液压原理、符号、回路图

1科目读图与绘图2授课日期2015年9月2日章节（或课题）液压原理、图形符号、液压回路图课时4授课方式讲授、案例教学法班级高级装配钳工班选用教具挂图教学目的使学员掌握简单液压系统原理图的识读，例如：液压千斤顶系统原理图。教学重点液压基本原理、液压元件的基本符号，液压基本回路图教学难点液压基本原理、液压基本回路图2第1章：液压传动基本知识定义：液压传动是一种以液体为工作介质，以液体的压力能进行运动和动力传递的传动方式。3一、液压传动的基本原理液压千斤顶的工作原理1一杠杆手柄2一泵体（油腔）3—排油单向阀4一吸油单向阀5一油箱6、7、9、10一油管8—放油阀11一液压缸（油腔）12—重物§§1-1液压系统的组成和图形符号41．泵吸油过程泵吸油过程52．泵压油和重物举升过程泵压油和重物举升63．重物落下过程重物落下7二、液压传动系统的组成动力部分执行部分控制部分辅助部分液压传动系统的组成8三、液压元件的图形符号GB/T786.1—1993《液压气动图形符号》1一杠杆2一活塞3—泵4一单向阀5一单向阀6一油箱7－放油阀8—活塞缸9－柱塞液压千斤顶工作原理简化结构示意图9液体是液压传动的工作介质，同时它还起到润滑、冷却和防锈作用。液压系统能否可靠、有效地进行工作，在很大程度上取决于系统中所用的液压油液的物理性质。§1-2液压油10一、液压油的物理性质1、密度——液体的密度(kg/m3)；m——液体的质量(kg)；V——液体的体积(m3)。是指其单位体积内所含液体的重量。=m/v式中11是指液体受压力作用而发生体积减小的性质。液体可压缩性的大小可以用液体的压缩系数k来表示，即单位压力变化时引起液体体积的相对变化量。一般不考虑油的压缩性。二、液体的可压缩性2.可压缩性123、液体的黏性黏性的概念液体流动时，分子之间的内聚力阻止分子相对运动而产生的一种内摩擦力。这这种阻碍液体分子间相对运动的性质为液体的黏性。13粘性的度量——粘度粘度概念是液压系统选择液压油的主要指标，粘度大小会直接影响系统的正常工作、效率和灵敏性。表示方法动力粘度、绝对粘度μ单位速度梯度下，单位面积上的内摩擦力。直接表示粘性的大小。单位：），（2/msNsPa运动粘度ν动力粘度和其密度的比值理论计算中常出现，故采用作为一个参数。我国机械油牌号就是相应的运动粘度——厘斯数值。相对粘度我国采用恩氏粘度14液压系统中使用的矿物油对温度的变化很敏感，当温度升高时，粘度显著降低，这一特性称为液体的粘―温特性。液体的粘―温特性决定了液压油的使用场合。液体粘度随压力的增大而增大，但增大的数值不大。在一般液压系统使用的压力范围内，其变化值一般忽略不计。15二、液压油的污染、控制和选用1、对液压油的要求(1)合适的粘度。即具有较好的粘―温性能。(2)具有良好的润滑性能和足够的油膜强度，使系统中的各摩擦表面获得足够的润滑而不致磨损。(3)对金属和密封件有良好的相容性。没有腐蚀性。（4）良好的化学稳定性。(5)质地纯净，杂质少。(6)凝固点低，闪点(明火能使油面上油蒸汽闪燃，但油本身不燃烧时的温度)和燃点高。一般液压油闪点在130℃～150℃之间。对轧钢机、压铸机、挤压机、飞机等机器所用的液压油则必须突出油的耐高温、热稳定性、不腐蚀、无毒、不挥发、防火等项要求。162、液压油的选用液压油是液压传动系统中的传动介质，而且还对液压装置的机构、零件起这润滑、冷却和防锈作用。液压传动系统的压力、温度和流速在很大的范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压系统的工作性能。故此，合理的选用液压油也是很重要的。A、液压油品种的选择根据系统的压力、温度、工作环境和特殊性能要求选择。B、液压油粘度的选择1）液压泵的类型2）液压系统的工作压力3）运动速度4）环境温度C、了解所选液压油的性能和价格173、液压油的污染（1）液压油污染的原因残留物、侵入物、生成物（2）液压油污染的控制清除污染物、防止污染物的侵入、采用过滤精度较高的过滤器、控制系统温度、定期检查和更换液压油。18小结：1、液压系统的组成2、液压油的物理性质3、液压油的污染、控制和选用作业：习题册P1-P219一、液体的静力学基础1、静压力及其性质静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力，用p表示。若法向力均匀地作用在面积A上，则压力表示为：p＝F/A液体的静压力在物理学中称为压强，在液压技术中称为压力，单位为帕。静压力具有下述两个重要特征：(1)液体静压力垂直于作用面，其方向与该面的内法线方向一致。(2)静止液体中，任何一点所受到的各方向的静压力都相等。§1－3液体的力学基础202、静力学基本方程(1)静止液体内任一点的压力由两部分组成：一部分是液面上的压力p0，另一部分是该点以上液体重力所形成的压力。(2)静止液体内的压力随液体深度呈线性规律递增。(3)同一液体中，离液面深度相等的各点压力相等。由压力相等的点组成的面称为等压面。在重力场中，静止液体中的等压面是一个水平面。ghpp0液体静力学基本方程213、压力的表示方法绝对压力：以绝对真空为基准时所表示的压力。相对压力(表压力)：以大气压为基准时所表示的压力。真空度：绝对压力比大气压力小的那部分数值(1)绝对压力＝大气压力+表压力(2)表压力＝绝对压力-大气压力(3)真空度＝大气压力-绝对压力224．静压传递原理（帕斯卡原理）静止油液压力的特性：静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都相等，这个压力称为静压力油液静压力的作用方向总是垂直指向承压表面密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的变化值将传递给油液的各点，且其值不变。这称为静压传递原理，即帕斯卡原理235．静压传递原理（帕斯卡原理）在液压传动中的应用111FpA22GpA12pp112FGAA液压系统中的压力取决于负载24【例1】液压千斤顶的压油过程中，柱塞泵活塞1的面积A1=1.13×10-4m2，液压缸活塞2的面积A2=9.62×10-4m2，压油时，作用在活塞1上的力F1=5.78×103N。试问柱塞泵油腔3内油液压强p1为多大？液压缸能顶起多重的重物？解题过程25二、流量和平均流速1．流量流量——单位时间内流过管道某一截面的液体体积。vVqt262．平均流速流量vVlqAAvtt平均流速vqvA一种假想的均布流速273．液流的连续性液流连续性原理——理想液体在无分支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等。1122AvAv液体在无分支管路中作稳定流动时，流经管路不同截面时的平均流速与其截面面积大小成反比。28【例2】液压千斤顶压油过程中，柱塞泵活塞1的面积A1=1.13×10-4m2，液压缸活塞2的面积A2=9.62×10-4m2，管路4的截面积A4=1.3×10-5m2。活塞1下压速度v1为0.2m/s，试求活塞2的上升速度v2和管路内油液的平均流速v4。解题过程29三、压力损失及其与流量的关系由静压传递原理可知，密封的静止液体具有均匀传递压力的性质，即当一处受到压力作用时，其各处的压力均相等由于流动液体各质点之间以及液体与管壁之间的相互摩擦和碰撞会产生阻力，这种阻碍油液流动的阻力称为液阻液阻增大，将引起压力损失增大，或使流量减小30四、液压油的选用牌号←黏度黏度——液体黏性的大小。为了减少漏损，在使用温度、压力较高或速度较低时，应采用黏度较大的油。为了减少管路内的摩擦损失，在使用温度、压力较高低或速度较高时，应采用黏度较小的油。31一、液压泵工作原理二、液压泵的类型及图形符号三、常用液压泵四、液压泵的比较与选择§14－3液压动力元件液压泵——液压系统的动力元件，它把电动机或其他原动机输出的机械能转换成液压能的装置。其作用是向液压系统提供压力油。32一、液压泵工作原理1－偏心轮2－柱塞3－泵体4－弹簧5、6－单向阀液压泵工作原理33二、液压泵的类型及图形符号1．液压泵的类型按结构：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵按输油方向：单向泵、双向泵按输出流量：定量泵、变量泵按额定压力：低压泵、中压泵、高压泵342．液压泵的图形符号单向定量泵双向定量泵单向变量泵双向变量泵35三、常用液压泵1．齿轮泵：外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵齿轮泵工作原理362．叶片泵：单作用式叶片泵和双作用式叶片泵双作用式叶片泵工作原理图叶片泵工作原理373．柱塞泵：径向柱塞泵（淘汰）和轴向柱塞泵1－配流盘2－缸体3－柱塞4－斜盘384．螺杆泵：转子式容积泵和回转式容积泵单螺杆泵结构39螺杆泵工作原理图40四、液压泵的比较与选择类型优点缺点工作压力齿轮泵结构简单，不需要配流装置，价格低，工作可靠，维护方便易产生振动和噪声，泄漏大，容积效率低，径向液压力不平衡。流量不可调低压叶片泵输油量均匀，压力脉动小，容积效率高结构复杂，难加工，叶片易被脏物卡死中压轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，容积效率高结构复杂，价格较贵高压螺杆泵结构简单，体积小，重量轻，运转平稳，噪声小，寿命长，流量均匀，自吸能力强，容积效率高螺杆齿形复杂，不易加工，精度难以保证4～40MPa41应用场合液压泵的选择一般负载小、功率低的机床设备齿轮泵或双作用式叶片泵精度较高的机床（如磨床）螺杆泵或双作用式叶片泵负载大、功率大的机床（如龙门刨、拉床等）柱塞泵机床辅助装置（如送料、夹紧等）齿轮泵42一、液压缸类型及图形符号二、液压缸典型结构§14－4液压执行元件液压缸——液压系统中的执行元件，将液压能转换为直线（或旋转）运动形式的机械能，输出运动速度和力，结构简单，工作可靠。43一、液压缸类型及图形符号单作用液压缸双作用液压缸组合液压缸液压缸的类型及符号44二、液压缸典型结构1．活塞式液压缸双作用双活塞杆式液压缸双作用单活塞杆式液压缸45双作用双活塞杆式液压缸缸体固定式1－缸体2－活塞3－活塞杆4－工作台46活塞杆固定式47双作用双活塞杆式液压缸的工作特点1）液压缸两腔的活塞杆直径d和活塞有效作用面积A通常相等。当左、右两腔相继进入压力油时，若流量qv及压力p相等，则活塞（或缸体）往返运动的速度（v1与v2）及两个方向的液压推力（F1与F2）相等。2）缸体固定的其工作台往复运动范围为活塞有效行程的3倍，占地面积较大，常用于小型设备；活塞杆固定的工作台往复运动的范围为活塞有效行程的2倍，占地面积较小，常用于中、大型设备。48双作用单活塞杆式液压缸结构特点：活塞的一端有杆，而另一端无杆，活塞两端的有效作用面积不等。实现机床的较大负载，但慢速工作进给和空载时快速退回。49缸体固定活塞杆固定（活塞杆带动工作台移动）（缸体带动工作台移动）50双作用单活塞杆式液压缸的工作特点1）工作台往复运动速度不相等。2）活塞两方向的作用力不相等。工作台慢速运动时，活塞获得的推力大；工作台作快速运动时，活塞获得的推力小。3）可作差动连接。双作用单活塞杆式液压缸工作特点512．其他液压缸简介柱塞式液压缸伸缩缸齿条活塞缸52柱塞式液压缸特点：1）缸体内壁与柱塞不接触，不需要精加工。因此，行程较长时，宜采用柱塞式液压缸。2）柱塞常做成空心的，可以减轻重量，防止柱塞下垂（水平放置时），降低密封装置的单面磨损。53成对使用的柱塞式液压缸：得到大行程的双向运动。柱塞缸54伸缩缸又称多级缸，由两级或多级活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞就是后一级活塞缸的缸筒。收缩后液压缸的总长较短，结构紧凑，适用于安装空间受到限制而行程要求很长的场合。伸缩缸55齿条活塞缸由带有齿条杆的双活塞缸和齿轮齿条机构所组成，活塞的往复移动经齿轮齿条机构变成齿轮轴的往复转动。多用于自动线、组合机床等的自动转位或分度机构中。齿条杆小齿轮563．液压缸的密封包括固定件的静密封和运动件的动密封。常用的密封方法：间隙密封密封圈密封57间隙密封依靠运动件之间很小的配合间隙来保证密封的。摩擦力小，内泄漏量大，密封性能差且加工精度要求高，只适用于低压、运动速度较快的场合。58密封圈密封密封圈通常是用耐油橡胶压制而成，它通过