液压系统基础知识及液压元件

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1、压力、流量和功率 1.2、流量
流量Q ：单位时间内流过某一截面液体的体积，流量国际单位 是m^3/s,常用单位有L/Min。 运动速度取决于输入流量的大小？ 流量的连续性基于假设液体不可压缩和质量守恒定律。 L
v
Leabharlann BaiduA Q
流量 Q＝AL/t＝Av V=Q/A
1.3、液压功率计算
N＝Fv＝pAv＝pQ N=T*2л* n
5、系统的布局和安装灵活； 6、易实现无级调速； 7、执行元件运行平稳，易实现快速启动、停止和频繁换向； 8、与电控系统结合具有良好的控制调节能力。
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2、液压传动的主要优缺点 2.2 液压传动的缺点：
1、传动效率较低（机械能-压力能-机械能）； 2、不能实现严格的传动比（系统有泄漏、液压的可压缩性等）； 3、工作环境要求较高（注意防火、防灰、防高温等）； 4、易产生泄漏，对环境产生污染； 5、液压元件加工精度要求高、造价和成本较高； 6、故障不易排除，对操作人员技术水平要求高。
动力装臵 传动装臵 机械传动
电气传动
流体传动
液力传动
设 备
液体传动
液压传动 气体传动
电气控 制系统 执行装臵 机架
液压传动：液压传动是以液体为介质，依靠运动液体的压力 能来传递动力的传动。
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1、液压技术的发展
17世纪中叶
1650年帕斯卡提出静压传递原理 18世纪末 1795年英国人布拉默制成第一台水压机 19世纪 炮塔转位器、六角车床和磨床 第二次世界大战武器工业促使液压伺服技术 的发展， 战后转向民用，工程机械、农业、汽车发展 20世纪50年代后 发展为一门完整的学科 在密闭容器内，施加于静止液体上 应用： 95%工程机械、90%数控加工中心、 的压强将以等值同时传到液体各点， 95%以上的自动线采用液压传动。 与容器的大小和形状无关。
低
好
不敏感
较敏感 很敏感 很敏感 很敏感
较大
很小 一般 一般 一般
定量
定量/ 变量 定量 定量/变量 定量 /变量
较高 较差 高 高 高 差 差 差
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1、动力元件-液压泵 1.9油泵启动调试
步骤一：将油泵油泵最高处泄油口的胶管拆下，用干净的堵头堵住；
步骤二：使用清洁度在NAS9级以内的油液慢慢向泄油口灌注排气，直至 泵壳内注满油后向外溢出为止；
低压力
1 kg
压力 =
负载 面积
负载
1kg
高压力
压力
面积
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1、压力、流量和功率 1.1.2、压力的单位
压力的国际单位为pa,1pa=1N/m^2;常用单位MPa、 kPa、 Bar、Psi等。 1MPa=1000kPa=10Bar=145Psi=1*10^6 Pa 压力的大小取决于负载的大小？
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1、动力元件-液压泵 1.7.4 理论流量的计算和油泵的脉动
流量:
q Vn v
d2
4
D tg znv
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1、动力元件-液压泵 1.7.5 主要零件
配油盘
缸体
柱塞
滑靴
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1、动力元件-液压泵
负载敏感变量泵的泵头阀
3
2
1
力士乐A11VO260、190泵头 阀
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1、动力元件-液压泵 1.8 各种液压泵的性能
种类/性能 压力 转速rpm 效率 自吸 特性 低 好 对油液污 输出流 染敏感性 量脉动 不敏感 很大 流量调节 定量
外啮合齿轮泵 中低压 500-6000
内啮合齿轮泵 中低压 500-3000
叶片泵 径向柱塞泵 斜轴泵 斜盘泵 中低压 1000-3000 中低压 1000-2000 高压 高压 500-3000 500-3000
依靠液压泵密封工作容积大小交替变化来实现吸油和压油 的，从而实现能量的转换。
1.2、液压泵的分类
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1、动力元件-液压泵 1.2、液压泵的特性及常用参数
（1）排量q（ml/r）：泵主轴转一圈所产生的容积变化； （2）额定压力p（Mpa）：是指根据实验结果而推荐的可连续使用 的最高压力，它反映了泵的能力； (3) 额定转速n（r/Min）: 泵允许连续工作的最高转速； （4）理论流量Q(L/Min)：泵在单位时间理论所排出的液体体积； （5）额定功率w：泵连续使用的允许最大功率。
外啮合 内啮合
直齿 斜齿 人字齿
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1、动力元件-液压泵 1.5.2 外啮合齿轮泵
优点：体积小，重量轻，结构紧凑， 工作可靠，自吸性能好，对油液污染 不敏感，便于制造、维修。 缺点：效率低，脉动大，噪声高。 用途：工程机械、机床低压系统和辅 助系统。
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1、动力元件-液压泵 1.5.3 内啮合齿轮泵、摆线泵及螺杆泵
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1、动力元件-液压泵
步骤六：启动电机，检查吸油管与油泵、吸油过滤器结合处是否 存在漏油现象，如存在，立即停车重新安装吸油管； 步骤七：启动电机，松开泵头阀待命压力调节螺钉的锁紧螺母， 顺时针方向转动调整螺钉，则待命压力增加，逆时钟方向转动调 整螺钉待命压力降低，待命压力调定在 2.0 ～ 2.5MPa 的压力范围 内。待命压力调定好以后，拧紧锁紧螺母，并将电机停止运行； 注：力士乐泵待命压力 2.0～2.5MPa，哈威泵待命压力 2.5～3MPa， 派克泵待命压力调定值在3.0～3.5 MPa 步骤八：用内六角扳手调节新换泵的截断压力调节螺钉，调定压 力为25MPa。设定截断压力按照以下方法：
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1、工作介质 1.3、液压油的选择
1.3.1、液压油的牌号，用40 ℃ 时液压油的运动粘度中 心值来表示液压油的牌号，如32、46、68等。粘度范围 距中心值允差为±10%。 1.3.2、液压油的选用原则：主要根据设备特点、使用环 境进行选择 环境温度：温度高-高粘度；温度低-低粘度； 工作压力：高压-高粘度；低压-低粘度； 运行速度：高速-低粘度；低速-高粘度。
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1、工作介质
1.3.3、推荐用油： 掘进机所用液压油，必须是适合于高压系统的抗磨液 压油，所选用的液压油要具有合适的粘度指数、良好的抗 氧化性、抗磨性能、抗乳化能力和润滑性等。
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1.4、液压油的污染
1.4.1、液压油的污染：一般有外部污染及内部污染组 成。 外部污染是指由于装配、维修时对液压油的污染； 内部污染是指由于液压元器件磨损、损坏及温度过高或 过低造成液压油变质污染。 1.4.2、液压油污染的危害： 加剧元件磨损，导致元件性能衰降； 固体颗粒堵塞或淤积，引起元件突发性故障（如滑阀 卡紧等）； 加速油液性能劣化。
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1、工作介质
1.5、液压油在使用过程中的注意事项
在装配或维护时，减少外部污染； 防止空气的混入； 防止水的混入； 控制液压油使用温度； 确保密封；
定期抽检、定期更换。
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1、压力、流量和功率 1.1、压力 1.1.1压力的定义：
单位面积上液体所受的作用力，压力有绝对压 力和相对压力（相对于大气压）。
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二、液压传动基础知识
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1、工作介质 1.1、工作介质
工作介质起到有效传递动力、润滑和冷却系统的作 用，一般采用石油基液压油、难燃型液压油、高水基 液等作为液压传动的工作介质，常用为矿物型液压油。
1.2、主要性质
1）粘性 与温度和压力有关，用粘度来表示， 粘性大小对系统的泄漏及润滑有关； 2）可压缩性 因液体可压缩性较小，在设计中一般视为不可压 缩液压； 3）抗磨性 抗氧化性等
步骤三：将胶管的堵头拆下，把胶管连接到泵的泄油口上，按照规定力 矩表拧紧； 步骤四：检查油箱的液位高度，如果液位高度在液位计高度的一半以上， 那么不用加油可以启动油泵；如果液位高度在液位计高度的一半以下， 那么必须进行补油；
步骤五：液压泵启动前，用手转动电动机和泵之间的联轴器，确认无干 涉并转动灵活。点动电机，检查电机转向和液压泵要求的转向是否一致 （正确方向：面向泵轴伸，顺时针旋转），确认后连续点动几次，无异 常后才能启动电机；
首先在多路阀上找没有二次溢流阀的换向阀联（如后支撑 联），将后支撑联的LS溢流阀用内六角扳手拧死，启动电机，动 作先导控制手柄，将后支撑油缸的活塞杆完全缩回，保持先导手 柄的动作，调节新换泵的截断压力调节螺钉，压力调定为 25MPa ，
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拧紧锁紧螺母，然后用内六角扳手调节此联的LS溢流阀，压力调节 为16MPa，将电机停止运行。 在截断压力调节过程中，如果发现调节的压力最大值小于 25MPa， 则说明多路阀首联上的主溢流阀压力值低，先将主溢流阀的压力调 节到27.5MPa，然后将泵的截断压力调节到25MPa。
吸油窗口 从动内齿轮 月牙板
压油窗口
主动小齿轮
特点:
1、结构紧凑，尺寸小，重量轻； 1、流量脉动小，噪声小； 2、齿形复杂，加工精度要求高， 价格高。
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1、动力元件-液压泵 1.6 叶片泵
特点：
1、按每一转吸排油的次数可分为单 作用叶片泵和双作用叶片泵； 1、输出流量均匀、脉动小、噪声低 、体积小可变量； 2、自吸性能差、对油液污染敏感、 结构较复杂。
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1、动力元件-液压泵 1.7 柱塞泵 1.7.1柱塞泵的分类
柱塞泵
{
径向柱塞泵
{
{
活塞偏心式 轴偏心式
轴向柱塞泵
斜盘式 斜轴式
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1、动力元件-液压泵 1.7.2 工作原理
由于斜盘倾斜放臵，使得柱塞随缸体转动时沿轴线作往 复运动，底部密封容积变化，实现吸油、排油。
斜盘1
柱塞2
流量:Q=q*n 功率：W=p*Q
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1、动力元件-液压泵 1.4、液压泵的图形符号 a:单向定量液压泵； b:单向变量液压泵；
c:双向定量液压泵； d:双向变量液压泵。
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1、动力元件-液压泵 1.5、齿轮泵 1.5.1 齿轮泵的分类
齿轮泵
{{
按啮合形式 按齿面
{ 渐开线 按齿形曲线{ 摆线
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1、液压传动的工作原理及组成 工作原理：
将机械能转换成压 力能带动执行机构 工作的一种传动方 式 ②
液压传动系统组成：
1）动力元件-泵 2）执行元件-马达、油缸 3）控制元件-阀等 4）辅助元件-油管、油箱等 5）工作介质-液压油、水等 ④ ⑤
③
①
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2、液压传动的主要优缺点 2.1 液压传动的优点：
液压系统基础知识 及液压元件
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液压在三一产品上的应用
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目 录
一、液压传动概论………………………4 二、液压传动基础知识…………………11 三、液压元件……………………………20 四、掘进机原理及配管…………………124
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一、液压传动概论
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一、液压传动概论 一、液压传动概论
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1、动力元件-液压泵 1.7.7 特点及应用
（1）容积效率高，压力高。（ηv=0.98, p = 30-45 Mpa） （柱塞和缸体均为圆柱表面,易加工,精度高，内泄小） （2）结构紧凑、转动惯量小; （3）易于实现变量； （4）构造复杂,成本高； （5）对油液污染敏感； （6）用于高压、高转速的场合。
力士乐A11VO145、60泵头 阀
1、功率调节阀 2、泵压力切断阀 3、Ls负载敏感控制阀
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1、动力元件-液压泵 1.7.6 柱塞泵的变量 补偿型变量： （1）压力补偿（恒压变量）； （2）负载敏感变量； （3）扭矩限定变量（恒功率变量）。 伺服型变量： （1）比例控制变量； （2）伺服控制变量。
缸体3
配油盘4
吸油口6
压油口7
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1、动力元件-液压泵 1.7.3 排量的计算
一个密封空间: V A h

d2
4
h
h tg h D tg D d2 V D tg 4 d2 D tg z 排量: V V z 4
式中： d - 柱塞直径 D - 柱塞分布圆直径 δ - 斜盘倾角 z - 柱塞数
1、体积小，质量轻、功率大，即功率质量比 大；300KW柴油机：1150Kg；200KW电机： 1220Kg； 300KW油泵：仅仅101Kg； 2、易实现低速、超低速传动，易于实现大功 率传动和过载保护； 3、液压元件的自我润滑作用； 4、主要元件已实现标准化、系列化、通用化。
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2、液压传动的主要优缺点
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三、液 压 元 件
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液压元件的分类
⑵
液压元件分类
⑶
⑷
⑴ 动力元件：液压泵 ⑵ 执行元件：液压马达或油缸 ⑶ 控制元件：液压阀 ⑷ 辅助元件：油箱、管件、过 滤器、液位计、压力表、蓄能 器等。
⑴
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液压元件的分类
⑵
⑶
⑷
⑴
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1、动力元件-液压泵 1.1、液压泵的工作原理