機(jī)床液壓傳動(dòng)的部分基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)
一簡(jiǎn)答
1完整的液壓系統(tǒng)由四個(gè)部分組成?
答○1能源裝置-------油泵,它是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液液壓能的裝置,并為液壓系統(tǒng)提供壓力油。
○2控制調(diào)節(jié)裝置-------各種液壓閥。它是對(duì)系統(tǒng)中由液壓力,流量或流動(dòng)方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的裝置。
○3執(zhí)行裝置-------油缸或油馬達(dá)。它是把油液的液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置。油缸可以輸出往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的機(jī)械能,液壓馬達(dá)可以輸出回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能。
○4輔助裝置-------油箱,油管過(guò)濾器等,除上述三部分以外的其它裝置,它們對(duì)保證液壓系統(tǒng)的正常工作也有重要作用。
5工作介質(zhì):傳遞能量的流體,如液壓油。
特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):1液壓傳動(dòng)是油管連接,可以方便靈活的布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。2液壓傳動(dòng)裝置質(zhì)量輕,結(jié)構(gòu)緊湊慣性小。3液壓傳動(dòng)可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
4傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn),伏在變化時(shí)速度較穩(wěn)定。
5液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù),同時(shí)液壓件能自行潤(rùn)滑,因此使用壽命長(zhǎng)。6液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,特別是液壓控制和電氣控制結(jié)合使用,能容易的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán),且可實(shí)現(xiàn)遙控。
7液壓元件以實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化,系列化和通用化,便于設(shè)計(jì),制造和推廣使用。缺點(diǎn):1液壓系統(tǒng)泄漏,影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和正確性。
2液壓傳動(dòng)對(duì)油溫變化較敏感,所以不宜在溫度變化較大的環(huán)境下工作。3為了減少泄露及滿足某些性能上的要求,對(duì)制造精度和加工工藝要求較高。4液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源,不想電源那樣使用方便。5液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不一檢查和排除。
2液壓系統(tǒng)
概念:是由油泵、控制閥、執(zhí)行元件、油箱和油管等元件組合起來(lái)的能夠完成一定功能的系統(tǒng);净芈酚幸簤涸M成能完成某種特定功能阿德典型油路。液壓系統(tǒng)的基本回路有壓力控制回路速度控制多崗配合工作
工作原理:1液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì),并以其壓力能來(lái)傳遞能量的。2液壓傳動(dòng)具有兩個(gè)明顯特性
○1力的傳遞依靠液體的壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)
○2運(yùn)動(dòng)速度的傳遞依靠液體“容積變化相等“的原則進(jìn)行。液壓泵通過(guò)密封容積的變化來(lái)吸壓油3葉片泵的優(yōu)缺點(diǎn)?
答:葉片泵具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、流量均勻性好、容積效率高等優(yōu)點(diǎn),其缺點(diǎn)是用油調(diào)節(jié)苛刻,工作轉(zhuǎn)數(shù)必須在(600~201*)轉(zhuǎn)每分鐘之間,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。4單作用葉片泵的工作原理?答:。組成:1定子2葉片3端蓋定子具有圓柱形內(nèi)表面,定子和轉(zhuǎn)子
該葉片泵由轉(zhuǎn)子、定子、葉片和端蓋、配流盤等組成。定子和轉(zhuǎn)子間有偏心距e,葉片裝轉(zhuǎn)子槽內(nèi),可以滑動(dòng)自如。當(dāng)主動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),葉片在離心力的作用下緊貼定子的內(nèi)表面,并且在轉(zhuǎn)子的葉片槽內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣,在定子、轉(zhuǎn)子、葉片和端蓋之間,就形成若干個(gè)密封容積。右邊葉片逐漸伸出,密封容積逐漸增大形成局部真空而吸油;同時(shí),左邊葉片逐漸被定子內(nèi)表面壓進(jìn)定子槽內(nèi),密封容積逐漸減小而形成壓油。在吸油腔和壓油腔之間有上下兩段封油區(qū)將吸油腔和壓油腔隔開。5雙作用葉片的工作原理?
答:雙作用葉片泵:組成:1轉(zhuǎn)子2葉片3配有盤轉(zhuǎn)子和釘子中心重合,定子內(nèi)表面近似為橢圓柱形
這種泵也由轉(zhuǎn)子、定子、葉片和端蓋等零件組成,但是轉(zhuǎn)子中心與定子中心重合,定子內(nèi)表面是由半徑為R的兩段圓弧AB和A’B’,半徑為r的兩段圓弧CD和C’D’以及他們之間的4段過(guò)度曲線所組成。兩段側(cè)蓋上分別開有2個(gè)吸油窗口,2個(gè)壓油窗口,并且對(duì)稱布置。
6液壓缸的種類及特點(diǎn)?
答:○1按作用方式可分為單作用式和雙作用式,特點(diǎn):?jiǎn)巫饔檬揭簤焊字荒苁够钊鰡畏较蜻\(yùn)動(dòng),雙作用式液壓缸倆個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都由壓力油的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)!2按運(yùn)動(dòng)方式可分為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)式和回轉(zhuǎn)往復(fù)擺動(dòng)式,1活塞缸:根據(jù)使用要求不同分為雙桿式和單桿式。
2柱塞剛:只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),反向運(yùn)動(dòng)要靠外力。柱塞和缸筒不接觸,缸筒內(nèi)壁不需精加工,適用于行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合。
3增壓液壓缸:它利用活塞和柱塞有效面積的不同,使液壓系統(tǒng)中的局部區(qū)域獲得高壓。它有單作用和雙作用兩種形式,單作用增壓缸在柱塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí),不能鎖骨處高壓液體,為了克服這一缺點(diǎn),可采用雙作用增壓缸。由兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。
4伸縮缸:由兩個(gè)或多個(gè)活塞缸套裝而成,前一級(jí)活塞缸的活塞桿內(nèi)孔是后一級(jí)活塞缸的缸筒。伸出時(shí)刻獲得很長(zhǎng)的工作行程,縮回時(shí)刻保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸。伸縮缸分為但作用式和雙作用式,前者靠外力回程,后者靠液壓回程。伸縮缸的外伸縮動(dòng)作式逐級(jí)進(jìn)行的。隨著工作級(jí)數(shù)的變大,外伸縮缸筒直徑越來(lái)越小,工作油液壓力隨之升高,工作速度變快。5齒輪缸:它由兩個(gè)柱塞缸和一套齒條傳動(dòng)裝置組成,柱塞的移動(dòng)經(jīng)齒輪齒條傳動(dòng)裝置變成齒輪的傳動(dòng),用于實(shí)現(xiàn)工作部件的往復(fù)擺動(dòng)或間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。7齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理?
答:液壓泵是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置。組成:1軸承外環(huán)2堵頭3滾子4后泵蓋5建6齒輪7泵體8前泵蓋9螺釘10壓環(huán)11密封環(huán)12主動(dòng)軸14泄油孔15從動(dòng)軸16密封槽17定位銷結(jié)構(gòu):在結(jié)構(gòu)上分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。齒輪泵的基本工作原理:是依靠密封容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)泵油過(guò)程的,當(dāng)密封溶劑擴(kuò)大時(shí),進(jìn)行吸油;當(dāng)密封容積縮小時(shí),進(jìn)行排油。
齒輪泵的優(yōu)缺點(diǎn)?
1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊允許轉(zhuǎn)速高2重量輕可制成多聯(lián)3成本低4工作可靠維修方便5對(duì)污染不明感6流量波動(dòng)大噪音大排量不可變齒輪泵外嚙合問(wèn)題
1泄漏1嚙合線間隙(齒向誤差造成)2齒頂與泵體內(nèi)控的間隙(0.1mm)3齒輪兩側(cè)端面與兩側(cè)改版的間隙
消除泄露的方法:軸向間隙補(bǔ)償:引入高壓油軸套上,壓緊軸套,在低壓側(cè)裝有泄壓片。2徑向力平衡原因:吸油腔壓油壓力不等(靠近吸油腔p小靠近壓油腔p大)危害:軸彎曲影響軸承壽命,限制工作壓力提升
措施:縮小壓油孔增大徑向間隙,增加平衡油路,采用開壓力平衡槽或縮小壓油腔,來(lái)減小液壓力對(duì)齒頂部分的作用面積
3困油現(xiàn)象:封閉腔容積減小階段壓力增大,封閉腔容積增大階段壓力減小。危害:壓力增大徑向力增大軸變形,壓力減小產(chǎn)生氣穴,振動(dòng)和噪音。減小方法:在泵體兩側(cè)蓋板上開卸荷槽。
8液壓閥的工作原理?
答:1一個(gè)完整的液壓控制系統(tǒng),除了有油泵和執(zhí)行元件外,還必須要有各種控制元件對(duì)油液的壓力,流量和流動(dòng)方向進(jìn)行控制,這些控制元件,統(tǒng)稱液壓控制閥。
依靠閥芯的位移來(lái)改變閥口的通斷關(guān)系,或改變閥口通流截面積,來(lái)對(duì)系統(tǒng)中油液的壓力、流量、流動(dòng)方向進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。9液壓缸的分類?
答:按作用分○1壓力控制閥○2方向控制閥○3流量控制閥○4組合閥按安裝連接方式:螺紋連接、板式連接、法蘭連接和插入式連接
壓力等級(jí)分類○1中低壓系○2中高壓系○3高壓系列○4超高壓系列10溢流閥分類:分為直動(dòng)式和先導(dǎo)式;
作用:在不斷的溢流過(guò)程中保持系統(tǒng)壓力基本不變。1限定系統(tǒng)中最高壓力2維持系統(tǒng)中壓力為一定值3遠(yuǎn)程調(diào)壓4卸荷閥使用
應(yīng)用:溢流閥可做溢流、安全和卸載閥等使用。
特點(diǎn)1進(jìn)口控制閥芯動(dòng)作保持進(jìn)口壓力恒定2出口油接油箱,無(wú)外泄口3不工作時(shí)閥口常閉
11換向閥的滑閥機(jī)能?
答:○1保壓?jiǎn)栴}(O、Y、P)○2卸荷問(wèn)題(H、M、K)○3啟動(dòng)平穩(wěn)問(wèn)題(O、M,P)
○4換向平穩(wěn)性和換向精度問(wèn)題(O、M)
○5液壓缸和液壓馬達(dá)的停止和浮動(dòng)問(wèn)題(H、Y)O型各有口全部關(guān)閉,系統(tǒng)保持壓力,油缸封閉H型各有口全部連通,油泵卸荷,油缸兩腔連通M型PO聯(lián)通油泵卸荷,油箱AB兩油口都封閉
12節(jié)流閥:由閥體、閥芯、調(diào)節(jié)螺栓、等零件組成,基本原理是一個(gè)可變液阻。注意:使用節(jié)流閥會(huì)產(chǎn)生多余的流量,通過(guò)連接一個(gè)溢流閥把多余的流量給油箱節(jié)流口分類:可以分為薄壁小孔、細(xì)長(zhǎng)孔、節(jié)流口13油箱的作用?
答:儲(chǔ)油、散熱和分離油中的雜質(zhì)和空氣?煞譃殚_式和分壓式。14設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):○1油箱的容積容積V=泵Q的2-5倍固定機(jī)械液壓系統(tǒng)中容積可選大的行走機(jī)械液壓系統(tǒng)保證儲(chǔ)存全部用油情況下取較小的容積○7蓋上有開口應(yīng)設(shè)置液面監(jiān)視孔
○4油箱內(nèi)吸油管和回油管應(yīng)插入最低油面以下防止產(chǎn)生氣泡
○5吸油管與回油管的距離應(yīng)盡量遠(yuǎn),增加散熱,使油中的氣泡和雜質(zhì)有較多的時(shí)間浮升和沉淀,吸油管和回油管口應(yīng)切成45度斜角,增大截面,回油管斜口應(yīng)面向箱壁,利于散熱○6油箱底面應(yīng)做成適當(dāng)?shù)男倍龋⒃谧畹吞幵O(shè)置放油口,以利于清洗時(shí)放油和放沉淀物○8應(yīng)設(shè)有加熱和冷卻裝置○2油箱的外形尺寸外形長(zhǎng)方形或正方形
○3油箱應(yīng)設(shè)有通氣孔,保證油箱液面與大氣相通,孔上要有過(guò)濾裝置保證空氣暢通,又要防止大氣雜質(zhì)進(jìn)入油箱,
二名詞解釋
泵的確定其容積效率隨泄漏量變化泵的最高轉(zhuǎn)速是保證豈不產(chǎn)生吸空的轉(zhuǎn)速所謂變量泵是是指泵的排量可變
泵的額定流量是泵在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下輸出地流量
液壓泵:把驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸送到系統(tǒng)中的油液的壓力能,是能源裝置。液壓馬達(dá):把輸送來(lái)的油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,使機(jī)床上的工作部件運(yùn)動(dòng),是執(zhí)行裝置。額定壓力:保證油泵長(zhǎng)時(shí)間正常工作的壓力。最大壓力:保證油泵短時(shí)間超負(fù)載的極限壓力。
理論流量:不考慮泄露的情況下,單位時(shí)間內(nèi)輸出的油液體積。實(shí)際流量:在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下液壓泵輸出的實(shí)際流量值。液壓泵的排量:主動(dòng)軸轉(zhuǎn)一周所排液體的體積。
負(fù)載特性曲線:在一定轉(zhuǎn)速下,容積效率和總效率隨油壓而變化的關(guān)系曲線。轉(zhuǎn)速特性曲線:在一定壓力下,容積效率隨轉(zhuǎn)速而變化的關(guān)系曲線。滑閥機(jī)能:閥芯在中立狀態(tài)閥內(nèi)油路的通斷狀態(tài)
濾油器上安裝位置:1液壓泵吸油管路上2液壓泵壓油管路上蓄能器作用:蓄存壓力油緩和沖擊
直動(dòng)式溢流閥閥阻尼孔作用減小閥芯振動(dòng)
別堵塞或彈簧腔和回油腔連通出現(xiàn)現(xiàn)象閥芯不動(dòng)填空:
1.1904年德國(guó)工程師布朗特提了邊界層理論
2.按力的做用方式可分為質(zhì)量力和表面力3.一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于101325pa4.一工程大氣壓等于98kpa5壓力表測(cè)相對(duì)壓強(qiáng)
6.描述流體運(yùn)動(dòng)形態(tài)和方式有兩種不同的基準(zhǔn)方法拉格朗日和歐拉法7.雷諾數(shù)表示慣性力和粘性力的比
8.影響阻力系數(shù)λ是雷諾數(shù)RE和相對(duì)粗糙度Δ/d
圓管中軸心處切應(yīng)力為0邊界處速度為0什么是平均速度的2倍名詞解釋:
1理想流體:粘度為零的流體稱為理想流體。
2不可壓縮流體:密度為常數(shù)或不變的流體稱為不可壓縮流體。3絕對(duì)壓強(qiáng):以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)算起的壓強(qiáng)稱為絕對(duì)壓強(qiáng)。4相對(duì)壓強(qiáng):大氣壓強(qiáng)為基準(zhǔn)算起的壓強(qiáng)稱為相對(duì)壓強(qiáng)。5真空度:絕對(duì)壓強(qiáng)不足一個(gè)大氣壓強(qiáng)的不足部分。
6流體的恒定流和非恒定流:流場(chǎng)中個(gè)空間點(diǎn)上的任意流動(dòng)要素都不隨時(shí)間變化,則稱流動(dòng)為恒定流,反之稱為非恒定流。
7跡線:在某一段時(shí)間間隔內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)所走過(guò)軌跡稱為跡線。8流線:在某一時(shí)刻速度方向和切線方向相重合稱為流線。9過(guò)流斷面:始終與流線垂直的面。10濕周:過(guò)流斷面的周長(zhǎng).
11水力半徑:過(guò)流斷面的面積與濕周之比。
12均勻流和和非均勻流:流線為直線且相互平行的流動(dòng)稱為均勻流,否則稱為非均勻流。簡(jiǎn)答
1:總劉伯努力方程的使用條件?
答:1流體是不可壓縮的。2流動(dòng)是恒定的。3作用與流體的質(zhì)量立只有重力4所取過(guò)流斷面1-12-2都在漸變流區(qū)域,但兩斷面之間不必都是漸變流動(dòng)。5所取兩過(guò)流斷面間沒(méi)有流量匯入或流量分出,亦沒(méi)有流量輸入或輸出。2雷諾數(shù)為什么能判別流態(tài)那?
答:因?yàn)閞e數(shù)反映了慣性力與粘性力作用的對(duì)比關(guān)系re較小反省了粘性作用力大對(duì)流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起著約束作用因此當(dāng)re小到一定程度時(shí)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)有秩序的線狀運(yùn)動(dòng)互不混摻也即呈層流形態(tài)。當(dāng)流動(dòng)的re數(shù)逐漸加大時(shí),說(shuō)明慣性力增大,粘性力控制作用隨之減小當(dāng)這種作用減弱到一定程度時(shí)層流失去了穩(wěn)定。又由于各種外界原因無(wú)邊界的高低不平等原因流體質(zhì)點(diǎn)離開了線狀運(yùn)動(dòng)此時(shí)粘性力不再能控制這種擾動(dòng)。而慣性作用則將微小擾動(dòng)不斷發(fā)展擴(kuò)大,從而形成了穩(wěn)流流態(tài)。Re=vd/γ與201*比
擴(kuò)展閱讀:液壓傳動(dòng)知識(shí)入門
第一節(jié)液壓傳動(dòng)的基本原理和系統(tǒng)組成
基本原理
液壓傳動(dòng)是利用封閉系統(tǒng)中的壓力液體實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換、傳遞運(yùn)動(dòng)和力的一種傳動(dòng)形式,如圖4-1所示。它是以液體為工作介質(zhì),在液壓泵中將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能,在液壓馬達(dá)或液壓缸中將液壓能又轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,來(lái)傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)方式。
系統(tǒng)組成
一個(gè)完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)包括以下五個(gè)基本組成部分:(1)動(dòng)力組件即液壓泵,它的作用是將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為工作液體的液壓能。
(2)執(zhí)行組件即液壓馬達(dá)或液壓缸,它的作用是將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,并驅(qū)動(dòng)負(fù)載做功。
(3)控制組件控制組件包括各種液壓控制閥,用來(lái)控制液壓系統(tǒng)的壓力、流量和液流方向。
(4)輔助組件包括油箱、管道、濾油器、蓄能器、冷卻器、加熱器以及監(jiān)測(cè)儀表等。
(5)工作液體即液壓油,是液壓系統(tǒng)中傳遞運(yùn)動(dòng)和力的介質(zhì),以及液壓能的載體。
第二節(jié)液壓組件的參數(shù)及計(jì)算
液壓泵的參數(shù)及計(jì)算1壓力
(1)額定壓力pr在正常工作條件下,液壓泵連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱為額定壓力。
(2)最高壓力pH超過(guò)額定壓力時(shí),允許液壓泵短暫運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力,稱為最高壓力。
(3)實(shí)際工作壓力p液壓泵工作時(shí)的實(shí)際壓力,稱為實(shí)際工作壓力,其壓力取決于實(shí)際負(fù)載的大小。2排量和流量
(1)排量qp液壓泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的密封容積最大變化量,稱為排量。排量決定于泵的幾何尺寸,所以也稱為容積常數(shù)。變量泵的排量可以改變。
(2)理論流量Qt不考慮泄漏時(shí),液壓泵單位時(shí)間內(nèi)輸出的油液體積稱為理論流量。如果液壓泵的主軸轉(zhuǎn)速為n(r/min),排量為qp(cm3),則理論流量為
(3)泄漏流量ΔQ泄漏流量與工作壓力、組件運(yùn)動(dòng)副的間隙及油液黏度有關(guān),也稱為容積損失。
(4)實(shí)際流量Q液壓泵單位時(shí)間實(shí)際輸出的油液體積稱為實(shí)際流量。
3容積效率
液壓泵的容積效率ηpv為實(shí)際流量與理論流量之比,即
液壓泵的容積效率根據(jù)泵的結(jié)構(gòu)不同,一般為0.7~0.9。4功率和總效率
(1)理論功率Pt不考慮容積損失和壓力損失時(shí),液壓泵所具有的液壓功率,稱為理論功率Pt,單位為kW。
(2)輸出功率Po液壓泵實(shí)際輸出的液壓功率稱為輸出功率。單位kW。
液壓泵的液壓效率ηpp一般都在0.99以上,液壓損失可以忽略不計(jì),于是
(3)輸入功率Pi原動(dòng)機(jī)作用在液壓泵主軸上的機(jī)械功率,稱為輸入功率Pi。
(4)機(jī)械效率ηpm液壓泵的理論功率Pt與輸入功率Pi之比,
稱為機(jī)械效率ηpm,即
(5)總效率ηp液壓泵的總效率ηp為輸出功率Po與輸入功率Pi之比,即
液壓馬達(dá)的參數(shù)及計(jì)算1排量qm
液壓馬達(dá)的排量qm與液壓泵相同。2流量和容積效率
(1)理論流量Qt不考慮容積損失時(shí),液壓馬達(dá)所需的流量稱為理論流量Qt。
(2)實(shí)際輸入流量Q液壓系統(tǒng)向液壓馬達(dá)供給的流量,稱為實(shí)際輸入流量。由于存在泄漏,顯然實(shí)際輸入流量應(yīng)大于理論流量,即
(3)容積效率ηmv液壓馬達(dá)的容積效率ηmv為理論流量Qt與實(shí)際輸入流量Q之比,即
3轉(zhuǎn)速n
液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速n取決于流量。即
當(dāng)n已確定時(shí),液壓馬達(dá)的實(shí)際輸入流量為
4扭矩和機(jī)械效率
(1)輸出扭矩M液壓馬達(dá)輸出軸上實(shí)際傳遞的最大扭矩,稱為額定扭矩。
(2)額定扭矩Mr在額定壓力下,液壓馬達(dá)輸出軸上傳遞的最大扭矩,稱為額定扭矩。
(3)理論扭矩Mt不考慮機(jī)械損失時(shí),液壓馬達(dá)能夠傳遞的扭矩,稱為理論扭矩。
(4)機(jī)械效率ηmm液壓馬達(dá)的輸出扭矩M與理論扭矩Mt之比稱為機(jī)械效率。
(5)功率和總效率。
①理論功率Pt:不考慮機(jī)械損失時(shí),液壓馬達(dá)所具有的液壓功率稱為理論功率。即
②輸出功率Po:液壓馬達(dá)輸出軸上實(shí)際傳遞的機(jī)械功率,稱為輸出功率。即
③輸入功率Pi:液壓馬達(dá)從系統(tǒng)中取得的液壓功率,稱為輸入功率。即
④總效率ηm:液壓馬達(dá)的總效率為輸出功率與輸入功率之比。
液壓缸的參數(shù)及計(jì)算
1負(fù)載力、牽引力和機(jī)械效率
(1)負(fù)載力R負(fù)載力包括工作機(jī)構(gòu)對(duì)液壓缸產(chǎn)生的作用力,工作機(jī)構(gòu)的摩擦阻力和慣性力。
(2)牽引力F牽引力為液壓缸活塞有效工作面積A上的液壓力。即
(3)機(jī)械效率ηcm由于液壓缸密封組件有摩擦阻力,所以牽引力應(yīng)大于負(fù)載力,負(fù)載力與牽引力之比,稱為機(jī)械效率。即
2運(yùn)動(dòng)速度
3功率和總效率
液壓系統(tǒng)的參數(shù)
(1)系統(tǒng)工作壓力pl液壓系統(tǒng)的實(shí)際壓力。
(2)系統(tǒng)流量Ql液壓系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際傳輸?shù)挠鸵后w積。
(3)管路效率ηl
4液壓系統(tǒng)的總效率ηs
第三節(jié)液壓油的物理性質(zhì)及選擇
液壓油的主要物理性質(zhì)為黏性和壓縮性。黏性和黏度
油液流動(dòng)時(shí),內(nèi)部產(chǎn)生摩擦力的性質(zhì)稱為黏性。黏性大的油液流動(dòng)性差,阻力大。黏性小的油液流動(dòng)性好,阻力小。因此油液的黏性對(duì)液壓系統(tǒng)的工作性能有直接影響。油液只有在流動(dòng)時(shí)才顯示黏性,靜止的油液不呈現(xiàn)黏性。黏性大小用黏度來(lái)衡量。
1動(dòng)力黏度
動(dòng)力黏度μ又稱絕對(duì)黏度,是用液體流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力的大小來(lái)表示的黏度。動(dòng)力黏度的單位為Pas。2運(yùn)動(dòng)黏度
運(yùn)動(dòng)黏度ν是動(dòng)力黏度μ與密度ρ之比。運(yùn)動(dòng)黏度沒(méi)有明確的物理意義,只是由于在理論分析中常常出現(xiàn)以μ/ρ表示的黏度,因此引入ν來(lái)代替μ/ρ,法定計(jì)量單位為m2/s,它與厘米克秒制單位(工程單位制)St和cSt之間的關(guān)系是
動(dòng)力黏度μ和運(yùn)動(dòng)黏度ν都直接表示油液的內(nèi)摩擦力大小,叫做絕對(duì)黏度。3相對(duì)黏度
相對(duì)黏度是以相對(duì)于水的黏性大小表示油液的黏度。我國(guó)采用恩氏黏度,用恩氏黏度計(jì)測(cè)定。表示方法為°Et。例如,8°Et,即相對(duì)黏度為恩氏8度。黏度和溫度的關(guān)系
油液的黏度隨溫度的升高而減小,該特性稱為黏溫特性。不同的油液有不同的黏溫特性,由于油液溫度的變化直接影響液壓系統(tǒng)的泄漏、流速、壓力損失和效率,所以,選用液壓油時(shí)要特別注意黏溫特性。黏溫特性可用黏溫曲線或黏溫指數(shù)表示,常用液壓油的黏溫曲線可查相關(guān)手冊(cè)。黏溫曲線平緩的液壓油,黏度隨溫度變化的程度較小,黏溫特性好。
黏度指數(shù)Ⅵ是液壓油黏度隨溫度變化的程度與標(biāo)準(zhǔn)液體黏度變化程度的比值,Ⅵ值越大,黏溫特性越好?蓧嚎s性和體積彈性模量
液壓油受壓力作用時(shí)體積發(fā)生變化的性質(zhì)叫可壓縮性。由于可壓縮性很小,在壓力較低時(shí)可以略而不計(jì),但是在壓力較高、體積較大或進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí),就必須考慮這一性質(zhì)。液體的相對(duì)壓縮量與壓力增量成正比。壓力變化不大時(shí),液壓油體積變化很小。所以壓力p<18MPa時(shí),可以忽略壓縮性。液壓油的體積彈性模量比鋼的彈性模量小得多。當(dāng)液壓油中混有空氣時(shí),壓縮量將顯著增加,體積彈性模量將顯著降低,所以液壓系統(tǒng)中應(yīng)盡量防止空氣混入。液壓油的選擇
選擇液壓油時(shí)要注意以下原則和要求。(1)黏度適當(dāng)、黏溫特性好、黏度指數(shù)高。(2)潤(rùn)滑性能好(油膜強(qiáng)度高),抗磨性好。(3)化學(xué)穩(wěn)定性好,不易分解、變質(zhì)和對(duì)金屬無(wú)腐蝕性。(4)清潔、無(wú)固體雜質(zhì),對(duì)人體無(wú)害。
第四節(jié)液壓泵的工作原理和基本結(jié)構(gòu)
齒輪泵
齒輪泵的基本結(jié)構(gòu)如圖4-2所示,由兩個(gè)參數(shù)相同的漸開線齒輪、傳動(dòng)軸、泵體、端蓋等組成。
齒輪的兩側(cè)分成兩個(gè)互相隔離的密封容積A和B。齒輪泵工作時(shí),齒輪按箭頭方向旋轉(zhuǎn)。兩齒輪的輪齒從一側(cè)進(jìn)入嚙合,從另一側(cè)退出嚙合。于是容積A逐漸增大形成局部真空,從油箱吸入油液。隨著齒輪旋轉(zhuǎn),油液在齒谷內(nèi)被帶到容積B中。而容積B逐漸減小,將油液排出。當(dāng)齒輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),容積A和B就連續(xù)不斷地吸油和排油。A腔為吸油腔,B腔為排油腔。這就是齒輪泵的工作原理。為了能夠連續(xù)供油,并使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),齒輪的重疊系數(shù)通常取ε>1。齒輪泵工作時(shí),輪齒嚙合點(diǎn)的齒面接觸線始終將吸油腔和排油腔隔離開,并且互相密封。因此,齒輪泵不需要設(shè)置配流機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)比其他容積式泵簡(jiǎn)單。
二、柱塞泵
柱塞泵是靠柱在缸體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成密封容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油與壓油的液壓泵,如圖4-3所示。柱塞每往復(fù)移動(dòng)一次,就使柱塞腔的容積增減一次。柱塞向右運(yùn)動(dòng)時(shí),柱塞腔的容積由小變大,產(chǎn)生真空,進(jìn)行吸液;當(dāng)柱塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí),柱塞腔的容積由大變小,把吸進(jìn)來(lái)的油液排出去。為了保證油液的流向,在柱塞腔裝有兩個(gè)方向相反的單向閥,一個(gè)為吸液閥4,一個(gè)為排液閥5。
葉片泵
如圖4-4所示,葉片泵由轉(zhuǎn)子1、定子2、葉片3和配流盤等組成。葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中,并可在槽內(nèi)滑動(dòng)。定子為圓柱形內(nèi)孔,定子和轉(zhuǎn)子間有偏心距e。配流盤位于轉(zhuǎn)子和定子的端部,開有吸油窗口和排油窗口。
轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),葉片在
離心力作用下從槽中滑出,外端緊貼于定子內(nèi)臂。這樣就在定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配流盤和端蓋之間形成若干個(gè)密封的工作容積。當(dāng)轉(zhuǎn)子按圖標(biāo)方向旋轉(zhuǎn)時(shí),下部的密封容積逐漸增大,從吸油窗口吸入油液。該密封容積隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到上部時(shí),容積逐漸變小,于是將其中的油液壓出,并從排油窗口排出。在吸油腔和排油腔之間,有一段過(guò)渡的封油區(qū)把兩腔互相隔開。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,每個(gè)工作容積各完成一次吸油和排油過(guò)程,所以稱為單作用葉片泵。單作用葉片泵由于排油腔單向壓力作用,使軸承上受到不平衡徑向力,限制了油壓的提高。這種泵也稱為非卸荷式葉片泵。這種泵的最大優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)變量,只要改變偏心距e和偏心方向,便可改變泵的排量和吸、排油方向,成為雙向變量泵。
葉片泵工作時(shí),必須保證葉片從槽中伸出緊貼于定子內(nèi)臂,使各工作容積可靠地密封。實(shí)現(xiàn)這一要求的方法除上述利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心力外,還可以采用其他措施,如向葉片槽底部通入壓力油和彈簧力使葉片伸出。此外,葉片還可
以傾斜安裝,以減小壓力角,有利于葉片從槽中滑出。單作用葉片泵的葉片采用向后傾斜安裝。不過(guò),這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向不能變換。
為了防止吸、排油腔互相串通,吸、排油腔之間的封油區(qū)所對(duì)應(yīng)的圓心角應(yīng)大于相鄰葉片間的夾角。但是這將使各工作容積進(jìn)入封油區(qū)時(shí)產(chǎn)生困油現(xiàn)象。為了消除困油現(xiàn)象,配流盤的吸、排油窗邊上都開有三角形卸荷槽
第五節(jié)液壓馬達(dá)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)
軸向柱塞馬達(dá)
如圖4-5所示,工作液經(jīng)配油盤1把處在高壓腔中的柱塞2推出,壓在斜盤上。斜盤給予柱塞的反作用力為N,N可分解為軸向分力Fa和徑向分力Ft。Ft產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,使缸體旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)馬達(dá)軸并輸出扭矩。從右圖可以看出,在7個(gè)柱塞中有4個(gè)處在配油盤的進(jìn)油槽上,因此,這4個(gè)柱塞同時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩就增大了,而且是連續(xù)不斷地進(jìn)行。
內(nèi)曲線馬達(dá)
內(nèi)曲線馬達(dá)是內(nèi)曲線徑向柱塞液壓馬達(dá)的簡(jiǎn)稱。它由若干個(gè)裝在徑向的柱塞及配油軸組成。柱塞的外端通過(guò)滾輪與定子內(nèi)曲線接觸。當(dāng)壓力油對(duì)柱塞作用時(shí),迫使柱塞端的滾輪沿定子內(nèi)曲線移動(dòng),推動(dòng)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖4-6所示,壓力油進(jìn)入配油盤4的中心孔后,經(jīng)進(jìn)油口6分別進(jìn)入①、⑤柱塞孔,推動(dòng)柱塞①、⑤壓向內(nèi)曲線a段;與此同時(shí),③、⑦柱塞孔與回油口5相連通。因此,柱塞②、④、⑥、⑧處于過(guò)渡狀態(tài)。設(shè)曲面對(duì)柱塞①、⑤滾輪的反作用力為N,它可以分解為兩個(gè)分力,一個(gè)分力P沿柱塞軸線方向與液壓力的合力平衡;另一個(gè)分力T則垂直于柱塞軸線,對(duì)轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生力矩,推動(dòng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
第六節(jié)方向控制閥
方向控制閥按其在液壓系統(tǒng)中的功用可分為單向閥和換向閥兩大類。單向閥可保證油液只在一個(gè)方向通過(guò),而不允許油液反向流動(dòng);換向閥則用以接通、關(guān)斷油路,改變油液方向。單向閥
單向閥如圖4-7所示,一般由閥體、閥芯及彈簧組成。彈簧的作用是保證閥芯迅速?gòu)?fù)位。當(dāng)液流正向通過(guò)單向閥時(shí),只需克服彈簧力,一般彈簧很軟,阻力很小,而液流企圖反向流動(dòng)時(shí),閥芯復(fù)位并被壓緊在閥座上,截?cái)嘁毫魍ǖ馈?/p>
換向閥
換向閥的工作原理如圖4-8所示,主要由閥體及閥芯等組成。閥體內(nèi)加工了幾條環(huán)形通道,閥芯上加工了幾個(gè)臺(tái)肩與之相配合,以使某些通道連通,而另一些通道被封閉。當(dāng)閥芯在閥體內(nèi)作軸向移動(dòng)時(shí),可改變各通道之間的連通關(guān)系,從而改變液流通過(guò)閥后的方向。
通常將閥與液壓系統(tǒng)中油路相連通的油口數(shù)叫“通”;為改變液流方向,閥芯相對(duì)于閥體的不同工作位置數(shù)叫“位”,常用“幾位幾通”說(shuō)明滑閥的職能特點(diǎn)。圖4-8(a)中為二位二通閥,圖(b)為二位三通閥,圖(c)為三位三通閥,圖(d)為二位四通閥,圖(e)為三位四通閥。在滑閥的職能符號(hào)中,方塊的個(gè)數(shù)表示滑閥的“位”數(shù);方塊的箭頭表示相對(duì)應(yīng)兩油口連通,箭頭方向?yàn)橐毫鞣较;方塊內(nèi)的截?cái)喾?hào)表示相應(yīng)油口在閥內(nèi)被封閉。為了敘述方便,常將閥與系統(tǒng)供油路連通的進(jìn)油口用“P”表示,將閥與系統(tǒng)回油路連通的回油口用字母“T”表示,將閥與執(zhí)行組件連通的工作油口用字母“A”、“B”表示。
第七節(jié)流量控制閥
控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)流量的組件,稱為流量控制閥。常用的流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥和分流閥等。節(jié)流閥
節(jié)流閥通常采用軸向斜槽、錐閥和圓周縫隙閥口。圖4-9為采用軸向斜槽節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)。進(jìn)液口的油液經(jīng)三角槽式節(jié)流口從出液口流出。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí),經(jīng)過(guò)推桿即可使閥芯軸向移動(dòng),從而改變節(jié)流口的通流面積,達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。彈簧的作用是使閥芯始終頂住推桿。調(diào)速閥
調(diào)速閥通常是在節(jié)流閥的進(jìn)液口前串聯(lián)一個(gè)定差減壓閥,也可稱為串聯(lián)壓力補(bǔ)償節(jié)流閥。其工作原理如圖4-10所示。調(diào)速閥由節(jié)流閥芯2和減壓閥閥芯1裝在一個(gè)共同的閥體中組成。節(jié)流閥口的通流面積為調(diào)定值,此時(shí)只要能保證節(jié)流
閥口兩邊的壓力差為定值,則通過(guò)節(jié)流閥的流量就可以保持穩(wěn)定。溢流節(jié)流閥
溢流節(jié)流閥是由節(jié)流閥1和溢流閥2并聯(lián)的組合閥,稱為并聯(lián)壓力補(bǔ)償節(jié)流閥,其工作原理如圖4-11所示。溢流節(jié)流閥中的定壓溢流閥與普通溢流閥不同,它不是由進(jìn)液口的壓力p控制溢流口的大小,而是由進(jìn)液口壓力和節(jié)流閥出口壓力p2之差來(lái)控制的。液壓泵的輸出流量總是多于系統(tǒng)的需要量,多余的油液必須通過(guò)溢流閥返回油箱,因此,溢流閥口總是開啟的。
分流閥
分流閥可將來(lái)自液壓泵的油液,按一定流量比例分配給兩個(gè)并聯(lián)的液壓缸或馬達(dá)。如圖4-12所示,流量為Q、壓力為p的油液從進(jìn)液口輸入,流經(jīng)兩個(gè)固定節(jié)流孔a和b進(jìn)入環(huán)槽g和h,最后經(jīng)兩個(gè)可變節(jié)流口c和d,從出液口A和B流出。閥芯可以在閥體內(nèi)自由軸向移動(dòng),其上有兩個(gè)軸向孔分別將e與h,g與f腔溝通。當(dāng)閥芯處于平衡狀態(tài)時(shí),e腔和f腔的壓力必然相等。這時(shí)通過(guò)兩個(gè)固定節(jié)流孔的流量,也就是出液口的流量。
第八節(jié)壓力控制閥
壓力控制閥的基本作用是控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中油液的壓力,大致分為溢流閥、減壓閥和順序閥等三種。溢流閥
溢流閥的基本功能有兩個(gè):一是限制液壓系統(tǒng)的最高工作壓力,起安全保護(hù)作用,通常稱為安全閥;另一個(gè)是保持液壓泵的輸出壓力基本穩(wěn)定,一般為溢流閥。1安全閥
安全閥常并聯(lián)在變量泵的出口處,如圖4-13所示,變量泵的輸出流量Q可以根據(jù)執(zhí)行組件的需要進(jìn)行調(diào)節(jié),在系統(tǒng)中不會(huì)產(chǎn)生多余的油液。因此在正常工作條件下,安全閥的閥芯在調(diào)壓彈簧的作用下總是關(guān)閉的。
2溢流閥
溢流閥常并聯(lián)在定量泵的出口處,并經(jīng)常與節(jié)流閥配合使用,如圖4-14所示。在采用溢流閥保持液壓泵輸出壓力基本穩(wěn)定的系統(tǒng)中,通常定量泵的輸出流量Q大于執(zhí)行組件工作過(guò)程中所需流量的最大值。因此,在正常工作條件下,溢流閥的閥口總是開啟的,讓多余的油液回油箱,防止系統(tǒng)中壓力升高。
減壓閥
減壓閥可將其出口壓力調(diào)節(jié)到低于它的進(jìn)口壓力。減壓閥可分為定壓減壓閥和定差減壓閥兩種類型。
1定壓減壓閥
定壓減壓閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式之分。1)直動(dòng)式減壓閥
直動(dòng)式減壓閥的工作原理如圖4-15所示。工作時(shí),壓力油從進(jìn)液口A進(jìn)入,通過(guò)閥芯1和閥體2之間的節(jié)流口產(chǎn)生壓力損失,經(jīng)出液口C流出。由于出口壓力p2低于進(jìn)口壓力p1,即所謂減壓。同時(shí)出口壓力油經(jīng)孔道進(jìn)入閥芯下端,對(duì)閥芯產(chǎn)生一個(gè)向上的液壓力與其調(diào)壓彈簧的作用力相平衡。
2)先導(dǎo)式減壓閥
先導(dǎo)式減壓閥的工作原理和結(jié)構(gòu)如圖4-16所示。與先導(dǎo)式溢流閥一樣,它也由先導(dǎo)閥3和主閥1兩部分組成,主閥彈簧4將主閥1往下壓,力圖使開口量加大。
2定差減壓閥
定差減壓閥不但出口壓力低于進(jìn)口壓力,而且不管進(jìn)口壓力如何變化,總保持進(jìn)出口壓差為一個(gè)常數(shù)。定差減壓閥作為某種液壓組件的一部分,以改善其工作性能,很少單獨(dú)使用。
三、順序閥
順序閥的主要功能是利用液壓力來(lái)控制液壓系統(tǒng)中各個(gè)執(zhí)行組件動(dòng)作的先后順序。它廣泛應(yīng)用于機(jī)床及壓力機(jī)械中。順序閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩類。1直動(dòng)式順序閥
如圖4-17所示為直動(dòng)式順序閥的基本工作原理和裝配形式。順序閥根據(jù)其控制油液的來(lái)源,可分為內(nèi)控式和外控式兩種,直接利用進(jìn)液口壓力控制的,稱為內(nèi)控式順序閥;由獨(dú)立回路控制的,則稱為外控式順序閥。不論是直動(dòng)式或先導(dǎo)式順序閥,均有這兩種控制方式,只需稍加改裝即可實(shí)現(xiàn)。2先導(dǎo)式順序閥
如圖4-18所示是先導(dǎo)式順序閥的結(jié)構(gòu)圖,圖中未表示出泄漏口位置。控制液體經(jīng)主閥芯中心阻尼孔進(jìn)入先導(dǎo)閥,調(diào)節(jié)先導(dǎo)閥的調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓量,即可改變開啟主閥閥芯控制壓力的數(shù)值。
第九節(jié)液壓輔助件
液壓系統(tǒng)常用的輔助組件有:油箱、冷卻器、濾油器、蓄能器、密封裝置、油管和管接頭等。油箱
油箱的基本功能是儲(chǔ)存液壓系統(tǒng)中的油液,同時(shí)兼有散熱、沉淀雜質(zhì)和分離油液中混入的水、氣等作用。油箱分為開式、閉式和充氣式三種類型。
圖4-19為開式油箱的典型結(jié)構(gòu),其主要部件有:箱體1,箱蓋2,注油口3,空氣濾清器4,隔板5、6、7,吸液管9,
油位指示器10,放油塞11和永久磁鐵12等。它們的相對(duì)安裝位置如圖4-19所示。由于油箱中設(shè)置了一套復(fù)雜的隔板,因而具有良好的沉淀雜質(zhì),分離水、氣和散熱性能。
冷卻器
在某些設(shè)備中不允許油箱容積太大,或者要求進(jìn)一步降低油液溫度,特別在閉式系統(tǒng)中,絕大部分油液不能直接返回油箱冷卻。對(duì)于這些場(chǎng)合就需要采用冷卻器對(duì)油液進(jìn)行強(qiáng)制冷卻,以便控制油液的溫度。冷卻器分為水冷式和風(fēng)冷式兩類。常用的水冷式冷卻器如圖4-20所示。濾油器
濾油器的結(jié)構(gòu)形式很多,常用的有網(wǎng)式、線隙式、燒結(jié)式、紙質(zhì)和磁性濾芯等。1網(wǎng)式濾油器
網(wǎng)式濾油器又稱濾油網(wǎng),其結(jié)構(gòu)如圖4-21所示,由一層或兩層銅絲網(wǎng)包圍在金屬骨架上制成。通常用作吸液濾油
器,避免液壓泵吸入較大顆粒的雜質(zhì)。
線隙式濾油器如圖4-22所示,利用銅絲或鋁絲繞在圓形骨架上,靠金屬絲之間的縫隙過(guò)濾油液。油液從孔b進(jìn)入殼體1和濾芯2之間,經(jīng)濾芯的縫隙進(jìn)入濾芯中部,再?gòu)目譨流出。
3燒結(jié)式濾油器
圖4-23為燒結(jié)式濾油器,其濾芯是由顆粒狀青銅粉壓制而成,利用銅顆粒之間的微孔濾去油液中的雜質(zhì)。4紙質(zhì)濾油器
紙質(zhì)濾油器如圖4-24所示,其濾芯由厚度為35mm~75mm的酚醛樹脂或木槳微孔濾紙制成。為增強(qiáng)濾芯強(qiáng)度,濾芯一般分三層:外層采用粗眼鋼板網(wǎng)2,中層為折疊式微孔濾紙3,以增大濾芯的過(guò)濾面積,里層是金屬絲網(wǎng)4與濾紙一并折疊而成,中心裝有支承彈簧5的支座。為了保證濾芯正常工作,防止因雜質(zhì)堵塞或壓差增大而將濾芯沖破,在濾油器上端裝有發(fā)訊裝置1或者設(shè)置安全閥。
圖4-25為磁性濾油器,濾芯由圓筒形永久磁鐵3、非磁性罩子2和若干鐵環(huán)1組成,利用磁化原理來(lái)濾去油液中的鐵屑雜質(zhì)。蓄能器
蓄能器是一種儲(chǔ)存壓力油液的液壓組件。按結(jié)構(gòu)可分為重力式、活塞式和充氣式三種類型。它們分別將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹匚、彈簧和氣體的位能儲(chǔ)存起來(lái),在需要時(shí)又轉(zhuǎn)變成液壓能重新釋放出來(lái)。1重力式蓄能器
如圖4-26所示,它是利用重錘2,通過(guò)柱塞1對(duì)缸體3中的油液加載。
2活塞式蓄能器
如圖4-27所示,在缸體2中裝有活塞1,并用O形密封圈密封;钊纳喜繛閴嚎s氣體,氣體由氣門3充入。活塞的下部為高壓油液,油液從孔a進(jìn)入;钊S著油液壓力的增減在缸體內(nèi)移動(dòng),并利用氣體的膨脹或壓縮以平衡油液的壓力。
3充氣式蓄能器
如圖4-28所示,在殼體2的內(nèi)部裝有氣囊3,氣囊由合成耐油橡膠制成,惰性氣體從氣門1充入氣囊,在氣囊與殼
體之間為高壓油液。在殼體下部裝有受彈簧力作用的提升閥,當(dāng)油液全部排盡時(shí),防止氣囊膨脹到殼體之外。
油管和管接頭
油管的作用是保證液壓系統(tǒng)的油液循環(huán)和能量傳輸。管接頭將油管與液壓組件或油管之間連接起來(lái)。1油管
在礦山機(jī)械液壓系統(tǒng)中,油管主要采用冷拔無(wú)縫鋼管、耐油橡膠軟管和紫銅管,有時(shí)也用一些塑料管和尼龍管。2管接頭
在液壓系統(tǒng)中,金屬管之間以及金屬管與液壓組件之間的連接,可以采用直接焊接、法蘭連接或螺紋聯(lián)接。對(duì)于小直徑的金屬管,目前普遍采用管接頭聯(lián)接。橡膠軟管與金屬管,或者膠管與液壓組件之間的連接,都采用膠管接頭。
第十節(jié)液壓缸
液壓缸也是一種執(zhí)行組件。功能與液壓馬達(dá)相同,也是輸入的液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,所以也屬于能量轉(zhuǎn)換裝置。但是運(yùn)動(dòng)形式與液壓馬達(dá)不同。常用的液壓缸有兩種典型結(jié)構(gòu),一種是雙作用單活塞桿液壓缸,另一種是單作用柱塞式液壓缸。
雙作用單桿活塞式液壓缸
如圖4-29所示,圖中11為缸筒,左端裝有底蓋2,右端有缸蓋15,8為活塞,內(nèi)裝活塞桿12。活塞上端有密封裝置6和7,防止油液外泄。缸筒兩端設(shè)油孔A和B,連接液壓油管。液壓缸兩端的耳環(huán)1分別用來(lái)固定或連接負(fù)載。13為導(dǎo)向套,用來(lái)為活塞桿導(dǎo)向,使活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)保持與缸筒的同軸度。為了防止泄漏和防止外界污染物進(jìn)入缸筒,導(dǎo)向套的內(nèi)部也裝有密封圈。
雙作
用液壓缸是利用壓力油推動(dòng)活塞和活塞桿實(shí)現(xiàn)正、反兩個(gè)方向都能產(chǎn)生作用力的液壓缸。從A孔輸入壓力油時(shí),活塞桿
伸出,產(chǎn)生推力,使活塞桿腔的油液從B孔排回油箱;從B孔輸入壓力油時(shí),活塞桿縮回,產(chǎn)生拉力,使活塞桿腔的油液從A孔排回油箱。單作用柱塞式液壓缸
如圖4-30所示,單作用柱塞式液壓缸由缸筒1、柱塞2、導(dǎo)向套3、密封圈4和缸蓋5組成。單作用柱塞式液壓缸只有一個(gè)油孔。當(dāng)輸入壓力油時(shí),柱塞向外伸出,產(chǎn)生推力。單作用柱塞不能自動(dòng)返回,它只能在外力作用下返回,并將缸筒內(nèi)的油液排回油箱。
第十一節(jié)液壓系統(tǒng)基本控制回路
液壓系統(tǒng)均由主回路和基本控制回路組成。基本控制回路是由有關(guān)液壓組件組成,用以完成特定功能的典型回路。速度控制回路
1無(wú)級(jí)調(diào)速回路
無(wú)級(jí)調(diào)速回路分為節(jié)流調(diào)速和容積調(diào)速兩種。
(1)節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)是由定量泵、流量控制閥、溢流閥和執(zhí)行組件等組成。通過(guò)流量控制閥改變輸入執(zhí)行組件的流量,調(diào)節(jié)執(zhí)行組件的運(yùn)動(dòng)速度如圖4-31所示。
(2)容積調(diào)速是通過(guò)改變液壓泵或液壓馬達(dá)的排量來(lái)進(jìn)行調(diào)速,如圖4-32所示。
2有級(jí)調(diào)速回路1)雙泵調(diào)速回路
雙泵并聯(lián)的兩級(jí)調(diào)速回路如圖4-33所示,由高壓小流量泵1和低壓大流量泵2組成,通常將這兩個(gè)泵裝在一個(gè)殼內(nèi),由同一根傳動(dòng)軸帶動(dòng)。液壓缸9的活塞向左運(yùn)動(dòng)時(shí)為工作行程。如果將壓力繼電器8的動(dòng)作壓力調(diào)定為工作壓力,則液壓缸工作時(shí)壓力繼電器動(dòng)作,使二位二通電磁閥5接油箱,三位四通電磁閥20k在右位低壓大流量泵2通過(guò)溢流閥4卸載,液壓缸僅由高壓小流量泵1供液。液壓缸活塞向右空載快速返回時(shí),二位二通電磁閥關(guān)閉,三位四通電磁閥工作在左位
兩個(gè)液壓泵同時(shí)在低壓下向液壓缸供液,以滿足其快速返回的要求。
2)有級(jí)節(jié)流調(diào)速回路
由兩個(gè)節(jié)流閥和一個(gè)三位四通電磁閥組成的三級(jí)節(jié)流調(diào)速回路,通常用于機(jī)床液壓傳動(dòng)中,電磁閥及節(jié)流閥接在液壓缸的回路上,兩個(gè)節(jié)流閥并聯(lián)連接。3限速回路
1)單向節(jié)流閥限速回路
如圖4-34所示為鉆機(jī)鉆臂的升降回路。換向閥在中位時(shí),液壓泵卸荷,由液控單向閥將鉆臂鎖緊在任何位置上。換向閥在左位時(shí),油液經(jīng)單向閥進(jìn)入鉆臂升降缸下腔,使鉆臂升起;換向閥在右位時(shí),鉆臂升降缸下腔的油液必須經(jīng)過(guò)節(jié)流閥,節(jié)流阻力使下降速度受到一定限制。合理調(diào)節(jié)節(jié)流口的大小,可使重物在不超過(guò)額定載荷的情況下,緩慢下降。
2)單向順序閥限速回路
如圖4-35所示為液壓絞車的液壓系統(tǒng),采用單向順序閥限速
回路,其重物下放速度比采用單向節(jié)流閥穩(wěn)定。換向閥1在中位時(shí),液壓泵3卸荷,制動(dòng)閥2在彈簧力作用下制動(dòng)提升卷筒4。換向閥在左位時(shí),油液進(jìn)入制動(dòng)缸,制動(dòng)閥松閘同時(shí)油液經(jīng)單向閥進(jìn)入液壓馬達(dá),提升重物。
壓力控制回路
壓力控制回路主要是借助于各種壓力控制組件控制液壓系統(tǒng)中各回路的工作壓力,以便滿足各執(zhí)行組件所需的力或力矩,壓力控制回路包括調(diào)壓、卸荷、增壓、減壓、制動(dòng)及順序動(dòng)作等基本回路。1調(diào)壓回路1)背壓回路
如圖4-36所示為閉式系統(tǒng)的調(diào)壓回路。溢流閥1處于常開狀態(tài),可保持液壓馬達(dá)回液壓力恒定。溢流閥2限制閉式系統(tǒng)輔助泵的壓力,正常工作時(shí)呈關(guān)閉狀態(tài)。溢流閥3限制主回
路高壓側(cè)壓力,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行高壓保護(hù),常稱為安全閥。
2)限壓回路
如圖4-37所示為液壓支架的限壓回路,用安全閥限制立柱下腔的最高工作壓力,從而限定液壓支架的工作阻力。
3)多級(jí)調(diào)壓回路
如圖4-38所示為多級(jí)調(diào)壓回路,溢流閥1的遙控口接入三位四通閥,并分別與遠(yuǎn)程調(diào)壓閥2或3連接。實(shí)際上用調(diào)壓閥2或3代替溢流閥中的先導(dǎo)閥。2卸荷回路1)換向閥卸荷回路
如圖4-39所示為帶式輸送機(jī)張緊裝置的液壓系統(tǒng)。利用換向閥使液壓馬達(dá)正、反轉(zhuǎn),通過(guò)蝸輪傳動(dòng)使繩筒1轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)鋼絲繩2帶動(dòng)機(jī)尾3移動(dòng),從而調(diào)節(jié)皮帶4的張力。
如圖4-40所示,當(dāng)系統(tǒng)不工作時(shí),二位二通電磁閥通電。泵的輸出流量全部經(jīng)二位二通閥形成的旁路直接流回油箱。3)先導(dǎo)式溢流閥卸荷回路
如圖4-41所示是用二位二通電磁閥控制先導(dǎo)式溢流閥的卸荷回路,當(dāng)二位二通閥處于圖示位置時(shí),系統(tǒng)工作,液壓泵的壓力由溢流閥調(diào)節(jié)。當(dāng)需要液壓泵卸荷時(shí),二位二通閥電磁閥通電,溢流閥的遠(yuǎn)程控口通過(guò)二位二通閥與油箱接通,此時(shí)溢流閥的閥口全開,泵的全部流量在很低的壓力下經(jīng)溢流閥流回油箱,液壓泵卸荷。
4)卸荷閥卸荷回路
如圖4-42所示,圖(a)是用通用卸荷閥卸荷,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到卸荷閥的調(diào)定壓力時(shí),液壓泵卸荷運(yùn)轉(zhuǎn)。圖(b)為液壓支架泵站的液壓系統(tǒng),采用專用卸荷閥。當(dāng)系統(tǒng)不工作時(shí),液壓泵卸荷
運(yùn)轉(zhuǎn)。
3減壓回路
在單泵供液的液壓系統(tǒng)中,當(dāng)某執(zhí)行組件或支路所需要的壓力低于溢流閥所調(diào)定的壓力時(shí),可采用減壓閥組成減壓回路,如圖4-43所示。4增壓回路
增壓回路用來(lái)使液壓系統(tǒng)的局
部回路獲得很高的壓力,增壓后的壓力可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液壓泵的工作壓力。如圖4-44所示。
5緩沖回路
如圖4-45所示,圖(a)是用四個(gè)單向閥和一個(gè)安全閥連接在液壓馬達(dá)進(jìn)出液口之間。當(dāng)換向閥回到中位時(shí),液壓馬達(dá)進(jìn)出液口封閉,由于負(fù)載慣性,馬達(dá)原來(lái)低壓側(cè)的壓力劇增,安
全閥溢流,使液壓馬達(dá)進(jìn)出液口自行循環(huán),從而過(guò)載壓力得到緩沖;圖(b)和圖(c)用兩個(gè)安全閥,以相反方向連接在液壓馬達(dá)進(jìn)出液口之間,當(dāng)馬達(dá)的一側(cè)過(guò)載而另一側(cè)產(chǎn)生負(fù)壓時(shí),相應(yīng)的安全閥立即打開形成回路,使液壓馬達(dá)的進(jìn)出液口自行循環(huán)。這樣,高壓側(cè)壓力得到緩沖,低壓側(cè)可補(bǔ)充油液;圖(d)是用兩個(gè)安全閥和兩個(gè)單向閥分別為液壓馬達(dá)兩側(cè)緩沖和補(bǔ)油。
6制動(dòng)回路
如圖4-46所示,當(dāng)機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),來(lái)自輔助泵的低壓油進(jìn)入制動(dòng)缸3,松開裝在液壓馬達(dá)1軸上的摩擦制動(dòng)器2,使馬達(dá)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)突然停止供液時(shí),馬達(dá)在慣性作用下做繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),并不立即停車。由于輔助4泵也停止供液,制動(dòng)器在彈簧力作用下將馬達(dá)軸制動(dòng),使液壓馬達(dá)5迅速平穩(wěn)地停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
方向控制回路
在液壓系統(tǒng)中,執(zhí)行組件的啟動(dòng)、停止和換向,是利用控制進(jìn)入執(zhí)行組件液流的接通、關(guān)斷或改變流向來(lái)實(shí)現(xiàn)的,完成這些功能的回路稱為方向控制回路。常用的方向控制回路有換向回路、鎖緊回路、定向回路及順序回路等。1換向回路
換向回路的主要作用是改變執(zhí)行組件的運(yùn)動(dòng)方向?煞譃閾Q向閥換向回路和雙向變量泵換向回路。2鎖緊回路
為了使執(zhí)行組件能在任何位置上停止,并防止停止后在外負(fù)載影響下發(fā)生竄動(dòng),采用鎖緊回路?煞譃閾Q向閥鎖緊回路、液壓鎖鎖緊回路(圖4-47)及平衡閥鎖緊回路。3定向回路
在液壓系統(tǒng)中,當(dāng)主回路或某些支路上液流方向發(fā)生變化
時(shí),要保證某些管路液流方向不變,可采用定向回路。定向回路通常由四個(gè)單向閥
組成,也稱為整流回路,如圖4-48所示。
4順序回路
在多液壓缸的系統(tǒng)中,有時(shí)需要規(guī)定某些液壓缸必須按指定的順序動(dòng)作,通常是利用壓力控制或行程控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)多缸順序動(dòng)作,這樣的回路稱為順序回路。它分為順序閥順序回路(圖4-49)和換向閥順序回路(圖4-50)。
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