液压传动培训.docx
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液压传动培训
液压传动
一,基本知识与基本原理
1,液压传动:
利用液体的压力势能,传递动力,即液压传动。
系统公称压力等级的划分是(JB842-66):
低压
<2.5MPa
中压
2.5~8MPa
中高压
8~16MPa
高压
16~32MPa
超高压
>32MPa
2,基本组成及功能
2.1,动力部分:
将原动机(如电机,发动机)输入的机械能,转换为液体的压力势能。
2.2,控制部分:
各种液压阀,对液体的流动方向(对于输出动作的方向)、压力(对应输出力)、流量(对应输出速度)进行控制。
2.3,执行部分:
油缸,将压力能转化为往复运动的机械能。
油马达,将压力能转化为旋转运动的机械能。
2.4,辅助装置:
油箱,液位计,温度计,过滤器,加热器,冷却器,压力表,流量计,蓄能器,管接头,钢管,软管等。
2.5,介质,即液压油。
在中国中部地区的室内设备,常用的国产牌号是L-HM46号抗磨液压油(GB3141-82)。
液压油牌号中的数字,是40℃时的运动粘度值(mm2/s)。
通俗讲,粘度越大,油就越稠。
粘度与温度,温度越高,粘度越小。
当温度超过60℃时,粘度降低,密封性变差。
更重要的是,油的润滑性减弱,造成油泵件的损坏。
3,传动过程中的能量转换和计算
3.1,传动功率计算:
P1(W)=U(V)*I(A),电机的电功率。
P2(W)=T(Nm)*ω(rad/s)
P3(W)=p(Pa)*Q(m3/s)
P4(W)=F(N)*v(m/s)
P5(W)=T(Nm)*ω(rad/s)
3.2,力学计算:
液体对固体表面的力
F液=pA(式1)
弹簧力
F弹=kx(式2)
压差与流量
Δp=kQm/An(式3)
这个公式的理解是:
液体流过一个“通道”是,会在“通道”前后产生压力降。
“通道”不同,m、n不同。
简单理解:
流量越大,压差越大;“通道”面积越小,压差越大。
这一公式,在阀的工作原理中,非常重要。
4,液压系统优缺点
4.1,优点:
油管传递动力,不受空间限制;
良好的自润滑性;
传递相同功率,重量轻,体积小;
无级调速,切调速范围大;
很容易实现过载保护;
原件已经高度系列化,标准化,通用化;
容易与电控联系,实现自动化。
4.2,缺点:
容易泄露,且难治理;
适应环境温度范围窄;
总传动效率低。
二,液压元件
1.油缸
1.1.油缸的分类和结构组成:
我们常用的,是双作用单活塞杆油缸。
由缸筒(含后端盖、前端盖)、活塞和活塞杆组成。
活塞杆可以承受轴向力,不能承受弯矩和扭矩,所以,常与导向机构联合使用。
油缸安装方式有:
活塞杆的连接方式有:
活塞杆头部螺纹的标准是:
1.2.油缸的主要参数:
1.3.油缸计算:
输出推力:
F推=p×¼πD2
输出拉力:
F拉=p×¼π(D2-d2)
后腔流量:
Q后=v×¼πD2
前腔流量:
Q前=v×¼π(D2-d2)
其中,v是活塞杆运动的线速度。
1.4.我们公司,液压系统都是委托给供应商,从设计、制造、成套、调试到售后服务,全程委托。
这就要求我们,对于油缸的功能要求,提出必须正确。
如果我们提错了,供应商无法帮我们改正,因为他们不知道主机和工艺对油缸的要求。
油缸的功能包括:
单个油缸的输出力、行程、速度(或分段速度);多个油缸的动作规律,同时动作、顺序动作等。
有了明确的功能参数,供应商可以给结构和性能参数方案。
1.5.对供应商提出的油缸,压力能否满足输出力要求,达到速度需要的流量,进行计算和校验。
1.6.正常质量和正常使用情况下,油缸的失效,主要是密封失效。
活塞与缸筒内壁之间的动密封磨损,造成两腔之间内泄漏增加,效率逐步降低,直至不能达到功能。
活塞杆与前端盖之间的动密封失效,造成外泄露,污染环境。
但这应该是5年至少是3年以后的事。
处理方式:
更换密封件。
1.7.增速缸机构原理:
2.油泵:
通过容积变化输出压力油,叫容积泵。
常用的三种液压油泵,都是容积泵。
2.1.油泵的主要技术参数有额定压力、排量、转速范围等三项。
排量不可以调整变化的,叫定量泵,符号是
可以调整的,叫变量泵,符号是
2.2.变量泵的调整方式,有手动调整、压力反馈、比例控制等。
2.3.油泵的参数见下表:
2.4.油泵计算
2.5.油泵型号校验:
对于供应商选型的油泵,我们要取得泵的资料,计算验证油泵输出压力和流量能否满足油缸动作的要求。
验算电机功率转速能否满足要求。
2.6.柱塞泵结构原理:
3.液压阀:
液压阀分为方向阀、压力阀、流量阀三大类。
液压阀的工作原理是,在阀芯上,控制力F控、液体对固体的力F液1、F液2、弹簧力F弹的平衡。
即:
∑F=F控+F弹+F液1+F液2=0(式4)
F液1、F液2、F弹前面已有定义,F控常见的是电磁铁或比例电磁铁的推力。
电磁铁分湿式(内部有油)和干式(内部无油)。
解决了漏油问题后,湿式更先进,正在取代干式。
3.1.液压阀分类和符号,见下表:
常用的需要掌握的几种:
溢流阀,电磁溢流阀,电磁换向阀,电液换向阀,单向阀,液控单向阀,节流阀,单向节流阀,
3.2.液压阀的结构原理和应用:
功能精简为:
调整设定系统的最高工作压力,对系统压力卸荷,泵空载运转。
详细例子:
华德压力阀page40。
电磁阀的中位机能表(华德):
流量阀:
通过调整节流口的通流面积,来调节流量(式3)。
3.3.液压阀的安装连接方式:
管式连接:
接口为螺纹孔,用管接头直接接入管路。
例如单向阀
板式连接:
阀底平面为安装和连接面。
油孔在这个面上,口上有台阶沉孔,内有O形圈。
用高强螺钉(12.9级)固定连接在阀块上。
上图是通径10电磁换向阀的连接平板尺寸。
对于各通径的换向阀,这个底板尺寸已经成为标准ISO4401,每个油口的位置和连接螺栓孔的位置,都是确定的。
不同厂家不同品牌的阀,只有符合这个标准,就能互换。
叠加式连接:
阀体上下两面都是平面,符合底板标准。
上面是油口,下面是油口加O型圈。
几根长螺栓(12.9级),将叠在一起的阀连接在一起,P、T、A、B和控油口、泄油口等,都是内部连接。
减少外部配管,结构更紧凑。
其中,换向阀在最上层,其他阀一层一层压在换向阀下。
叠加式阀油液流向:
P口从下到上;T口从上到下;A、B口,从上到下,进入油缸;从下到上,流出油缸。
以下两例是最常用的双液控单向阀和双单向节流阀。
常用的是出口节流S2。
插装阀:
在阀块上加工出通油孔道(较细)和阀安装孔(较粗),将阀套和阀芯装进去,孔端面上安装控制法兰。
适用于大流量系统。
3.4.液压阀选择:
选择阀的功能;
选择阀的性能参数:
压力、流量、通径,实际使用压力,不要超过额定压力的80%;
选择阀的安装连接方式。
除非特殊需要,选择内控內泄方式。
3.5.液压附件:
油箱:
储油,安装各类元件和附件;
水冷却器或风冷却器;
回油过滤器,选过滤精度10μ;
空气滤清器;
液位计(含温度计);
3.6.管路参数:
管道通径的选定,应该使油液流动的线速度符合下表:
回油管上,除了回油过滤器,不能加别的元件。
泄油管上,直通油箱,不能加装任何元件。
3.7.管接头:
三,液压基本回路
四,液压系统的试验和检验
五,系统实例和讨论