn)滑回路等）的壓力。,（2）穩(wěn)壓：穩(wěn)定液壓系統(tǒng)某支路的壓力。,2、類型,按功能分,定值減壓閥：,定差減壓閥：,定比減壓閥：,保證閥的出口壓力為定值。,保證閥的進(jìn)、出油口壓差為定值。,保證閥的進(jìn)、出油口壓力比為定值。,按結(jié)構(gòu)分,直動(dòng)式,先導(dǎo)式（常用）,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,直動(dòng)式減壓閥,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,3、先導(dǎo)式定值減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理,結(jié)構(gòu),通過(guò)主閥芯上下移動(dòng)，調(diào)節(jié)減壓孔口節(jié)流損失，保證出口壓力恒定。,先導(dǎo)調(diào)壓部分：,主閥部分：,給定閥的出口壓力值。,工作原理：,（1）減壓：,節(jié)流口,（2）穩(wěn)壓：,閥芯穩(wěn)定工作時(shí)，,p3,若p2，等式左邊大于右邊，閥芯上移，閥口開度減小，p增加，導(dǎo)致p2。,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,討論：,(1)若p2pJ（減壓閥調(diào)定壓力），錐閥關(guān)閉，閥芯上下兩端液壓力相等，主閥芯在彈簧作用下處于開度最大位置，不起減壓作用；,（2）若p1pJ，錐閥關(guān)閉，閥芯上下兩端液壓力相等，主閥芯在彈簧作用下處于開度最大位置，不起減壓作用；,節(jié)流口,p3,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,職能符號(hào)：,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,1.減壓閥保持出口處壓力不變，而溢流閥保持進(jìn)口處壓力不變；2.在不工作時(shí)，減壓閥進(jìn)出口互通，而依流閥進(jìn)出口不通；3.為保證減壓閥出口壓力調(diào)定值恒定，它的先導(dǎo)閥彈簧腔需要通過(guò)泄油口單獨(dú)外接油箱；而溢流閥的出口是直通油箱的，所以它的先導(dǎo)閥彈簧腔和泄露油可以通過(guò)閥體上的通道和出油口接通，不必單獨(dú)外接油箱,減壓閥與溢流閥區(qū)別：,二級(jí)減壓回路,一級(jí)減壓回路,第二節(jié)常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介,一.液壓傳動(dòng)工作原理及組成二.常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介三.液壓缸的類型和工作原理四.液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用五.油路塊的設(shè)計(jì)六.簡(jiǎn)單液壓原理圖的解說(shuō),液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。用它來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可免去減速裝置，并且沒有傳動(dòng)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因此在各種機(jī)械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。,液壓缸的類型和工作原理,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,根據(jù)常用液壓缸的結(jié)構(gòu)形式，可將其分為四種類型：,活塞式,柱塞式,伸縮式,擺動(dòng)式,單活塞桿式,雙活塞桿式,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,一、活塞式液壓缸,單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進(jìn)出口油口A和B都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，故稱為雙作用缸。,1、單活塞桿液壓缸,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,參照下圖，當(dāng)供給液壓缸的流量Q一定時(shí)，活塞兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)速度為：V1=Q/A1=4Q/D2(向左）V2=Q/A2=4Q/(D2-d2)(向右）當(dāng)供油壓力p一定，回油壓力為零時(shí)作用力：F1=p.A1=p.D2/4(向右）F2=p.A2=p.(D2-d2)/4(向左）,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,當(dāng)其差動(dòng)鏈接時(shí)，作用力為：F3=p(A1-A2)=p.(d2/4)速度:v3=(Q+Q2)/A1=(Q+v3.A2)/A1所以v3=Q/(A1-A2)=4Q/d2,符號(hào)意義參閱下圖,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,2、雙活塞桿液壓缸,雙活塞桿液壓缸的兩端都有活塞伸出，如圖所示。其組成與單活塞桿液壓缸基本相同。缸筒與缸蓋用法蘭連接，活塞與缸筒內(nèi)壁之間采用間隙密封。,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,二、柱塞式液壓缸,柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu),（）它是一種單作用式液壓缸，靠液壓力只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；（）柱塞只靠缸套支承而不與缸套接觸，這樣缸套極易加工，故適于做長(zhǎng)行程液壓缸；（）工作時(shí)柱塞總受壓，因而它必須有足夠的剛度；（）柱塞重量往往較大，水平放置時(shí)容易因自重而下垂，造成密封件和導(dǎo)向單邊磨損，故其垂直使用更有利。,柱塞式液壓缸特點(diǎn)：,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,柱塞上有效作用力F為：F=p.A=柱塞運(yùn)動(dòng)速度為：v=式中d柱塞直徑；其它符號(hào)意義同前。,A,d2,p.d2,4,Q,4Q,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,三、伸縮式液壓缸,伸縮式液壓缸具有二級(jí)或多級(jí)活塞，如圖所示。伸縮式液壓缸中活塞伸出的順序式從大到小，而空載縮回的順序則一般是從小到大。伸縮缸可實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的行程，而縮回時(shí)長(zhǎng)度較短，結(jié)構(gòu)較為緊湊。此種液壓缸常用于工程機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械上。,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,擺動(dòng)式液壓缸是輸出扭矩并實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，也稱擺動(dòng)式液壓馬達(dá)。有單葉片和雙葉片兩種形式。圖中定子塊固定在缸體上，而葉片和轉(zhuǎn)子連接在一起。根據(jù)進(jìn)油方向，葉片將帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作往復(fù)擺動(dòng)。,四、擺動(dòng)式液壓缸,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,如圖所示，若輸入液壓油的流量為Q和擺動(dòng)軸輸出的角速度之間的關(guān)系為：Q=/4(D2-d2)b.n=(b/8)(D2-d2)所以8Q/b(D2-d2)式中n擺動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速(n=/2)；b葉片寬度；D、d見圖。,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,活塞桿直徑d與缸筒內(nèi)徑D的計(jì)算受拉時(shí)：d=(0.3-0.5)D受壓時(shí)：d=(0.5-0.55)D(p17mpa),液壓缸缸筒壁厚和外徑的計(jì)算缸筒最薄處壁厚：pyD/2()缸筒壁厚；D缸筒內(nèi)徑；py缸筒試驗(yàn)壓力，當(dāng)使用壓Pn16MPa時(shí)，Py=1.25Pn；()缸筒材料許用應(yīng)力。()=b/n。b為缸體抗拉強(qiáng)度（MPA)，n為安全系數(shù)n=3.55,一般取5,對(duì)于，鍛鋼()=100120MPa,鑄鋼()=100110MPa,鋼管()=100110MPa,鑄鐵()=60MPa,第三節(jié)液壓缸的類型和工作原理,一.液壓傳動(dòng)工作原理及組成二.常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介三.液壓缸的類型和工作原理四.液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用五.油路塊的設(shè)計(jì),1、各類液壓泵的特點(diǎn)齒輪泵外嚙:對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，脈動(dòng)大，噪聲大內(nèi)嚙:對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)高，脈動(dòng)小，噪聲小葉片泵雙作用:對(duì)油敏感，結(jié)構(gòu)緊湊，不可變量，不受徑向不平衡力，噪聲小單作用:可變量，壓力低，受徑向不平衡力，噪聲大柱塞泵壓力高，可變量，對(duì)油敏感，噪聲大,一、液壓泵的選用,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,齒輪泵,在泵體內(nèi)有一對(duì)模數(shù)相同、齒數(shù)相等的齒輪。,配油裝置：嚙合線、齒頂和泵體之間形成的間隙密封。,吸油腔：輪齒脫開嚙合時(shí)，讓出空間使容積增大；,壓油腔：輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，使密封容積縮小。,密封容積：由齒輪各齒槽、泵體、齒輪前后端蓋組成。,工作原理,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,齒輪泵,吸油口在哪里？,在這里嗎？,減小壓油口的目的：為了減小徑向不平衡力的作用,工作原理,外嚙齒輪泵,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,為什么齒輪泵徑向不平衡力?徑向不平衡力：齒輪泵是吸油,壓油區(qū)對(duì)稱的非平衡式液壓油泵.從吸油腔到壓油腔,壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)的方向逐齒遞減,因此,齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用.這些液體壓力綜合作用的合力,相當(dāng)于給齒輪一個(gè)徑向不平衡作用力,使齒輪和軸承受載。工作壓力愈大,徑向不平衡力越大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成齒頂與泵體接觸,產(chǎn)生磨損。通常采取縮小壓油口的辦法來(lái)減小徑向不平衡力,使高壓油僅作用在一到兩個(gè)齒的范圍內(nèi)。外嚙合齒輪泵高壓腔(壓油腔)的壓力油向低壓腔(吸油腔)泄漏有三條路徑:一是通過(guò)齒輪嚙合處的間隙,二是泵體內(nèi)表面與齒頂圓間的徑向間隙,三是通過(guò)齒輪兩端面與兩側(cè)端蓋間的端面軸向間隙。三條路徑中,端面軸向間隙的泄漏量最大,占總泄漏量的70%80%。因此普通齒輪泵的容積效率較低,輸出壓力也不容易提高。要提高齒輪泵的壓力,首要的問(wèn)題是要減小端面軸向隙,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,內(nèi)嚙齒輪泵,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,齒輪泵結(jié)構(gòu)_，制造_，自吸性能_，價(jià)格_，對(duì)油液污染_；但由于徑向力不平衡及泄漏的影響，一般使用的工作壓力較_，另外其流量脈動(dòng)也較大，噪聲也大，流量_調(diào)節(jié)，因而常用于負(fù)載小、功率小的機(jī)床設(shè)備及機(jī)床輔助裝置，如送,簡(jiǎn)單,方便,好,低廉,不敏感,低,不能,料、夾緊等不重要場(chǎng)合。,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,葉片泵,單作用葉片泵,單作用葉片泵的定子內(nèi)表面為圓形，定子和轉(zhuǎn)子_安裝，供油流量_調(diào)節(jié)，即為_量泵。泵軸每轉(zhuǎn)一周，葉片泵完成_次吸油，_次壓油，故稱為單作用葉片泵。吸、壓油區(qū)_分布，徑向受力_。,偏心,可以,變,一,一,不對(duì)稱,不平衡,單作用葉片泵是定量泵還是變量泵？,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,葉片泵,單作用葉片泵,一般系統(tǒng)壓力低時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子偏心距較_，泵供油流量_；當(dāng)壓力增大至限定工作壓力時(shí)，泵的供油流量會(huì)隨壓力的增大而_。,大,大,減小,限壓式葉片泵,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,葉片泵,雙作用葉片泵,雙作用葉片泵的定子內(nèi)表面形似橢圓，定子和轉(zhuǎn)子_安裝，供油流量_調(diào)節(jié)。泵軸每轉(zhuǎn)一周，葉片泵完成_次吸油、_次壓油。吸、壓油區(qū)_分布，徑向受力_。,同心,不能,兩,兩,對(duì)稱,平衡,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,葉片泵,應(yīng)用特點(diǎn),葉片泵具有壽命長(zhǎng)、噪音低、流量均勻、等優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)油液污染敏感，自吸能力稍差，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。一般用于_壓（6.3106Pa）系統(tǒng)。,中,單作用葉片泵,雙作用葉片泵,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,1.徑向柱塞泵徑向柱塞泵的工作原理徑向柱塞泵的工作原理如圖所示，柱塞1徑向排列裝在缸體2中，缸體由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)連同柱塞1一起旋轉(zhuǎn)，所以缸體2一般稱為轉(zhuǎn)子，柱塞1在離心力的（或在低壓油）作用下抵緊定子4的內(nèi)壁，當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖示方向回轉(zhuǎn)時(shí)，由于定子和轉(zhuǎn)子之間有偏心距e，柱塞繞經(jīng)上半周時(shí)向外伸出，柱塞底部的容積逐漸增大，形成部分真空，因此便經(jīng)過(guò)襯套3（襯套3是壓緊在轉(zhuǎn)子內(nèi)，并和轉(zhuǎn)子一起回轉(zhuǎn)）上的油孔從配油孔5和吸油口b吸油；當(dāng)柱塞轉(zhuǎn)到下半周時(shí)，定子內(nèi)壁將柱塞向里推，柱塞底部的容積逐漸減小，向配油軸的壓油口c壓油，當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)一周時(shí)，每個(gè)柱塞底部的密封容積完成一次吸壓油，轉(zhuǎn)子連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，即完成壓吸油工作。配油軸固定不動(dòng)，油液從配油軸上半部的兩個(gè)孔a流入，從下半部?jī)蓚€(gè)油孔d壓出，為了進(jìn)行配油，配油軸在和襯套3接觸的一段加工出上下兩個(gè)缺口，形成吸油口b和壓油口c，留下的部分形成封油區(qū)。封油區(qū)的寬度應(yīng)能封住襯套上的吸壓油孔，以防吸油口和壓油口相連通，但尺寸也不能大得太多，以免產(chǎn)生困油現(xiàn)象。,徑向柱塞泵,柱塞泵,徑向柱塞泵的工作原理1柱塞2缸體3襯套4定子5配油軸,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,2.徑向柱塞泵的排量和流量計(jì)算：當(dāng)轉(zhuǎn)子和定子之間的偏心距為e時(shí)，柱塞在缸體孔中的行程為2e，設(shè)柱塞個(gè)數(shù)為z，直徑為d時(shí)，泵的排量為：V=d22ez設(shè)泵的轉(zhuǎn)數(shù)為n，容積效率為V，則泵的實(shí)際輸出流量為：q=d22eznV=d2eznV,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,1.軸向柱塞泵軸向柱塞泵的工作原理：軸向柱塞泵是將多個(gè)柱塞配置在一個(gè)共同缸體的圓周上,并使柱塞中心線和缸體中心線平行的一種泵。軸向柱塞泵有兩種形式,直軸式(斜盤式)和斜軸式(擺缸式),如圖3-23所示為直軸式軸向柱塞泵的工作原理,這種泵主體由缸體1、配油盤2、柱塞3和斜盤4組成。柱塞沿圓周均勻分布在缸體內(nèi)。斜盤軸線與缸體軸線傾斜一角度,柱塞靠機(jī)械裝置或在低壓油作用下壓緊在斜盤上(圖中為彈簧),配油盤2和斜盤4固定不轉(zhuǎn),當(dāng)原動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸使缸體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于斜盤的作用,迫使柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng),并通過(guò)配油盤的配油窗口進(jìn)行吸油和壓油。如圖3-23中所示回轉(zhuǎn)方向,當(dāng)缸體轉(zhuǎn)角在2范圍內(nèi),柱塞向外伸出,柱塞底部缸孔的密封工作容積增大,通過(guò)配油盤的吸油窗口吸油;在0范圍內(nèi),柱塞被斜盤推入缸體,使缸孔容積減小,通過(guò)配油盤的壓油窗口壓油。缸體每轉(zhuǎn)一周,每個(gè)柱塞各完成吸、壓油一次,如改變斜盤傾角,就能改變柱塞行程的長(zhǎng)度,即改變液壓泵的排量,改變斜盤傾角方向,就能改變吸油和壓油的方向,即成為雙向變量泵。,柱塞泵,軸向柱塞泵,軸向柱塞泵的工作原理1缸體2配油盤3柱塞4斜盤5傳動(dòng)軸6彈簧配油盤上吸油窗口和壓油窗口之間的密封區(qū)寬度l應(yīng)稍大于柱塞缸體底部通油孔寬度,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,2.軸向柱塞泵的排量和流量計(jì)算見圖柱塞的直徑為d,柱塞分布圓直徑為D,斜盤傾角為時(shí),柱塞的行程為s=Dtan,所以當(dāng)柱塞數(shù)為z時(shí),軸向柱塞泵的排量為：V=d2Dtanz/4設(shè)泵的轉(zhuǎn)數(shù)為n,容積效率為v則泵的實(shí)際輸出流量為：V=d2Dtanznv/4,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,斜軸式軸向柱塞泵的工作原理,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,SCY14-1型斜盤式軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu),第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,變量軸向柱塞泵:主體+變量機(jī)構(gòu)主體機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：滑履結(jié)構(gòu)中心彈簧機(jī)構(gòu)缸體端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償配流盤變量機(jī)構(gòu)：改變斜盤傾角的大小以調(diào)節(jié)泵的排量,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,柱塞泵,特點(diǎn)應(yīng)用,柱塞泵具有壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高以及流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。一般用于_和_的液壓系統(tǒng)。，就能改變泵的供油流量。,高壓大流量,流量需調(diào)節(jié),軸向柱塞泵,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,液壓泵的選擇,液壓泵流量的選擇：q泵=K漏q缸泵的額定流量應(yīng)q泵液壓泵壓力的選擇：p泵=K壓p缸泵的額定壓力應(yīng)p泵液壓泵類型的選擇：齒輪泵多用于2.5MPa以下的低壓系統(tǒng)；葉片泵多用于6.3MPa以下的中壓系統(tǒng)；柱塞泵多用于10MPa以上的高壓系統(tǒng)；一般采用定量泵，功率較大的液壓系統(tǒng)選用變量泵。,大于,大于,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,液壓泵的選擇,圖示液壓系統(tǒng)，已知：外界負(fù)載F=30KN，活塞有效作用面積A=0.01m2，活塞運(yùn)動(dòng)速度v=0.025ms，K壓=1.5，K漏=1.3，總=0.80。試確定：,舉例,1）選擇液壓泵的類型和規(guī)格。(齒輪泵流量規(guī)格為2.6710-4、3.3310-4、4.1710-4m3s，額定工作壓力為2.5MPa；葉片泵流量規(guī)格為210-4、2.6710-4、4.1710-4、5.3310-4m3s，額定工作壓力為6.3MPa),第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,液壓泵的選擇,圖示液壓系統(tǒng)，已知：外界負(fù)載F=30KN，活塞有效作用面積A=0.01m2，活塞運(yùn)動(dòng)速度v=0.025ms，K壓=1.5，K漏=1.3，總=0.80。,舉例,解：1）液壓缸工作壓力：pc=F/A=30103/0.01=3106（Pa）液壓缸輸入流量：qc=vA=0.0250.01=2.510-4(m3/s),液壓泵供油壓力：p泵=K壓pc=1.53106=4.5106（Pa）液壓泵供油流量：q泵=K漏qc=1.32.510-4=3.2510-4(m3/s),選擇泵類型：p泵p額；q泵q額選擇葉片泵，p額=6.3Mpa；q額=4.1710-4m3/s,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,液壓泵的選擇,圖示液壓系統(tǒng)，已知：外界負(fù)載F=30KN，活塞有效作用面積A=0.01m2，活塞運(yùn)動(dòng)速度v=0.025ms，K壓=1.5，K漏=1.3，總=0.80。,舉例,2）與液壓泵相匹配的電動(dòng)機(jī)功率：P電=p額q額/總=6.3X1034.1710-4/0.80=3284（W）=3.2（KW）,也可按以下公式計(jì)算：（KW）式中：PM電動(dòng)機(jī)所需的功率，kwp泵泵所需的最大工作壓力，MPa,Q泵泵所需輸出的最大流量，L/min泵的總效率。各種泵的總效率大致為：齒輪泵0.60.7，葉片泵0.60.75；柱塞泵0.80.85。,第四節(jié)液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用,一.液壓傳動(dòng)工作原理及組成二.常用液壓閥及其他元件簡(jiǎn)介三.液壓缸的類型和工作原理四.液壓泵簡(jiǎn)介以及電機(jī)選用五.油路塊的設(shè)計(jì),下面以FD