1、液压传动的基本知识第一章 基本知识 一 概述： 流体传动是指研究已流体能量来产生、控制和传递动力的技术。二 液压系统的组成 动力元件：液压泵 执行元件：液压缸 控制元件：各类阀 辅助元件：油箱、过滤器、密封件、冷却器 工作介质：液压油三 液压传动的特点1.质量轻，体积小2.动作迅速换向快3.可实现无级调速,调速范围大，运动平稳不宜受外界负载影响.4.可实现过载保护使用寿命长5.操作简单,易于实现自动化,液压元件易于实现标准化,系列化液压油通常具有的4种主要功能: 1)传递动力 2)润滑运动零件 3)密封表面粗糙零件之间的间隙 4)散热四 液压油 是液压系统中最重要的材料是工作介质,液压油的物理
2、、化学性能对设备的性能和寿命有决定性的作用五 液压冲击 概念: 在液压系统中控制元件或工作负载的状态发生突变时由于液流和负载质量的惯性作用下致使系统中的局部压力急剧升高并交替变化，这种现象称为液压冲击。在液压系统中，为了减轻液压的冲击，采取的措施：1.在容易出现液压冲击的地方设置限制压力上升的溢流阀2.设在容易出现液压冲击的地方安装蓄能器3.在油管出入口连接橡胶管来吸收油缸换向是的液压冲击能量 4.在满足工况的要求下采取各种措施增大阀门的关闭时间5.限制管中流速。第二章液压泵一 液压泵1.液压泵的作用：是将驱动它的工作电动机输入的机械能转换成油液的压力能。是液压系统的心脏2.液压泵的分类 齿轮
3、泵 、叶片泵 、柱塞泵齿轮泵：是一种定量泵具有结构简单紧凑成本低工作可靠使用维修方便自吸性能好及滤油精度不高等优点。组成:泵体,泵盖,齿轮的轮齿间形成了密封容腔,齿轮的齿间接触线将它划成两部分即吸油腔和压油腔 为了保证齿轮泵的正常工作,使吸油腔与压油腔被齿与齿的啮合接触线隔开而不连,通,要求齿轮的重叠系数大于1,由于重叠系数大于1,当一对齿轮尚未脱开啮合前.后一对齿轮就开始进入啮合.在这段时间内,同时有两对齿轮进入啮合,在它们之间形成一个封闭的容腔,称为闭死容积.由于闭死容积在两对齿轮啮合过程中其大小是变化的,当容积减小时,会造成液体压力的急剧升高而产生瞬时压力冲击,而容积增大时,会形成局部真
4、空这种现象称为困油现象.会产生噪声,容积效率降低并影响泵的工作平稳和寿命.一般采取在侧板或轴套开泄荷沟槽.第三章 液压缸一.液压缸的的分类: 按结构特点分:活塞式 柱塞式 摆动式二 .液压缸的特点: 1.结构简单, 制造容易,维修方便,工作可靠 2.重量轻,传力大,寿命长 3.运动惯性小,制动精度高,可作频繁换向 4.易于实现远空和自控.三. 液压缸液压缸是液压系统中的执行元件，它的职能是将液压能转换成机械能。液压缸的输入量是流体的流量和压力，输出的是直线运动速度和力。液压缸的活塞能完成直线往复运动，输出的直线位移是有限的。当液压缸右腔进油、左腔回油时，活塞左移；反之，活塞右移。由于两边活塞杆
5、直径相同，所以活塞两端的有效作用面积相同。若左右两端分别输入相同压力和流量的油液，则活塞上产生的推力和往返速度也相等。 当液压缸右腔进油、左腔回油时，活塞左移；反之，活塞右移。由于两边活塞杆直径相同，所以活塞两端的有效作用面积相同。若左右两端分别输入相同压力和流量的油液，则活塞上产生的推力和往返速度也相等。 所示为单活塞杆式液压缸结构图。缸体1和底盖焊接成一体。活塞2靠支撑环4导向用Y型密封圈5密封，活塞2与活塞杆3用螺纹连接。活塞杆3靠导向套6、8导向，用V型密封圈7密封。端盖9和缸体1用螺纹连接，螺母10用来调整V型密封圈的松紧。缸底端盖和活塞杆头部都有耳环，便于铰接。因此这种液压缸在往复
6、运动时，其轴线可随工作需要自由摆动 四. 密封装置:液压缸中的密封主要指活塞和缸体之间,活塞和端盖之间的密封 1.间隙密封 是靠相对运动的配合表面的间隙防止泄漏.间隙在0.01-0.05mm 2.活塞环密封 3.密封圈密封 O 形 Y形 V形第四章 液压控制阀一 液压控制阀1.液压控制阀的概述：在液压系统中，专门用来控制液流的方向、压力和流量的元件统称为液压控制阀2.液压控制阀的分类二.液压控制阀1.液压控制阀的概述：在液压系统中，专门用来控制液流的方向、压力和流量的元件统称为液压控制阀2.液压控制阀的分类 *按用途分类 : 压力控制阀；流量控制阀；方向控制阀。 *按控制方式分类 : A开关（
7、或定值控制）阀：借助于手轮、手柄、凸轮电磁铁、弹簧等来开关液流通路，定值控制液流的压力和流量的阀类，统称普通液压阀。B伺服控制阀：其输入信号（电气、机械、气动等）多为偏差信号（输入信号与反馈信号的差值），可以连续成比例的控制液压系统中压力流量的阀类，多用于要求高精度、快速响应的闭环液压控制系统。 C比例控制阀：这种阀的输出量与输入信号成比例。它们是一种可按给定的输入信号变化的规律，成比例的控制系统中液流的参数的阀类，多用于开环液压程序控制系统 D数字控制阀：用数字信息直接控制的阀类 *按结构形式分类按结构形式分类滑阀（或转阀）；锥阀；球阀；喷嘴挡板阀；射流管阀。*按连接方式分类按连接方式分类:
8、螺纹联接阀；法兰连接阀；螺纹联接阀；法兰连接阀； 在液压系统中，凡是用来控制最高压力，或保持某一部分在液压系统中，凡是用来控制最高压力，或保持某一部分的压力值，以及利用油液的压力来控制油路的通断等等的阀通的压力值，以及利用油液的压力来控制油路的通断等等的阀通称为压力阀。这类阀的共同特点是利用油液压力和弹簧力相平称为压力阀。这类阀的共同特点是利用油液压力和弹簧力相平衡的原理进行工作的。衡的原理进行工作的。3.对液压控制阀的基本要求 1）动作准确灵敏可靠工作平稳、无冲击振动 2）密封性好内外泄漏少 3）结构简单通用性好 二 方向控制阀 方向控制阀方向控制阀是用来改变液压系统中个油路之间液流通断关系
9、的阀类。如单向阀、换向阀及压力表开关。单向阀有普通单向阀普通单向阀和液控液控单向阀单向阀。 1.单向阀：只允许油液朝一个方向流动，不能反向流动如图所示，普通单向阀的作用是使液体只能沿一个方向流动，不许它反向倒流。对单向阀的要求对单向阀的要求主要有：通过液流时压力损失要小，而反向截止时密封性要好；动作灵敏，工作时无撞击和噪声。当液流从流入时，克服弹簧力将阀芯顶开，流向。当液流反向流入时，阀芯在液压力和弹簧力的作用下关闭阀口，使液流截止。 2 :主要用途主要用途： 1)选择液流方向。 2)区分高低压油。 3)保护泵正常工作（防止压力突然增高，反向传给泵，造成反转或损坏）。泵停止供油时，保护缸中活塞
10、的位置。 4)作背压阀用，提高执行元件的运动平稳性（背压作用保持低压回路的压力）3 :液控单向阀 三 换向阀 ：利用阀芯和阀体间的相对运动，来变换油路的方向。换向阀是借助于阀芯与阀体之间的相对运动，使之与阀体相连的各油路实现接通、切断，或改变液流方向的阀类。1.对换向阀的基本要求对换向阀的基本要求是：液流通过阀时压力损失小（一般P3）。当此压差所产生的作用力大于主阀弹簧力时，主阀上移，使节流口（减压口）关小，减压作用增强，直至出口压力P2稳定在先导阀所调定的压力值。此时，如果忽略稳态液动力，4.背压阀 一般装在液压系统的回油路中，目的是使回油路上建立一定的压力（一般是0.20.7MPa），而不
11、是压力为零。可增加工作机械运动平稳性和防止空气回油路混入空气。5.压力继电器 是利用液体的压力来启闭电气触点的液压电气转换元件。当系统压力达到压力继电器的调定值时，发出电信号，使电气元件（如电磁铁、电机、时间继电器、电磁离合器等）动作，使油路卸压、换向，执行元件实现顺序动作，或关闭电动机使系统停止工作，起安全保护作用等。1)压力继电器有柱塞式、膜片式、弹簧管式和波纹管式四种结构形式。下面对柱塞式压力继电器的工作原理作一介绍：当从继电器下端进油口进入的液体压力达到调定压力值时，推动柱塞上移，此位移通过杠杆放大后推动微动开关动作。改变弹簧的压缩量，可以调节继电器的动作压力。 2)功用:用于安全保护
12、。 控制执行元件的顺序动作。 用于泵的启闭。 用于泵的卸荷。 3)按装位置:压力继电器必须放在压力有明显变化的地方才能输出电信号。若将压力继电器放在回油路上，由于回油路直接接回油箱，压力也没有变化，所以压力继电器也不会工作 四 流量控制阀 流量控制阀是一种对液体节流为特征的液压元件。节流是指液体流经突然收缩的过流断面（如小孔、隙缝或细长管道）而受显著的阻力（发生较大的液压损失）的现象，相当于一个可调液阻。2.流量控制阀包括节流阀节流阀、调速阀调速阀、溢流节流阀溢流节流阀和分流集流阀分流集流阀等。 3.节流阀 节流阀的主要用途是以节流形式改变通过流量的大小。使执行元件获得不同的运动速度，也可以作
13、为背压阀使用。如图所示，具有螺旋曲线开口的阀芯2与阀套3上的窗口匹配后，构成了具有某种形状的棱边型节流孔。转动手轮1（此手轮可用顶部的钥匙来锁定），螺旋曲线相对套筒窗口升高或降低，从而调节节流口面积的大小，即可实现对流量的控制。于节流阀的流量不仅取决于节流口面积的大小，还与节流口前后压差有关，阀的刚度小，故只适用于执行元件负载变化很小和速度稳定性要求不高的场合。对于执行元件负载变化大及对速度稳定性要求高的节流调速系统，必须对节流阀进行压力补偿来保持节流阀前后压差不变，从而达到流量稳定。1.分类: 1)固定式节流阀固定式节流阀（节流口大小不能调整）用于改变流量 2)可调式节流阀可调式节流阀（特点
14、：不易堵塞，流量不稳定）用于速度较低的液压系统。 3)可调式单向节流阀可调式单向节流阀（特点：流量不稳定）用于需要单向节流阀调整，反向快速运动的场合 五.伺服阀伺服阀是一种方向控制阀，具有无级变速能力。它不仅能控制液体流动的方向，还能控制其流量。伺服阀与反馈传感器装置相结合，为执行机构提供精确的位置、速度、加速度控制。电液伺服阀接到经过电子放大以后的输入信号后，滑芯产生位移，由液压能源提供的压力油进入执行元件，带动工作机构运动。工作机构的位移量或其他运动参数用各种传感器通过检测装置变为电信号，并反馈到输入端与输入端信号相比较，所得到的偏差信号作为电子放大器的控制信号。电液伺服阀在该偏差信号的作
15、用下控制执行元件的工作，当偏差信号为零时，执行元件停止运动达到新的平衡位置。从系统输入指令到执行元件输出相应运动参数达到新的平衡状态，其控制过程是一个被控量不断反馈和修正的动态过程。六六 电液比例阀概述电液比例阀概述 比例电磁阀是作为功率控制元件,根据输入的电信号电压只值的大小,通放大器电路.将输出电压信号(一般为-10v +10v)转换成相应的电信号(1mv1mA)该信号做为输入量送入 比例电磁铁.从而产生和输入信号成比例的输入量-力或位移,该力或位移又称作为输入量 作用与比例阀,使其产生一个与电磁铁输出力成比例的流量或压力.比例阀是一种输出量与输入信号成比例的液压阀。它可以按给定的输入电信
16、号连续地按比例地控制液流的压力、流量和方向。1.按用途和工作特点的不同，比例阀可分为比例压力阀比例压力阀（如比例溢流阀、比例减压阀、比例顺序阀）、比例流量阀比例流量阀（如比例节流阀、比例调速阀）和比例方向流量阀比例方向流量阀（如比例方向节流阀、比例方向调速阀） 2比例阀的特点比例阀的特点1)能实现自动控制、远程控制和程序控制。2)能把电的快速灵活等优点与液压传动功率大等特点结合起来。3)能连续地、按比例地控制执行元件的力、速度和方向，并能防止压力或速度变化及换向时的冲击现象4)简化了系统，减少了元件的使用量。风力发电机桨叶安装角变化的角位移由液压缸活塞的位移通过桨距传动装置转化获得，故桨叶安装
17、角的控制实际为控制电液比例控制系统液压缸活塞的位置。如图所示，当比例控制系统的执行元件设有反馈信号（位置反馈信号）时，液压系统组成精度较好的闭环控制方式，在风力发电机组控制系统输出与桨叶安装角大小对应的液压缸位置信号后。该输入信号经与液压缸位置反馈信号比较后获得差值电压，并据此来确定活塞移动的方向和位移量，其中，该差致电压境放大器变换放大后变成-控制电流输入比例阀的比例电磁铁，比例阀工作，液压缸往设定位置移动。当液压缸活塞达到设定位置后，位置反馈元件反馈信号与输入信号相等，放大器输出电流为零，比例阀回到中位状态，桨距调节过程完成。变桨距的过程是一个输入信号跟反馈信号不断比较的过程，故液压缸的活塞位置只取决于设定信号的大小
