液压基础知识教材

绿色发展和谐共赢2.2.液压基础知识玉柴工程公司用户支持部培训室2008年挖掘机基础知识培训教材绿色发展和谐共赢总目录●液压基础理论知识●液压辅助元件●液压控制阀●液压泵、液压马达、液压缸●挖掘机液压系统基本回路绿色发展和谐共赢22--11液压基础理论知识绿色发展和谐共赢22--11--11液压系统基本参数1.压力压力表示单位面积所受的作用力。压力计算公式：P（压力）=F（作用力）/A（面积）。压力的国际计量单位名称为帕，单位符号是Pa（N/m2、牛顿力每平方米）。压力的非法定计量单位：巴（bar）、千克力每平方厘米（kgf/cm2）。机械工程上常用单位为兆帕(MPa)。压力单位的换算关系为：1MPa=106Pa1bar=105Pa=0.1MPa1kgf/cm2≈1bar1MPa≈10kgf/cm22.流量流量表示单位时间内流过管道或设备某横截面积的流体体积。流量常用单位为L/min（升/分）。绿色发展和谐共赢22--11--22油液的性质（1）1.粘性油液在外力作用下，液层间作相对运动时产生内摩擦力的性质，叫做油液的粘性。油液的粘性大小用粘度来表示。粘度等级是用40℃时运动粘度平均值表示，单位mm2/s(cSt,厘)，同时用来表示液压油的牌号。粘度是选择液压用油的重要依据。一般而言，油液所受压力增大，其粘性变大，在高压时，压力对粘性的影响表现尤为突出，而在中低压时并不显著。油液粘性对温度十分敏感。当油液温度升高时，粘性下降，这种影响在低温时更为突出。绿色发展和谐共赢22--11--22油液的性质（2）2.压缩性液体体积随压力变化而变化。油液中的气体对粘性及压缩性的影响。气体以混入和溶入两种形式存在于油液中。溶入的气体对油液的粘性及压缩性基本上不产生影响。而油液中混有不溶解气体，对油液的粘性和油液压缩性的体积弹性系数均产生影响，而且对后者的影响极大。油液中混入气体后，不仅使油液的粘性增加，而且大大增加油液的压缩性。因此必须排除油液中混入的气体.绿色发展和谐共赢22--11--22油液应具备的基本性质（1）¾液压油的两个主要功用：传递能量和信号；起润滑、防锈、冷却及冲洗污染物等重要作用。¾液压传动的油液应具备的基本性质：应有适当的粘度和良好的粘温特性。过高的粘度会增加系统的压力损失，降低效率，使系统发热，并恶化了泵的吸入条件。反之，粘度过低会加大泄露量，不仅影响效率，而且还会降低润滑性能。应有良好的润滑性能----油膜对材料表面有牢固的吸附力。绿色发展和谐共赢22--11--22油液应具备的基本性质（2）¾液压传动的油液应具备的基本性质空气分离压、饱和蒸汽压及流动点要低，闪点、燃点要高，能防火防爆。应有良好的化学稳定性，不易氧化变质。应有良好的防腐蚀性，不腐蚀金属和密封件。对人体无害，成本低。绿色发展和谐共赢22--11--33液压油品种及选用（1）液压油名称性能特点应用HL液压油H-液压油L-防锈抗氧又称通用机床液压油,具有良好的防锈抗氧性。低压系统,一般机床HM抗磨液压油M-防锈抗氧抗磨型以HL液压油为基础油，除加有抗氧剂、防锈剂外，主剂是极压抗磨剂，具有良好的抗磨性、润滑性、防锈抗氧性等。抗磨性是其突出特点。高压系统；环境温度在—5℃以上。HV低温抗磨液压油除了具有HM液压油相同的优良性能外，还具有低温启动性、流动性好，低温粘度小，高温能保持一定的粘度。环境温度在—5～—25℃地区。HS合成低温抗磨液压油除了具有HV液压油相同性能外，低温区使用温度范围更低。适用温度范围宽，环境温度在—5～—40℃地区。常用的液压油品种绿色发展和谐共赢液压油选择依据：工作压力、工作温度（及环境温度）和油泵种类。（1）工作压力由于挖掘机液压系统属于高压系统，因而必须选择润滑性即抗磨性、极压性优良的抗磨液压油。（2）环境温度1.品种选用HM常温抗磨液压油HV低温抗磨液压油HS合成低温抗磨液压油环境温度-5℃以上-5～-25℃-5～-40℃（3）液压泵种类挖掘机液压泵属于高压油泵，应选用抗磨液压油。液压油选择包括液压油品种和粘度的选用22--11--33液压油品种及选用（2）液压油的选用绿色发展和谐共赢2.粘度选用粘度的选用主要取决于液压油实际工作温度和冷启动温度。一般各种液压元件都指定了应使用的液压油，但由于液压泵工作条件昀恶劣，按照柱塞泵选择的油液也适用于其它液压元件。牌号工作油温-5℃0℃20℃40℃60℃80℃46运动粘度（mm2/s）750500120462011681500900200683016全功率时昀小粘度10全功率时昀大粘度160运转时适当粘度范围30～150冷启动时昀大粘度1500柱塞泵用液压油允许的昀大（昀小）粘度（运动粘度mm2/s）46和68号液压油粘度与油温关系22--11--33液压油品种及选用（3）绿色发展和谐共赢YC挖掘机用的液压油为玉柴牌HM68抗磨液压油和HV68低温抗磨液压油。HM68抗磨液压油（简名：68号抗磨液压油），用于一般地区。68——油的粘度等级，也表示油的牌号。工作油温-5℃0℃20℃40℃60℃70℃80℃运动粘度（mm2/s）150090020068302116HM68号液压油粘度与油温关系22--11--33液压油品种及选用（4）HV68低温抗磨液压油用于环境温度在—5～—25℃地区。一般地区选用HM68号液压油较适宜。绿色发展和谐共赢液压油污染的原因及危害：液压系统的故障有70%是由于油液污染引起的。22--11--44液压油液压油污染控制污染的原因危害液压装置组装时残留下来的污染物（如切屑、毛刺、型砂、磨粒、焊渣、铁锈等）；在工作过程中产生的污染物（如金属微粒、锈斑、涂料剥离片、密封材料剥离片、水分、气泡以及工作液体变质后的胶状生成物等）。注油和维修过程带入的污染物。从外界侵入的，如油箱呼吸孔和油缸活塞杆密封处侵入的污染物。固体颗粒使元件加速磨损，寿命缩短，泵阀性能下降，甚至使阀芯卡死，滤油器堵塞。5μm左右的颗粒对堵塞元件缝隙的危害昀大，而大于15μm的颗粒对元件的作用磨损危害昀为显著。从周围环境混入的污染物（如空气、尘埃、水滴等）。水的侵入不仅会产生汽浊腐蚀，而且还将加速工作液体的氧化，并与添加剂起作用产生粘性胶质，堵塞滤油器。空气的混入将降低工作液体的体积摸量和润滑性能，导致泵气浊及执行元件低速爬行。绿色发展和谐共赢22--11--44液压油污染控制液压油劣化及原因性能劣化表现原因密度增加油液氧化变质，生成粘稠物闪点下降油液中混入闪点低得液体（如溶剂）颜色变深、浑浊油液氧化，颗粒污染物浓度增高，油液中混入水形成乳化粘度增加或下降油液氧化使粘度增加，机械剪切作用和混入溶剂等原因使粘度下降残炭增加油液氧化酸值增加油液氧化绿色发展和谐共赢污染源控制措施固有污染物液压元件加工装配残留污染物元件出厂前清洗，使达到规定得清洁读。对受污染的元件在装入系统前进行清洗管件、油箱残留污染物及锈蚀物系统组装前对管件和油箱进行清洗，使达到规定得清洁度系统组装过程中残留物污染物系统组装后进行循环清洗，使达到规定的清洁度要求22--11--44液压油污染控制绿色发展和谐共赢污染源控制措施外界侵入污染物更换和补充油液定期更换液压油，新油通过过滤器注入系统油箱呼吸孔采用密闭油箱，安装空气滤清器油缸活塞杆采用可靠的活塞杆防尘密封，加强对密封的维护维护和检修拆油管、液压元件之前，要把液压元件外表擦拭干净；拆管后，管口、阀口要封闭好，防止受污染；保持工作环境和工装设备的清洁，彻底清除维修中残留清洗液。侵入水油液除水处理侵入空气排放空气，防止油箱内油液中气泡吸入泵内22--11--44液压油污染控制绿色发展和谐共赢污染源控制措施内部生成污染物元件磨损物（磨粒）过滤净化，系统设置过滤器、换油时更换过滤器。油液氧化物去除油液中水和金属微粒（对油液氧化起强烈的催化作用）；工作油温控制在70℃以下，抑制油液氧化；不同牌号不同等级的液压油不能随意混用22--11--44液压油污染控制绿色发展和谐共赢22--11--55帕斯卡定律密封容器中的液体，若在其任一点施加压力，这个压力将通过液体传到各个连通器，并且压力值处处相等，这就是帕斯卡定律，也是液压传动的基本原理，各类液压机的工作原理就是该原理的工程应用。帕斯卡原理应用实例绿色发展和谐共赢22--11--66液体流动时的压力损失液体流动时的压力损失可分为：1.沿程压力损失。•液体在直管内，沿流动方向各流层之间的内摩擦而产生的压力损失，称为沿程压力损失。•其主要与于管道长度、管径、液体流速、液体粘度以及液体在管中的流动状态有关。2.局部压力损失•液体在流动中，由于遇到局部障碍而产生的阻力损失，称为局部压力损失。•局部障碍包括：流向发生弯曲；断面突然扩大或缩小；流道中装置有各种液压元件及附件，如各种液压阀、弯头、三通等；油液通过这些局部地区，由于液流方向何速度大小发生变化，在该区域产生漩涡。绿色发展和谐共赢22--11--66液体流动的节流控制¾液体流经薄壁小孔、细长孔或狭缝时，会产生较大的压力损失，称为节流。这些小孔和狭缝叫节流口。小孔很小（孔径小于1mm）时称阻尼孔。¾液体通过节流口会产生节流压降。在液压系统中多应用节流口来控制流量或压力。¾节流口的流量计算公式：Q＝KA△PmK为节流系数，A为节流口面积，ΔP节流口前后压力差，m为由空口形状决定的指数。节流口符号RP1P2节流口前后压力差△P=P1-P2节流口符号绿色发展和谐共赢22--11--77液压冲击¾液压系统中，由于某一元件工作状态突变而引起油压瞬时急剧上升，产生很高的压力峰值，出现冲击波的传递过程，这种现象称为液压冲击。如换向阀的迅速换向，液压管路突然关闭，液压缸活塞运动速度和方向突然改变等，都会引起液压冲击。¾液压系统在冲击压力作用下，将产生剧烈振动、噪音，引起设备如管道、液压元件及密封装置等损坏，导致严重泄露，降低使用寿命，还会使某些元件动作失灵造成事故，影响正常工作。特别在高压、大流量系统中，其破坏性更加严重。¾减少液压冲击，通常有以下几种办法：1.缓慢开闭阀门以增长关闭油路时间，或减慢阀芯的换向速度；2.加大油管直径以降低液流速度；3.在系统中设置蓄能器和安全阀；4.在液压元件中设置缓冲装置；5.采用橡胶软管吸收液压冲击时的能量。绿色发展和谐共赢22--11--88气蚀现象¾在液流中由于压力降低到有气泡形成的现象统称为气穴现象。¾如果在反复的液压冲击和高温作用下，在从油液中游离出来的氧气侵蚀下，管壁或液压元件表面将产生剥落破坏，这种因气穴现象而产生的零件剥蚀称为气蚀现象。¾液压系统产生气穴的可能部位：泵的吸油口、油液经节流部位、突然开启的阀门、带大惯性负载的液压缸、液压马达在运转中突然停止或换向等。¾气穴和气蚀对液压系统会产生极大的危害，应采取有效措施预防，通常有以下几种方法：1、减小流经节流口及缝隙处的压力降；2、正确设计管路，限制泵的吸油口离油面高度；3、提高管道的密封性能，防止空气渗入；4、提高零件的机械强度和降低零件的表面粗糙度，采用抗腐蚀能力强的金属材料，以提高元件得抗气蚀能力。绿色发展和谐共赢22--11--99液压传动原理——定义液压传动定义液压传动是以油液为工作介质、利用液体压力能进行能量转换、传递和控制的传动。绿色发展和谐共赢22--11--99液压传动原理——组成一个完整的液压系统由五个部分组成1．动力元件——液压泵，将发动机机械变换成油液压力能，它向整个液压系统提供动力。２．控制元件——各种液压阀，用来控制和调节液压油的方向、流量和压力。如图：溢流阀、换向阀。３．执行元件——将油液压力能变换成工作机构动作的机械能。如液压油缸和液压马达。４．辅助元件——将动力元件、控制元件和执行元件三部分连接成一个系统，起贮油、连接、过滤等作用，如油箱、胶管总成、接头、滤油器、蓄能器等。５．液压油：液压传动工作介质。滤油器油箱液压泵换向阀单向阀液压缸溢流阀G绿色发展和谐共赢22--11--99液压传动原理¾操纵换向阀在左位工作，液压油的流程：•油箱液压油→过滤器→液压泵→换向阀A口→液压缸