机械基础 教学课件 ppt 作者 崔国利 第十七章、第十八章
第17章 液 压 元 件,液压元件包括动力元件、执行元件、控制元件 和辅助元件等,下面分别介绍这几种液压元件。,17.1 动力元件 液压泵作为液压系统的动力元件,将原动机输入 的机械能转换成液压能输出,为执行元件提供压,力油。液压泵的性能好坏直接影响到液压系统 的工作性能和可靠性,在液压传动中占有相当重 要的地位。,17.1.1 液压泵的工作原理 图17-1所示为单柱塞泵,它由凸轮1、柱塞2、弹簧3、缸体4 和单向阀5、6组成。,图 17-1,17.1.2 液压泵的图形符号 液压泵的图形符号如图17-2所示,图17-2a所示为单向定量液 压泵;图17-2b所示为单向变量液压泵;图17-2c所示为双向定量液压泵;图17-2d所示为双向变量液压泵。,图 17-2,图 17-3,17.1.3 齿轮泵 齿轮泵按结构形式可分为外啮合和内啮合两种,内啮合齿轮泵应用较少,这里只介绍外啮合齿轮泵。,17.1.4 叶片泵 叶片泵分为单作用式和双作用式两种,前者又称为非卸荷式 或变量叶片泵,后者又称为卸荷式或定量叶片泵。,图 17-4,1.单作用式叶片泵 图17-4所示为单作用式叶片泵的工作原理图。,图 17-5,双作用式叶片泵的工作原理如图17-5所示,它也是由定子1、转子2、叶 片3、配油盘和泵体等组成的。,2.双作用式叶片泵,叶片泵具有寿命长、噪声低、流量均匀、体积小、重量轻等优点;缺点 是对油液污染较敏感,自吸能力较齿轮泵差一些,结构也较复杂,工艺要求 高。,3.叶片泵的特点和应用,17.1.5 柱塞泵 柱塞泵是利用柱塞在缸体内作往复运动,使密封容积发生变 化而吸油和压油的。,1.径向柱塞泵,径向柱塞泵是柱塞中心线垂直于转轴轴线的一种柱塞泵,如图17-6所示, 转子5上有沿径向均匀分布的柱塞3,当转子5转动时,由于离心力的作用 使柱塞3的头部与定子4的内表面紧紧接触,这样就在转子内孔、柱塞、,图 17-6,2.轴向柱塞泵 轴向柱塞泵又分为直轴式(斜盘式)和斜轴式两种,其中直轴式应用较广。,图 17-7,17.2 执行元件 液动机是液压系统的执行元件,是能量转换装置, 按其输出机械能的运动形式可分为两大类:一类 是液压马达,它将液体的压力能转换成旋转运动 或往复摆动的机械能;另一类是液压缸,它将液体 的压力能转换成直线运动的机械能。,17.2.1 液压马达 液压马达与液压泵的结构基本相似,按结构形式不同,也分为 齿轮式、叶片式和柱塞式三种。,图 17-8,图 17-9,17.2.2 液压缸 液压缸是液压系统中应用最广的执行元件之一,与液压马达 一样,也是将液体的压力能转变为机械能的能量转换装置,只 不过液压缸用来带动工作机作直线往复运动。,1.双作用单杆活塞液压缸 图17-9所示是双作用单杆活塞液压缸的工作原理,A1为活塞左侧有效工作 面积,A2为右侧有效工作面积。,2.差动液压缸 将单杆活塞液压缸的两腔油路通过换向阀连通,即形成差动液压缸,如图 17-10所示。,图 17-10,17.3 控制元件 液压系统中,控制元件的作用是控制液压系统的 液流方向、压力和流量。按其作用不同可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀。按其连接方式的不同可分为管式连接、板式连接和法兰式连接三种。按其工作压力不同可分为中低压型、中高压型和高压型。,17.3.1 方向控制阀 方向控制阀主要有单向阀、换向阀等,它在液压系统中控制 液流的方向。,1.单向阀 单向阀是一种只允许液流沿一个方向通过,不允许其反向流动的装置。,图 17-11,图 17-12,换向阀用于接通、切断或改变液压系统中油液的流动方向,其种类很多, 应用广泛,按阀芯相对于阀体运动的方式分,有转阀式换向阀和滑阀式换 向阀两类;按操纵方式分,有手动、机动、电磁、叠液动、电液动等多种; 按阀芯在阀体内工作位置数分,有二位阀、三位阀等;按阀体上主油口数 目分,有二通阀、三通阀、四通阀和五通阀。,2.换向阀,17.3.2 压力控制阀 压力控制阀包括溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器,它 们的作用是控制液压系统中的油液压力。,1.溢流阀 溢流阀的作用:一是起溢流和稳压的作用,二是起限压保护的作用(又称安 全阀)。,图 17-13,图 17-14,减压阀是一种利用液流流过缝隙产生压力损失,使其出口压力低于进口 压力的压力控制阀。,2.减压阀,图 17-15,图 17-16,顺序阀用来控制液压系统中两个或两个以上工作机构动作的先后顺序 。,4.压力继电器 压力继电器是一种将液压系统的压力信号转换为电信号输出的元件。,3.顺序阀,17.3.3 流量控制阀 流量控制阀是通过改变阀口大小,改变液阻实现流量调节的 执行元件。,1.节流阀 节流阀是一个最简单和最基本的流量控制阀,其实质相当于一个可变节 流口,借助于控制机构使阀芯相,图 17-19,2.调速阀 由节流阀的工作原理分析可知,当外载荷发生变化时,节流阀的前后压力 差发生变化而影响节流阀的流量稳定。,图 17-20,17.4 辅助元件 液压系统的辅助元件有密封装置、过滤器、蓄 能器、油管、管接头和油箱等。,1.密封装置 对密封装置的基本要求是:有良好的密封性能,装配和加工工艺简单,互换 性好,在油液中有良好的稳定性,寿命长,动密封处的摩擦阻力小。,2.过滤器 对于液压系统来说,油液的过滤是十分重要的。,3.蓄能器 蓄能器是一种能够蓄存液体压力能并在需要时把它释放出来的能量储 存装置。,图 17-23,4.油管及管接头,5.油箱 油箱用来储油、散热、分离油中的空气和杂质。,图 17-24,6.其他辅助元件 其他辅助元件还有液压油冷却器、液压油加热器、压力计等。,1.试述液压泵的工作原理,并说明齿轮泵、叶片泵和柱塞泵的工作原理 有什么共同之处,具体说明一种液压泵的工作过程。,2.从能量转换的角度说明液压泵、液压马达和液压缸三者的作用。,3.单向阀有什么用途?说明液控单向阀的工作原理并画出它的图形符号 。,4.溢流阀有什么用途?说明其工作原理并画出它的图形符号。,5.减压阀有什么用途?说明其工作原理并画出它的图形符号。,6.调速阀有什么用途?说明其工作原理并画出它的图形符号。,7.画出溢流阀、减压阀、顺序阀的图形符号。,8.节流调速的原理是怎样的?节流阀在系统中起什么作用?,9.油箱的作用是什么?,10.蓄能器的作用是什么?,11.过滤器的作用是什么?常见的有哪几种形式?,第18章 液压回路和液压系统,18.1 液压基本回路的工作原理 液压基本回路是用液压元件组成,以液体为工作 介质,并能完成特定功能的基本回路。对于任何一种液压系统,不论其复杂程度如何,实际上都是由一些液压基本回路组成的。常用的基本回路按其功能可分为:方向控制回路、压力控制回路、速度控,制回路和顺序动作回路四大部分。学习各种不同的液压基本回路,掌握各种液压基本回路的构成及特点,对于分析整个液压传动系统以及正确地使用和调整液压系统都是大有帮助的。,1.方向控制回路 控制液流的通、断和流动方向的回路称为方向控制回路。,2.压力控制回路 压力控制回路主要是调节系统或系统某一部分的压力,可用来实现调压 、减压、增压、卸荷等控制,满足执行元件在力和转矩上的要求。,3.速度控制回路 速度控制回路包括调节工作行程速度的调速回路,和使不同速度相互转换的速度换接回路。,图 18-9,图 18-10,图 18-11,图 18-12,图 18-13,18.2 液压系统实例 压力机是冲压、剪切、锻造、校直、弯曲、打 包等工艺中较常用的机械,是最早应用液压传动的机械之一。现以3150kN通用液压机液压系统为例介绍其工作原理。如图18-16所示,系统有两个液压泵,主泵1是高压、大流量恒功率(压力补偿)变量,泵,最高工作压力由溢流阀4的远程调压阀5调定。辅助泵2是低压小流量定量泵,用于供应液动阀的控制油,其压力由溢流阀3调定。,1.试说明采用双向变量泵的换向回路的工作原理?,2.压力控制回路中,减压回路、增压回路的作用是什么?并举例说明增压 回路的工作原理?,3.节流调速回路有哪两种类型?其区别是什么?,4.试说明3150 kN通用液压机液压系统工作原理?,
