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1、單擊以編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),Serim,中冶集團(tuán)北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院,鋼星所業(yè)務(wù)培訓(xùn),鋼成之星冶金設(shè)備研究所,*,液壓系統(tǒng)基本知識(shí),1,1. 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??；,實(shí)現(xiàn)高頻換向，反應(yīng)快，沖擊小；,標(biāo)準(zhǔn)化和通用化程度高。,2,2. 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

2、液的防火。,3,3. 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)通器原理,(容積式),h,1,A,1,=h,2,A,2,P,1,=P,2,=P,F,1,=P,1,A,1,F,2,=P,2,A,2,F,1,F,2,A,1,A,2,h,1,h,2,P,1,P,2,4,4. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成,液壓系統(tǒng),動(dòng)力系統(tǒng),分配系統(tǒng),工作系統(tǒng),泵站：機(jī)械能液壓能,液壓缸、馬達(dá)等執(zhí)行元件液壓能機(jī)械能,各類(lèi)控制元件組成的閥架控制工作機(jī)構(gòu)的方向、速度、壓力、順序,5,4.1. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單示意圖,M,W,W,動(dòng)力系統(tǒng),分配系統(tǒng),工作系統(tǒng),

3、6,4.2. 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,7,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：1621,Pa。,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。,8,動(dòng)力系統(tǒng)的心臟是泵裝置,泵的分類(lèi)

4、：,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,9,泵的結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn),類(lèi)型,優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn),齒輪泵,外嚙合,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)。,工作壓力較低，流量及壓力脈動(dòng)較大，容積效率較低。,內(nèi)嚙合,結(jié)構(gòu)更緊湊，體積小，吸油性能好，流量均勻性好。,結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工性差。,葉片泵,單作用,1周完成1次吸排油，可變排量，低速大流量。,結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，流量均勻，噪音小，壽命長(zhǎng)。,對(duì)油液污染較敏感

5、，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)子作用力不平衡。,雙作用,1周完成2次吸排油，轉(zhuǎn)子作用力平衡。,對(duì)油液污染較敏感，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，排量不可變。,柱塞泵,軸向,精度高，密封性好，工作壓力高。,制造精度高，價(jià)格貴，對(duì)油液污染較敏感。,徑向,螺桿泵,兩螺桿,三螺桿,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，流量及壓力脈動(dòng)小，工作平穩(wěn)可靠，噪音小，容積效率高,。,加工較難，不能變量。,10,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：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

6、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。,11,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。,12,系統(tǒng)清潔度控制,油的污染：,原始污染；侵入污染；內(nèi)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

7、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：0.1,mm；,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),13,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，但必須限定在安全值以?xún)?nèi)，以保證系統(tǒng)安全。,限壓

8、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。,14,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。,蓄能器的種類(lèi)：,重錘式；彈簧式；活塞式；皮囊式等。,目

9、前最常用的是皮囊式蓄能器。,15,液壓站系統(tǒng)圖實(shí)例,16,4.3. 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,17,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。,18,經(jīng)常使用的控制閥,換向閥：通過(guò)改變閥

10、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。,P,T,B,A,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,P,T,B,A,P,T,A,人工手柄,人工按鈕,W,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,P,T,B,A,三位閥中位機(jī)能舉例,P,T,B,A,帶機(jī)械定位,19,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

11、；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)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,W,20,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

12、集流閥,同步馬達(dá),21,經(jīng)常使用的控制閥,壓力控制閥：溢流閥、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,22,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,B,A,X,23,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

13、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,24,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,25,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

14、比例調(diào)速閥組,26,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,P,T,B,A,B,A,P,T,三位四通電液比例換向閥,27,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

15、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。,28,經(jīng)常使用的控制閥,插裝閥：一種用小流量控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??；通流能力大；動(dòng)作速度快；密封性好；制造簡(jiǎn)單；工作可靠。,控制口,C,通油口,A,通油口,B,錐閥單元,29,幾種典型的控制回路,調(diào)壓回路：溢流閥調(diào)壓；泵調(diào)壓。,W,W,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,30,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

16、。,31,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,負(fù)載,負(fù)載,平衡閥平衡回路,負(fù)載,32,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。,33,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。,

17、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,34,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)行元件的速度增加。,最常見(jiàn)的是差動(dòng)回路。,差動(dòng)回路,35,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,36,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,37,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,2:1,適用于高壓系統(tǒng),38,幾種典型的控制回路,方向控制回

18、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,P,T,A,B,P,T,A,B,a,b,39,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,P,T,A,B,T,C,D,E,F,P,T,A,B,40,實(shí)用回路舉例,常用普通回路,P,T,A,B,鎖緊缸回路,P,T,A,B,41,實(shí)用回路舉例,單向負(fù)載回路,P,T,A,B,負(fù)載,P,T,A,B,負(fù)載,交變向負(fù)載回路,42,實(shí)用回路舉例,單向負(fù)載同步回路,P,T,A,B,負(fù)載,負(fù)載,

19、43,實(shí)用回路舉例,比例閥控制變速回路,(集卷機(jī)雙臂芯棒),B,A,P,T,P,T,a,b,a,b,差動(dòng)、變速?gòu)?fù)合回路,(壓緊機(jī)壓頭),44,4.4. 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。,45,每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能要求,液壓缸的缸(桿)徑及行程；,液壓馬達(dá)的排量；,液壓缸的推力、拉力(工作壓力)及往返速度或動(dòng)作時(shí)間；,液壓馬達(dá)的輸出力矩(工作壓力)及轉(zhuǎn)速；,46,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,提供每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)示意圖，確定以下主要內(nèi)容：,液壓缸動(dòng)作過(guò)程中，負(fù)載方向和大小變化情況；,機(jī)構(gòu)是否需要自鎖；,運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否需要液壓制動(dòng)。,47,較復(fù)雜設(shè)備的工作循環(huán)周期及動(dòng)作順序,主要目的是：計(jì)算一個(gè)工作周期內(nèi)的介質(zhì)消耗情況，如最大流量、平均流量等。以此作為液壓泵站的設(shè)計(jì)依據(jù)。,48,