甲板機(jī)械-液壓原理、元件、液壓油.ppt

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甲板機(jī)械 第三篇船舶甲板機(jī)械第七章液壓技術(shù)與液壓元件第一節(jié)液壓技術(shù)的基本知識(shí)第二節(jié)控制元件第三節(jié)執(zhí)行元件第四節(jié)輔助元件第八章舵機(jī)第一節(jié)舵機(jī)概述第二節(jié)舵的作用原理第三節(jié)液壓舵機(jī)的工作原理和組成第四節(jié)液壓舵機(jī)的轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)第五節(jié)液壓舵機(jī)的遙控系統(tǒng)第六節(jié)舵機(jī)液壓系統(tǒng)第七節(jié)電液操舵裝置實(shí)例第九章錨裝置第一節(jié)錨裝置概述第二節(jié)錨裝置的受力分析 工作過程和功率計(jì)算第三節(jié)錨機(jī)實(shí)例第十章起貨機(jī)第一節(jié)概述第二節(jié)起貨機(jī)的液壓系統(tǒng)第三節(jié)液壓起貨機(jī)的操縱機(jī)構(gòu)第四節(jié)回轉(zhuǎn)式起貨機(jī)的液壓系統(tǒng)實(shí)例 第二篇船舶甲板機(jī)械甲板機(jī)械 舵機(jī) 錨機(jī) 絞纜機(jī) 吊艇機(jī) 舷梯升降機(jī) 艙蓋板啟閉裝置等 甲板機(jī)械按所用動(dòng)力可分為 氣動(dòng) 蒸汽 電動(dòng) 液壓等 現(xiàn)代船舶甲板機(jī)械主要采用液壓甲板機(jī)械和電動(dòng)甲板機(jī)械 氣動(dòng)甲板機(jī)械特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 無污染 但漏泄多 效率低 僅用于吊艇機(jī) 舷梯升降機(jī)等小功率甲板機(jī)械 蒸汽甲板機(jī)械特點(diǎn) 散熱損失大 管理不便 已基本不用 液壓傳動(dòng)概論液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 1 力的傳遞靠液體壓力來實(shí)現(xiàn) 2 運(yùn)動(dòng)速度的傳遞靠液體的流量來實(shí)現(xiàn) 3 自鎖靠液壓元件對(duì)液壓油的 密封 來實(shí)現(xiàn) 液壓傳動(dòng)原理 以液壓機(jī)械的液壓系統(tǒng)為例 液壓系統(tǒng)的組成 五個(gè)主要部分 及功用1 動(dòng)力元件 液壓泵 功用 將泵的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力能 液壓能 2 執(zhí)行元件 液壓缸或液壓馬達(dá) 功用 將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以帶動(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng) 3 控制元件 各種方向 流量和壓力控制閥 功用 控制液壓系統(tǒng)中的液壓油的流動(dòng)方向 流量大小和壓力的高低 以滿足工作部件的運(yùn)動(dòng)方向 速度和所需力的要求 4 輔助元件 油箱 濾油器 蓄能器 壓力表 熱交換器 油管和管接頭等 功用 實(shí)現(xiàn)各種輔助功能 5 液壓油功用 主要起動(dòng)力傳遞作用 還有潤(rùn)滑 冷卻 防腐防銹作用 液壓元件和液壓油液壓控制閥分類 按在液壓系統(tǒng)的用途分類 1 方向控制閥 控制系統(tǒng)中的油流方向 包括單向閥 換向閥等 2 壓力控制閥 控制系統(tǒng)中的油壓 包括溢流閥 減壓閥 順序閥等 3 流量控制閥 控制液壓系統(tǒng)中的流量 包括節(jié)流閥 調(diào)速閥等 按動(dòng)力控制方式分類 1 開關(guān)定值控制閥 又稱普通液壓閥 2 伺服控制閥 又稱隨動(dòng)閥 3 電液比例閥 按結(jié)構(gòu)形式分類 1 滑閥類 2 錐閥類 見下圖 按連接和安裝方式分類 1 管式閥 2 板式閥 3 疊加式閥 4 插裝式閥 按動(dòng)力操縱方法分類 1 手動(dòng)閥 2 機(jī)動(dòng)閥 3 電動(dòng)閥 4 液動(dòng)閥 5 電液閥等 選用液壓閥注意兩參數(shù) 公稱通徑Dg mm 和公稱壓力pg MPa 一 方向控制閥方向閥功能 通過控制液流方向來達(dá)到控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向 方向閥類型 單向閥和換向閥兩大類 1 單向閥1 普通型單向閥功用 使液流只能單向流過 分類 按閥芯的形式分為鋼球式和錐閥式 按閥體的形狀分為直角型 見下圖 和直通型 要求 正向?qū)〞r(shí)流動(dòng)阻力要小 0 035 0 05MPa 反向封閉時(shí)密封性要好 應(yīng)用 與其它元件組成單向式組合閥 回油管路中的背壓閥 與冷卻器 濾油器等附件并聯(lián)作自動(dòng)旁通閥使用 圖單向閥實(shí)物 2 液控單向閥 功用 既有單向止回作用又能在一定條件下允許油流反向通過 即能使閥在控制油的控制下實(shí)現(xiàn)閥的反向開啟 見下圖應(yīng)用 液控單向閥在船上常用作舵機(jī)液壓系統(tǒng)的鎖舵閥 由一對(duì)復(fù)合型液控單向閥組成 見后圖 實(shí)物 圖結(jié)構(gòu)原理圖 3 液壓鎖 復(fù)合型液控單向閥 又稱雙向液控閥 雙向液壓鎖 雙向閉鎖閥 作用 對(duì)執(zhí)行元件雙向鎖閉作用應(yīng)用 起液壓瑣等作用 見圖 2 換向閥功能 用于將兩個(gè)或兩個(gè)以上的油口接通或切斷改變液流方向的換向閥 是液壓系統(tǒng)中用量最大 品種 名稱最復(fù)雜的一類閥 1 換向閥分類按閥心結(jié)構(gòu)分 滑閥式 球閥式和錐閥式 按閥心在閥體內(nèi)的工作位置分 二位 三位 四位等 按閥體上與外部連通的油路數(shù)分 二通 三通 四通 五通等按操縱閥心運(yùn)動(dòng)的方式分 手動(dòng) 機(jī)動(dòng) 氣動(dòng) 液動(dòng) 電磁動(dòng) 電液動(dòng)等 按閥心在閥體內(nèi)定位方式分 鋼球定位 彈簧復(fù)位 彈簧對(duì)中等 按閥的安裝方式分 管式 板式 法蘭式 按閥的中位機(jī)能方式分 H P O J K X M Y C N型等 2 換向閥閥芯結(jié)構(gòu) 按閥芯動(dòng)作方式分類 1 轉(zhuǎn)閥工作原理 見圖 實(shí)物 解釋 1 換向閥的 位 和 通 位 是指改變閥芯與閥體的相對(duì)位置時(shí) 所能得到的通油口切斷和相通形式的種類數(shù) 有幾種就叫做幾位閥 通 是指閥體上的通油口數(shù)目 即有幾個(gè)通油口就叫幾通閥 2 換向閥的職能符號(hào) 規(guī)定和含義 1 用方框表示換向閥的 位 有幾個(gè)方框就是幾位閥 2 方框內(nèi)的箭頭表示處在這一位上的油口接通情況 并基本表示油流的實(shí)際流向 3 方框內(nèi)的符號(hào) 或 表示此有油口被閥芯封閉 4 方框上與外部連接的接口即表示通油口 接口數(shù)即通油口數(shù) 5 通常 閥與液壓泵或供油路相連的油口用字母P表示 閥與系統(tǒng)的回油路 油箱 相連的回油口用字母T 以前用O 表示 閥與執(zhí)行部件相連的油口 稱為工作油口 用字母A B表示 2 滑閥式換向閥常用換向閥的結(jié)構(gòu)及職能符號(hào) 二位二通閥作用 控制油路的通與斷二位三通閥作用 控制液流方向 二位四通閥作用 控制執(zhí)行元件換向三位四通閥作用 換向 停止 二位五通閥作用 換向 兩種回油方式三位五通閥作用 換向 停止 回油不同 3 換向閥結(jié)構(gòu)及工作原理 按移動(dòng)閥芯動(dòng)力形式分類 1 電磁換向閥 也稱電動(dòng)換向閥 簡(jiǎn)稱為電磁閥 見下圖及后圖實(shí)物交 直流電磁閥性能比較 交流電磁閥 電壓過高 線圈容易發(fā)熱和燒壞 而過低因吸力不夠 難于保證正常工作 初吸力大 換向沖擊大 操作頻率不宜超過30次 min 使用壽命較短 吸合數(shù)在十萬 一百萬次就會(huì)損壞 但價(jià)格便宜 直流電磁閥 不會(huì)因鐵芯不能吸合而燒壞 工作頻率可達(dá)120次 min以上 工作可靠 換向平穩(wěn) 壽命較長(zhǎng) 吸合數(shù)可達(dá)千萬次以上 但需要直流電源 圖典型結(jié)構(gòu) 圖實(shí)物 三位四通電磁閥工作原理 1 當(dāng)左 右電磁線圈都斷電時(shí) 閥芯處于中間位置 P T A B互不相通 2 當(dāng)右邊電磁線圈通電而左邊電磁線圈斷電時(shí) 閥芯被推到左端位置 P與B通 A與T通 3 當(dāng)左邊電磁線圈通電而右邊電磁線圈斷電時(shí) 閥芯被推到左端位置 P與A通 B與T通 電磁換向閥中的密封 靠閥芯的圓柱形臺(tái)肩與閥體內(nèi)側(cè)的配合間隙來保證 配合間隙通常約為0 01 0 03mm 電磁閥芯的移動(dòng)阻力 摩擦阻力和液動(dòng)力的合力 為了減小閥芯的移動(dòng)阻力 防止閥芯卡死 通常在閥芯的凸肩上開設(shè)數(shù)圈環(huán)形的均壓槽 以使閥芯四周所受的液動(dòng)力大致相等 開一條均壓槽 摩擦阻力可下降到不開槽時(shí)的40 左右 開三條可降到6 左右 電磁換向閥的常見故障 換向閥閥芯不能離開中位或不能回中 換向閥換向沖擊大 油液流經(jīng)換向閥時(shí)流動(dòng)阻力過大 電磁換向閥閥芯不能離開中位的根本原因是 電磁力不足或移動(dòng)阻力過大 具體原因是 電路不通或電壓不足 激磁線圈脫焊或燒毀 閥芯和閥孔加工精度較差 配合間隙太小 閥芯或閥孔碰傷變形 有臟物進(jìn)入間隙 油溫過高 閥芯因膨脹卡死 電磁鐵推桿密封處的油壓過高 摩擦阻力過大 閥芯不能回中的可能原因除移動(dòng)阻力過大外 還可能是彈簧斷裂 漏裝或彈力不足 電磁換向閥換向沖擊大的原因有 對(duì)于大流量的換向閥沒采用液壓操縱或電液操縱 控制油路中單向節(jié)流閥開度過大造成的 油流流經(jīng)電磁換向閥時(shí)流動(dòng)阻力過大的主要原因是 經(jīng)過閥的流量超過額定值 或是閥的開度不足 一般要求在額定流量下壓力損失不大于0 3 0 5MPa 解釋 1 換向閥的中位機(jī)能 閥芯處于中位時(shí)的油路溝通形式叫中位機(jī)能 有 H P O J K X M Y等型式 2 閥在中位時(shí)系統(tǒng)常有如下的各種要求 保壓 卸荷 浮動(dòng) 鎖閉3 把閥設(shè)計(jì)成特殊機(jī)能的可用兩個(gè)字母表示 如 OP型 MP型 4 換向閥的滑閥液壓卡緊現(xiàn)象換向閥在停止使用一段時(shí)間后 一般約五分鐘以后 從新起動(dòng)時(shí) 為使閥芯移動(dòng) 理論上只需要很小的力來克服粘性摩擦阻力就可以 而實(shí)際上 特別在中 高壓系統(tǒng)中卻十分費(fèi)力 需要克服很大的阻力 摩擦力 也稱卡緊力 才能使芯移動(dòng) 把這種現(xiàn)象稱為滑閥的液壓卡緊現(xiàn)象 液壓卡緊現(xiàn)象是由于閥芯和閥體的幾何形狀誤差和中心線的不重合而造成的 5 換向閥的滑閥上的液動(dòng)力1 滑閥上的穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力穩(wěn)態(tài)液動(dòng)力是指閥芯移動(dòng)完畢 開口固定后 由于流出 流入閥腔的液流的動(dòng)量變化而產(chǎn)生的作用于閥芯上的軸向力 2 滑閥上的瞬態(tài)液動(dòng)力瞬態(tài)液動(dòng)力是指由于閥門開度 閥口大小 的變化 使閥腔中的液流加速或減速而產(chǎn)生的作用于閥芯上的軸向力 2 液動(dòng)換向閥功用 液壓操縱可給予閥芯很大的推力 因此液動(dòng)換向閥適用于壓力高 流量大 閥芯移動(dòng)行程長(zhǎng)的場(chǎng)合 設(shè)單向節(jié)流閥目的 如果在液動(dòng)換向閥的控制油路裝有單向節(jié)流閥 稱阻尼器 用于控制主閥的換向速度 以免換向太快引起沖擊和噪聲 改善換向性能 符號(hào) 3 電液換向閥結(jié)構(gòu) 由電磁換向閥 導(dǎo)閥 和液動(dòng)換向閥 主閥 組合而成 電磁換向閥 導(dǎo)閥 作用 用來改換控制油液的方向 液動(dòng)換向閥 主閥 作用 用控制油推動(dòng)以控制主油路 導(dǎo)閥形式 彈簧對(duì)中型電液換向閥的電磁導(dǎo)閥常采用Y型或H型 能在中位時(shí)使控制油路卸荷 電液換向閥工作原理圖 電液換向閥的圖形符號(hào)和簡(jiǎn)化符號(hào) 外供控制油和外部泄油 4 梭閥 選擇閥 具有兩個(gè)進(jìn)口和一個(gè)公共出口 在進(jìn)口壓力的作用下 出口自動(dòng)地與其中一個(gè)進(jìn)口接通的閥 功用 自動(dòng)地進(jìn)行油路壓力的選擇 1 或門型梭閥 三通式液控單向閥 結(jié)構(gòu)和符號(hào) 如下圖所示 這種閥有兩個(gè)壓力油入口和一個(gè)出口 當(dāng)右邊進(jìn)口壓力大于左邊進(jìn)口壓力時(shí) 閥芯被兩者的差力值推向左邊 關(guān)閉左端壓力油口 從而右端壓力油通向出口 2 與門型梭閥圖型符號(hào) 二 壓力控制閥壓力控制閥分類 按用途 溢流閥 減壓閥 順序閥 平衡閥 卸荷閥按閥芯結(jié)構(gòu) 滑閥 球閥 錐閥按工作原理 直動(dòng)式 先導(dǎo)式1 溢流閥溢流閥分類 按結(jié)構(gòu)分 直動(dòng)型和先導(dǎo)型溢流閥 溢流閥作用 控制閥的進(jìn)口壓力的壓力閥 當(dāng)用于防止液壓系統(tǒng)壓力過載 在緊急情況下起保護(hù)作用時(shí) 又稱為安全閥 當(dāng)用于維持液壓系統(tǒng)壓力基本恒定并將定量泵液壓系統(tǒng)多余的油液溢流回油箱時(shí) 又稱為定壓閥 1 直動(dòng)式溢流閥結(jié)構(gòu) 見圖 工作原理 F pAps 溢流 阻尼孔1的作用 防止油壓脈動(dòng)時(shí)閥芯動(dòng)作過快而產(chǎn)生振動(dòng) 使閥工作平穩(wěn) 符號(hào) 圖實(shí)物 2 先導(dǎo)式溢流閥結(jié)構(gòu) 見圖 職能符號(hào) 實(shí)物 先導(dǎo)式溢流閥工作原理 遠(yuǎn)程控制口K作用 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓 K口打開 p由控制油壓決定 K口堵上 p由先導(dǎo)閥ps決定 先導(dǎo)式溢流閥特性 先導(dǎo)式溢流閥穩(wěn)態(tài)壓力變化量pT較小 一般不超出整定壓力pT的5 10 可使用于高壓系統(tǒng) 先導(dǎo)式溢流閥的動(dòng)態(tài)壓力超調(diào)量通常不超過調(diào)定壓力的10 15 過渡過程時(shí)間在0 1 0 3s 但都比直動(dòng)式大 轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 改變導(dǎo)閥彈簧的初張力 即可改變溢流閥的調(diào)定壓力 先導(dǎo)式溢流閥可作為遠(yuǎn)控卸荷閥使用 卸荷壓力一般為0 15 0 35MPa 也可作為遠(yuǎn)控調(diào)壓閥使用 3 溢流閥的性能指標(biāo) 1 溢流閥的穩(wěn)態(tài)特性 溢流閥的開啟壓力pc恒小于調(diào) 整 定壓力pn 即溢流閥達(dá)到額定流量QH時(shí)的油壓力 pn與pc的差值稱為調(diào)壓偏差 穩(wěn)態(tài)壓力變化量 即 pT pn pc穩(wěn)態(tài)特性反映的是溢流閥的精度 調(diào)壓偏差大 則精度差 直動(dòng)式溢流閥調(diào)壓偏差大 精度差 僅適用于低壓場(chǎng)合 最大調(diào)定壓力為2 5MPa 穩(wěn)態(tài)壓力變化量pT可達(dá)pT的20 或更高 先導(dǎo)式溢流閥穩(wěn)態(tài)壓力變化量pT較小 一般不超出整定壓力pT的5 10 可使用于高壓系統(tǒng) 2 溢流閥的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性的兩個(gè)指標(biāo) p 動(dòng)態(tài) 壓力超調(diào)量 t 過渡時(shí)間 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定時(shí)間 p和 t反映的是溢流閥靈敏度 快速性 p和 t值大 則靈敏度差 直動(dòng)型溢流閥的壓力超調(diào)量和過渡時(shí)間要小 靈敏度比先導(dǎo)型溢流閥高 先導(dǎo)式溢流閥的壓力超調(diào)量通常不超過調(diào)定壓力的10 15 過渡時(shí)間在0 1 0 3s 但都比直動(dòng)式大 直動(dòng)式與先導(dǎo)式溢流閥的性能比較 1 定壓精度 先導(dǎo)式優(yōu)于直動(dòng)式 2 適用場(chǎng)合 直動(dòng)式適用于小流量 低壓場(chǎng)合 3 快速性和穩(wěn)定性 直動(dòng)式溢流閥反映靈敏 動(dòng)作快 但穩(wěn)定性不如先導(dǎo)式溢流閥 4 粘滯特性 溢流閥開啟時(shí)流量 壓力的特性曲線與閉合時(shí)流量 壓力的特性曲線不重合 稱為溢流的粘滯特性 亦稱啟閉特性 粘滯特性的產(chǎn)生是由于閥芯在工作過程中受到摩擦力的作用 閥口開大和關(guān)小時(shí)的摩擦力相差越大 粘滯特性越明顯 先導(dǎo)式溢流閥的粘滯特性 不靈敏區(qū) 比直動(dòng)式溢流閥的小 5 卸荷壓力 即當(dāng)卸荷閥使用 先導(dǎo)式有卸荷能力 直動(dòng)式?jīng)]有 6 價(jià)格 直動(dòng)式價(jià)格低 4 電磁溢流閥 5 卸荷溢流閥 卸荷溢流閥應(yīng)用示例 溢流閥的應(yīng)用于液壓系統(tǒng)的情況 1 做溢流閥用 穩(wěn)壓和溢流起定壓作用 見左圖 2 做安全閥用 防超壓起安全保護(hù)作用 見中圖 3 做背壓閥用 使回油有一定的阻力即背壓 提高執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性 4 用于遠(yuǎn)程調(diào)壓 見右圖 5 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的雙級(jí)調(diào)壓 見左圖 6 使系統(tǒng)卸壓 見右圖 溢流閥的常見故障 阻尼孔堵塞 主閥卡阻 導(dǎo)閥關(guān)閉不嚴(yán)或彈簧失效等造成的 2 減壓閥功用 使流經(jīng)閥的油液節(jié)流降壓 以便從系統(tǒng)中分出油壓較低的支路 分類 按結(jié)構(gòu)形式和工作原理分 1 先導(dǎo)式減壓閥 有定值減壓閥和單向減壓閥 2 直動(dòng)式減壓閥 有定差減壓閥和定比減壓閥 定值減壓閥 保證閥的出口壓力為定值的閥為定值減壓閥 簡(jiǎn)稱減壓閥 定差減壓閥 保證閥的出口壓力與進(jìn)口壓力之差為定值的稱為定差減壓閥 它控式定差減壓閥 若用于控制另一閥 如節(jié)流閥 的進(jìn)出口壓力差為定值 又稱為它控式定差減壓閥 定比減壓閥 保證閥的出口壓力與進(jìn)日壓力之比為定值的稱為定比減壓閥 減壓閥的泄油口需直通油箱 外泄 與溢流閥 可內(nèi) 外泄 不同 直動(dòng)式減壓閥結(jié)構(gòu) 見圖工作原理 減壓原理 節(jié)流口產(chǎn)生壓降 pp2 p1 pp1一定 p p2 p2 p1減壓 調(diào)節(jié)主彈簧予緊力 可以改變出口壓力p2 穩(wěn)壓原理 p2 閥芯上移 閥口減小 p p2 p1 p p1一定 p p2 p2 閥芯下移 閥口開大 p p p2 ps 符號(hào) 先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理 減壓 穩(wěn)壓原理 見圖 符號(hào) 減壓閥的特性 減壓閥的P2 f P1 特性曲線 即流量不變 二次壓力P2隨一次壓力P1變化的特性曲線 P2隨P1的變化越小 減壓閥定壓精度越高 減壓閥的P2 f Q 特性曲線 即一次壓力P1不變 二次壓力P2隨流量Q的變化特性曲線 P2隨Q的變化越小 減壓閥的穩(wěn)定性越好 減壓閥應(yīng)用例子 使夾緊缸獲得穩(wěn)定低壓的液壓夾緊系統(tǒng) 工作缸 夾緊缸 3 順序閥功用 是一種用油壓信號(hào)控制油路接通或隔斷的閥 常用來以油壓信號(hào)自動(dòng)控制液壓缸或液壓馬達(dá)的動(dòng)作順序 分類 按工作原理可分為 直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種型式 直動(dòng)式較為常見 按控制油可分為 直控型和外控型 結(jié)構(gòu)與工作原理及圖形符號(hào) 見圖示 直動(dòng)式順序閥與溢流閥的區(qū)別 順序閥的出口油路是通往執(zhí)行結(jié)構(gòu) 閥一旦動(dòng)作就會(huì)全開 進(jìn)出口壓差一般小于0 5MPa 泄油口采用外泄 而溢流閥則總是使出口直通油箱 可采用內(nèi)部泄油 正常溢流時(shí)進(jìn)油壓力與回油壓力相差很大 順序閥的應(yīng)用 1 直動(dòng)式順序閥多應(yīng)用于低壓系統(tǒng) 先導(dǎo)式則多應(yīng)用于中 高壓系統(tǒng) 2 用以實(shí)現(xiàn)多缸的順序動(dòng)作 見圖 3 做卸壓閥用 4 順序閥與單向閥組合 稱為平衡閥 用以實(shí)現(xiàn) 限制重物下落速度 平衡重物 見圖 5 順序閥作為卸荷閥使用 卸荷閥作用 使油泵卸荷 減小功率消耗 見圖 卸荷閥符號(hào) 提示 先導(dǎo)式溢流閥 先導(dǎo)式減壓閥 先導(dǎo)式順序閥的結(jié)構(gòu) 職能符號(hào)和工作原理的比較 四 壓力繼電器作用 利用系統(tǒng)中壓力變化 控制電路的通斷 結(jié)構(gòu) 見圖 工作原理 p ps 微動(dòng)開關(guān)閉合 發(fā)出電信號(hào) p ps 微動(dòng)開關(guān)斷開 電信號(hào)撤銷 應(yīng)用場(chǎng)合 1 控制電磁閥動(dòng)作 2 控制系統(tǒng)壓力 出故障時(shí) 自動(dòng)停車 符號(hào) 應(yīng)用 控制電磁閥 實(shí)現(xiàn)油缸順序動(dòng)作 壓力閥小結(jié) 作用 控制液壓系統(tǒng)中的壓力 共性 利用液壓力和彈簧力比較 控制閥口的開與關(guān) 或控制開口大小 溢流閥 控制進(jìn)口壓力減壓閥 控制出口壓力順序閥 控制閥口通與不通 進(jìn)而控制執(zhí)行元件的動(dòng)作順序 平衡閥 裝在執(zhí)行元件的回油路上 平衡重物 卸荷閥 使油泵卸荷 要求 掌握各種閥的工作原理及應(yīng)用場(chǎng)合 三 流量控制閥作用 靠改變閥的開度來改變通流面積 從而控制流量 通常用于定量泵系統(tǒng) 借以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu) 油缸 油馬達(dá) 的運(yùn)動(dòng)速度 分類 節(jié)流閥 調(diào)速閥 一 流量控制原理和節(jié)流口的流口形式1 流量控制原理 流量控制閥 簡(jiǎn)稱流量閥 在液體流經(jīng)閥門時(shí) 通過改變節(jié)流口過流斷面積的大小或液流通道的長(zhǎng)短改變液阻 壓力降 壓力損失 進(jìn)而控制通過閥門的流量 以達(dá)到調(diào)節(jié)執(zhí)行元件 液壓缸或液壓馬達(dá) 運(yùn)動(dòng)速度的目的 流量閥節(jié)流口的結(jié)構(gòu)形式有近似薄壁孔和近似細(xì)長(zhǎng)孔的兩種類型 解釋 薄壁小孔和細(xì)長(zhǎng)孔 薄壁小孔 孔長(zhǎng)小于孔徑的一半 細(xì)長(zhǎng)孔 孔長(zhǎng)遠(yuǎn)大于孔徑 m 壓差指數(shù) 與節(jié)流口形狀有關(guān) 薄壁小孔m 0 5細(xì)長(zhǎng)孔m 1多數(shù)節(jié)流孔介于薄壁孔和細(xì)長(zhǎng)孔之間 即 0 5 m 1 2 節(jié)流口的流量特性 節(jié)流口一般非絕對(duì)的細(xì)長(zhǎng)孔或薄壁小孔 節(jié)流口的流量用下式計(jì)算 C 流量系數(shù) 與節(jié)流口形狀 液體流態(tài) 油液性質(zhì)有關(guān) A 節(jié)流口通流截面積 p 節(jié)流口前后壓差 m 壓差指數(shù) 與節(jié)流口形狀有關(guān) 0 5 m 1 3 影響節(jié)流口流量穩(wěn)定的因素 1 壓差對(duì)流量穩(wěn)定性的影響 當(dāng)pA一定時(shí) F變 pB變 p變 因?yàn)榧?xì)長(zhǎng)孔m 1 薄壁小孔m 0 5根據(jù) 在 p變化下 對(duì)于薄壁孔 流量Q影響要小 2 溫度 粘度 對(duì)流量穩(wěn)定性的影響 結(jié)論 溫度 粘度 變化時(shí) 細(xì)長(zhǎng)孔的流量系數(shù)C有變化 而薄壁孔基本不受溫度變化的影響 所以 細(xì)長(zhǎng)孔的流量Q受溫度的影響較大 3 節(jié)流口堵塞對(duì)流量穩(wěn)定性的影響 堵塞現(xiàn)象 當(dāng) p一定 A較小時(shí) 流量時(shí)大時(shí)小甚至斷流 堵塞與水力半徑關(guān)系 水力半徑 過流面積 濕周 大 不易堵塞 防止堵塞措施 加大水力半徑 選擇穩(wěn)定性好的油液 精心過濾 結(jié)論 薄壁孔不易附著 阻塞 所以薄壁小孔式比細(xì)長(zhǎng)孔式的節(jié)流口流量特性好 二 普通節(jié)流閥結(jié)構(gòu) 上 下圖 工作原理 借移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯的方法直接改變閥口的通流面積 從而改變流阻的閥 對(duì)節(jié)流閥的主要要求 1 流量調(diào)節(jié)范圍寬 調(diào)速比一般要在50以上 2 調(diào)定后流量受負(fù)載 出口壓力 和油溫的影響要盡可能小 小流量時(shí)也不易堵塞 3 閥口的通流面積最好與閥的升程成正比 以便調(diào)節(jié) 節(jié)流閥最小穩(wěn)定流量 指在不發(fā)生節(jié)流口堵塞現(xiàn)象條件下的最小流量 這個(gè)值越小 說明節(jié)流閥節(jié)流口的通流性越好 允許系統(tǒng)的最低速度越低 一般要求 最小穩(wěn)定流量qmin 0 05L min流量調(diào)節(jié)范圍 節(jié)流閥的特性曲線 節(jié)流閥最常見的故障是在小流量時(shí)閥易堵塞 預(yù)防閥堵塞措施有 使用不易極化的油液 防止油溫過高 對(duì)油進(jìn)行過濾 定期換用新油 減少每級(jí)節(jié)流口的壓降 選用合適的閥芯和閥口材料 盡可能選用薄壁型節(jié)流口 以提高抗堵塞性能 節(jié)流閥的應(yīng)用 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求不高的調(diào)速系統(tǒng) 節(jié)流閥也可以做背壓閥用 三 調(diào)速閥 也稱普通型調(diào)速閥 串聯(lián)調(diào)速閥 結(jié)構(gòu) 由定差減壓閥和節(jié)流閥串聯(lián)而成 作用 提供穩(wěn)定的流量使執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)速度穩(wěn)定 工作原理 來自定壓液壓源 壓力為p1的油液 先經(jīng)減壓閥節(jié)流降壓至p2 如使減壓閥的閥芯開度依節(jié)流閥前后壓差 p1 p2 的變動(dòng)而自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié) 以使p1 p2之差基本保持不變 則節(jié)流閥的流量也可大體保持穩(wěn)定 圖疊加式調(diào)速閥實(shí)物 調(diào)速閥的特性曲線 右圖 調(diào)速閥要求 調(diào)速閥正常工作 p 0 4 0 5MPa p 0 4MPa時(shí)減壓閥不起作用 只和普通節(jié)流閥一樣 溢流節(jié)流閥與調(diào)速閥比較 溢流節(jié)流閥的流量穩(wěn)定性不如普通型調(diào)速閥 但與定量油源配合使用 功率損耗較小 油液發(fā)熱程度較輕 更適合對(duì)流量穩(wěn)定性要求并不很高的場(chǎng)合 四 溢流節(jié)流閥 也稱并聯(lián)調(diào)速閥 旁通型調(diào)速閥 結(jié)構(gòu) 由定差溢流閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成 亦稱溢流節(jié)流閥 工作原理及符號(hào) 右圖 四 比例控制閥作用 傳統(tǒng)形式的液壓控制閥只能對(duì)液流進(jìn)行定值控制 如調(diào)定壓力 流量或閥的開度 或開關(guān)控制 例如液流方向的通斷切換 而比例控制閥可以電信號(hào)為輸入量 使被控制的壓力 流量與輸入的電信號(hào)成正比 從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)的自動(dòng)控制 分類 按功能分 比例壓力控制閥 比例溢流閥 比例減壓閥等 比例流量控制閥 比例節(jié)流閥 比例調(diào)速閥等 比例方向控制閥 1 比例壓力閥 比例溢流閥 結(jié)構(gòu) 由直流比例電磁鐵和先導(dǎo)式溢流閥組成 是一種電液比例閥 作用 輸入電流按比例或按一定程序地變化 則比例溢流閥所控制的系統(tǒng)壓力也按比例地或按一定程序地變化 工作原理及符號(hào) 下圖 實(shí)物 應(yīng)用實(shí)例 三級(jí)壓力控制回路 采用比例控制閥不僅大大減少了液壓元件 簡(jiǎn)化管路 方便了安裝 使用和維修 降低了成本 而且顯著提高了控制性能 使原來溢流閥控制的壓力調(diào)整由階躍式變?yōu)楸壤y控制的緩變式 因此避免了壓力調(diào)整引起的液壓沖擊和振動(dòng) 2 比例調(diào)速閥結(jié)構(gòu) 由直流比例電磁鐵和調(diào)速閥組成 是一種電磁比例閥 作用 輸入直流電流按比例或按一定程序地變化 則比例調(diào)速閥所控制的流量也按比例地或按一定程序地變化 工作原理及符號(hào) 下左圖 與普通調(diào)速閥比較 調(diào)節(jié)節(jié)流閥開度是由電磁力代替手動(dòng)調(diào)節(jié) 下左 右圖 3 比例方向閥 有電磁式 電動(dòng)式 電液式 電磁比例換向閥結(jié)構(gòu) 由直流比例電磁鐵和換向閥組成 是一種電磁比例閥 作用 輸入直流電流按比例或按一定程序地變化 則比例換向閥所控制的油流方向可變 流量也按比例地或按一定程序地變化 工作原理及符號(hào) 下左圖 BOSCH比例伺服閥 圖7 32為定差減壓型比例流量電液換向閥 五 邏輯閥 簡(jiǎn)稱插裝閥或CV閥 特點(diǎn) 這種閥的主要元件大都采用插入的連接方法 不僅能實(shí)現(xiàn)常規(guī)液壓控制閥的各種功能 而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 通用性強(qiáng) 在功率相同時(shí)重量輕 體積小 流阻小 密封性好 抗污染能力強(qiáng) 動(dòng)作靈敏并易于組合 結(jié)構(gòu) 插裝閥是基本組件插入特定設(shè)計(jì)加工的閥體內(nèi) 配以蓋板 先導(dǎo)閥組成的一種多功能的復(fù)合閥 因插裝閥基本組件只有兩個(gè)主油口 因此被稱為二通插裝閥 見圖 分類 插裝式方向控制閥 插裝式壓力控制閥 插裝式流量控制閥 錐閥式插裝閥的工作原理 閥芯兩端作用力的平衡方程式為 FS FY pkAk pAAA pBAB式中 FS 彈簧力 FY 液動(dòng)力 pA pB pk 分別代表A B K口的液壓力 AA Ak 分別代表A口和閥芯的橫截面積 AB Ak AA當(dāng)A為進(jìn)油口 B為出油口 且pA pB時(shí) 如使控制腔與油箱相通 即pk 0 則pAAA pBAB FS FY 于是閥芯抬起 A口的壓力油得以自由地流向B口 當(dāng)B為進(jìn)油口 A為出油口 而且pB pA時(shí) 如使K腔與油箱相通 則閥芯同樣也將開啟 這樣B口的壓力油將流向A口 但如果將控制油液引入K腔 且pk pA或pk pB 則pkAk pAAA pBAB 在加上彈簧力FS的幫助 閥在開啟狀態(tài)還有液動(dòng)力FY的作用 即可使閥關(guān)閉 二通插件實(shí)物 一 插裝式方向控制閥 1 插裝式單向閥 右圖 2 插裝式換向閥 下圖 圖插裝式二位三通和三位四通式電液換向閥 插裝式電液換向閥與滑閥式電液換向閥比較 1 插裝閥為錐閥結(jié)構(gòu) 閥口關(guān)閉時(shí)為線密封 密封性能比滑閥的間隙密封好 而且閥口開啟時(shí)無死區(qū) 閥動(dòng)作靈敏 閥口開啟后壓力損失小 通流能力好 2 因滑閥式換向閥的閥口的啟閉由滑閥閥心的位移完成 因此各閥口只能同步增大或減小 不能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制 變換中位機(jī)能需變換液動(dòng)主閥芯 二通插裝閥組成回路時(shí) 一個(gè)插裝閥組件控制一個(gè)閥口 插裝閥組件可以單個(gè)動(dòng)作 也可成組動(dòng)作 只需改變先導(dǎo)電磁換向閥即可實(shí)現(xiàn)不同機(jī)能 3 二通插裝閥組成回路完全可以按各組件實(shí)際通過的流量選取通徑值 而電液換向滑閥理論上應(yīng)按兩倍額定流量選取閥的通徑 4 在先導(dǎo)閥部分加緩沖器后 可保證插裝閥啟閉時(shí)無沖擊 因閥口為錐閥 抗污染能力強(qiáng) 特別適用于各種難燃介質(zhì) 5 電液換向閥僅具有單一的換向功能 用于系統(tǒng)時(shí)還需要加上流量控制閥和壓力控制閥才能滿足執(zhí)行元件的工作要求 而二通插裝閥可以采用不同組件組成復(fù)合控制回路滿足執(zhí)行元件的要求 右圖 6 因插裝閥需先導(dǎo)電磁換向閥控制組件閥口的啟閉 因此在小流量系統(tǒng)不如采用電磁換向滑閥經(jīng)濟(jì)方便 系統(tǒng)的流量越大 控制功能越復(fù)雜 采用二通插裝閥的優(yōu)越性越大 二 插裝式壓力控制閥結(jié)構(gòu) 在錐閥式插裝閥的控制口上 配上不同的先導(dǎo)式調(diào)壓閥 則可得到不同種類的壓力控制閥 1 插裝式溢流閥 左圖 2 插裝式順序閥 右圖 三 插裝式流量調(diào)節(jié)閥閥芯不帶阻尼孔的插裝式節(jié)流閥 單向節(jié)流閥及其圖形符號(hào) 左圖 插裝式溢流節(jié)流閥 并聯(lián)調(diào)速閥 右圖 液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功 驅(qū)動(dòng)負(fù)載實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 簡(jiǎn)稱為油缸 液壓缸 一 分類 柱塞式油缸 輸入油缸的流量與柱塞運(yùn)動(dòng)速度之間的關(guān)系為 單活塞桿式雙作用油缸 因?yàn)橛行Чぷ髅娣e不相等 所以左右兩個(gè)方向的推力和運(yùn)動(dòng)速度也不相等 雙活塞桿式雙作用油缸 當(dāng)供給相同壓力和流量時(shí) 油缸左右兩個(gè)方向的推力和運(yùn)動(dòng)速度相同 擺動(dòng)式油缸 密封裝置 間隙密封 O型密封圈 Y型密封圈 要求 開口必須朝向壓力油方向 Yx型密封圈 分孔用和軸用 V型圈和防塵圈 V型圈為橡膠織布用于低速防塵圈為丁晴橡膠或聚氨酯 液壓馬達(dá) 又稱油馬達(dá) 作用 將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)換為回轉(zhuǎn)的機(jī)械能輸出 以帶動(dòng)工作機(jī)械設(shè)備 一 液壓馬達(dá)的工作性能參數(shù) 工作性能 液壓馬達(dá)輸入的液壓能 可用工作油的壓力p和流量Q來表示 而輸出的機(jī)械能 則以輸出軸的扭矩M和轉(zhuǎn)速n來度量 主要性能參數(shù) 工作油的壓力p 流量Q 輸出軸的扭矩M 轉(zhuǎn)速n 容積效率 v 機(jī)械效率 m 總效率 液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量q 輸入功率P1t 輸出功率P2 性能參數(shù) 理論輸入功率 P1t pQW 1 理論輸出功率 P2t Mt t 2 ntMt 60W 2 理論轉(zhuǎn)速 nt 60Q qr min 3 q 液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量由上面3式可求得液壓馬達(dá)的 理論扭矩 Mt pq 2 Nm容積效率 v Qe QQe 有效流量實(shí)際轉(zhuǎn)速 n 60Qe q 60Q v qr min機(jī)械效率 m M Mt實(shí)際扭矩 M Mt m pq m 2 Nm實(shí)際的輸出功率 P2 2 Mn 60 pQ m v pQ W總效率 P2 P1t m v 液壓馬達(dá)工作性能的討論 1 液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n 主要取決于供入液壓馬達(dá)的流量Q 液壓馬達(dá)的工作容積 即每轉(zhuǎn)排量 q和容積效率 v 因此 要改變液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 可采用的方法有容積調(diào)速 采用變量油泵 改變其流量 或采用變量油馬達(dá) 改變其排量 也可以采用節(jié)流調(diào)速 通過流量控制閥來改變供入油馬達(dá)的流量 2 液壓馬達(dá)的扭矩M 主要取決于工作油的壓力p和液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量q 提高最大工作油壓p 不僅可增大液壓馬達(dá)的輸出扭矩M 而且還可在功率不變的前提下 使液壓元件和管路的尺寸相應(yīng)減小 但是也受到強(qiáng)度與密封等的條件限制 并給管理工作帶來不利的影響 3 增大液壓馬達(dá)的容積 亦即提高液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量q 則可在工作油壓不變的情況下增大扭矩 而轉(zhuǎn)速則相應(yīng)較低 從而構(gòu)成低速大扭矩液壓馬達(dá) 一般認(rèn)為額定轉(zhuǎn)速低于500r min即屬于低速馬達(dá) 高于500r min的屬于高速馬達(dá) 后者用于船舶甲板機(jī)械往往需要增加機(jī)械減速機(jī)構(gòu) 常用的低速大扭矩液壓馬達(dá) 主要有 徑向柱塞式和葉片式等 而徑向柱塞式又有 連桿式 五星輪式和內(nèi)曲線式 二 連桿式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu) 下圖為斯達(dá)發(fā) Staffa 液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)圖 連桿式液壓馬達(dá)的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工藝性較差 球鉸以及連桿與偏心輪接觸比壓大 工作時(shí)容易磨損和咬死 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)效率大 低速時(shí) n 10r min 易產(chǎn)生 爬行現(xiàn)象 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小 80 85 額定轉(zhuǎn)矩 配油軸處易漏泄 馬達(dá)的徑向力不平衡 故工作壓力較低 連桿式液壓馬達(dá)工作原理 圖示 五星輪式 靜力平衡式 液壓馬達(dá) 結(jié)構(gòu) 下圖為一雙列的五星輪式液壓馬達(dá) 五星輪式液壓馬達(dá)的工作原理 主要部件的靜力平衡 柱塞 壓力環(huán)和五星輪上承受的油壓就可基本實(shí)現(xiàn)靜力平衡 如圖7 53所示 五星輪式液壓馬達(dá)特點(diǎn) 可做成雙排來平衡徑向力 偏心輪偏心方向相差180 并在控制閥作用下可進(jìn)行有級(jí)調(diào)速 五星輪式液壓馬達(dá)因?qū)崿F(xiàn)了油壓的靜力平衡 使摩擦力大為減小 工作可靠 壽命長(zhǎng) 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)率小 低速穩(wěn)定性好 5r min以下 工藝性好 并能做成殼轉(zhuǎn)或雙輸出軸的型式 但它的外形尺寸和重量都較大 容積效率較低 內(nèi)曲線式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)與工作原理 內(nèi)曲線式液壓馬達(dá)有級(jí)調(diào)速方法 改變有效作用次數(shù) 改變柱塞排數(shù) 圖7 55為內(nèi)曲線式變量油馬達(dá)改變有效作用次數(shù)的原理圖 內(nèi)曲線式液壓馬達(dá)特點(diǎn) 該型馬達(dá)為多柱塞 多作用液壓馬達(dá) 故它的輸出轉(zhuǎn)矩大 低速穩(wěn)定性好 0 5r min以下 只要選用合適的導(dǎo)軌曲線就能十分均勻的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 只要作用次數(shù)與柱塞數(shù)的最大公約數(shù) 2時(shí) 油馬達(dá)上的徑向力完全平衡 工作可靠 機(jī)械效率 容積效率都較高 制造工藝復(fù)雜 對(duì)材料要求高 結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜 葉片式液壓馬達(dá)工作原理 一般是雙作用式 也有三作用式 葉片徑向布置 特點(diǎn) 葉片式油馬達(dá)體積小 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 因此動(dòng)作靈敏 但其泄漏較大 不能在很低轉(zhuǎn)速下工作 所以一般用于高速 小轉(zhuǎn)矩以及要求動(dòng)作靈敏的工作場(chǎng)合 葉片式油馬達(dá)與葉片泵相比較 在結(jié)構(gòu)上有如下特點(diǎn) 1 轉(zhuǎn)于的兩側(cè)面開有環(huán)形槽 槽內(nèi)放有燕式彈簧 它起預(yù)緊葉片的作用 使葉片始終壓向定子內(nèi)表面并緊密接觸 以保證起動(dòng)時(shí)有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 2 葉片式油馬達(dá)要求能正反轉(zhuǎn) 因此葉片沿轉(zhuǎn)子徑向放置 葉片傾角為零 3 為獲得高的容積效率 工作時(shí)葉片底部始終要與壓力油腔連通 為了油馬達(dá)正反轉(zhuǎn)時(shí)都有壓力油通入葉片底部 要把葉片底部的環(huán)形槽接兩個(gè)并聯(lián)單向閥 分別與吸 壓油腔相通 以達(dá)到上述要求 液壓馬達(dá)的使用注意事項(xiàng) 1 液壓油的壓力和工作轉(zhuǎn)速不得超過其規(guī)定數(shù)值 2 保證馬達(dá)與被驅(qū)動(dòng)機(jī)械的同心度 3 保證馬達(dá)回油具有一定背壓 0 5 1MPa 4 不能超負(fù)荷使用 5 必要時(shí)可脫開液壓馬達(dá)泄油管測(cè)量它在工作時(shí)的漏泄量 以檢查液壓馬達(dá)是否內(nèi)部磨損嚴(yán)重或有其它故障 6 馬達(dá)殼體上的泄漏油管應(yīng)單獨(dú)回油箱 防殼體內(nèi)壓力 小于0 1MPa 過高 7 工作油應(yīng)清潔 粘度適中 工作溫度不宜超過65 最高不超過70 80 在低溫工況下起動(dòng) 應(yīng)先作輕載運(yùn)行 以防配合面咬傷 液壓系統(tǒng)的輔助元件輔助元件 濾油器 油箱 蓄能器 熱交換器 油管 管接頭 壓力表以及密封件等 一 濾油器1 濾油器的作用及性能參數(shù)作用 凈化油液 使油液的污染程度控制在所允許的范圍內(nèi) 分類 按精度分 粗過濾公稱尺寸 100um以上普通過濾公稱尺寸 10 100um精過濾公稱尺寸 5 10um超精過濾器公稱尺寸 1 5um按濾芯形式分 金屬網(wǎng)式 線隙式 紙質(zhì) 燒結(jié)式 磁性 纖維型 縫隙式等濾油器 按工作原理分 表面型 深度型和磁性濾油器 性能參數(shù) 過濾精度 額定流量 額定壓差 最高工作壓力等 1 過濾精度 濾油器的過濾精度參數(shù) 過濾比 過濾比 濾油器上游油液?jiǎn)挝蝗莘e中大于某一給定尺寸的顆粒數(shù)與下游油液?jiǎn)挝蝗莘e中大于同一尺寸的顆粒數(shù)之比 即 Nu Nd當(dāng)對(duì)某一尺寸x的過濾比 x值為20時(shí) 則x可認(rèn)為是濾油器的公稱過濾精度 當(dāng)對(duì)某一尺寸y的過濾比 y值為75時(shí) 則y可認(rèn)為是濾油器的絕對(duì)過濾精度 常用 圖各種濾油器實(shí)物 2 壓力損失初始?jí)航?初始?jí)毫p失 飽和壓降 最大飽和壓力損失 3 公稱流量和公稱壓力公稱流量 濾油器在初始?jí)航挡怀^標(biāo)示值時(shí)所允許通過的最大流量 公稱壓力 濾油器允許的最大工作壓力 4 納垢量 濾油器達(dá)到飽和壓降時(shí)所容納的納垢量 g 2 濾油器類型 有 金屬網(wǎng)式 線隙式 紙質(zhì) 燒結(jié)式 磁性等濾油器 1 金屬網(wǎng)式濾油器等級(jí) 在壓油管路上分為三種標(biāo)準(zhǔn)等級(jí) 80um 200目 即每英寸長(zhǎng)度上有200個(gè)網(wǎng)孔 100um 150目 180um 100目 在額定流量下 壓力損失不大于0 025MPa 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 通油能力大 壓力損失小 清洗方便 但過濾精度低 主要用在泵的吸油管路上 以保護(hù)油泵 結(jié)構(gòu) 實(shí)物 2 線隙式濾油器等級(jí) 在壓油管路上分為三種標(biāo)準(zhǔn)等級(jí) 30um 50um 80um 在額定流量下 壓力損失約為0 03 0 06MPa 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 通油性能好 過濾精度較高 所以應(yīng)用較普遍 缺點(diǎn)是不易清洗 結(jié)構(gòu) 實(shí)物 3 紙質(zhì)濾油器等級(jí) 在壓油管路上分為二種標(biāo)準(zhǔn)等級(jí) 10um 20um 在額定流量下 壓力損失約為0 01 0 04MPa 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 通油性能好 過濾精度較高 缺點(diǎn)是不易清洗 過濾精度高 但堵塞后無法清洗 只能更換紙芯 一般用于需要精過濾的場(chǎng)合 結(jié)構(gòu) 實(shí)物 濾芯 4 燒結(jié)式濾油器等級(jí) 在壓油管路上分為二種標(biāo)準(zhǔn)等級(jí) 10um 20um 在額定流量下 壓力損失約為0 01 0 04MPa 結(jié)構(gòu) 其濾芯是由顆粉狀青銅粉壓制后燒結(jié)而成 它是利用銅顆粒之間的微孔濾去油液中雜質(zhì)的 過濾精度與微孔的大小有關(guān) 選擇不同粒度的粉末制成不同壁厚的濾芯就能獲得不同的過濾精度 特點(diǎn) 可燒結(jié)成各種不同形狀 強(qiáng)度大 抗腐蝕性好 制造簡(jiǎn)單 過濾精度高 適用精過濾 缺點(diǎn)是顆粒容易脫落 堵塞后不容易清洗 5 磁性濾油器等級(jí) 過濾精度可達(dá)6 36um 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 通油性能好 堵塞后容易清洗 過濾精度較高 缺點(diǎn)是過濾雜質(zhì)種類單一 結(jié)構(gòu) 其濾芯主要材料是永久磁鐵 圖雙筒回油過濾器 圖精細(xì)濾油車 濾油器的堵塞指示裝置作用 在濾油器堵塞時(shí) 發(fā)出報(bào)警信號(hào) 以便及時(shí)清洗和更換濾芯 堵塞指示裝置形式 還有磁力式等其它形式 它還可以通過電氣裝置發(fā)出燈光等信號(hào)進(jìn)行報(bào)警 3 濾油器的選用注意事項(xiàng)1 系統(tǒng)的工作壓力越高 應(yīng)選擇濾油器的精度也越高 但濾油器的過濾精度一般是按被保護(hù)元件的要求來確定 2 根據(jù)系統(tǒng)的流量選擇足夠的過流面積 使壓力損頭盡量小 按通過最大流量時(shí)的工況 吸油管路濾油器的壓力降原則上不應(yīng)大于0 015MPa 回油管路濾油器的壓力降不應(yīng)大于0 03MPa 3 濾芯應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度 耐壓強(qiáng)度 5 濾油器在系統(tǒng)中的安裝位置 安裝在吸油管路上 安裝在油泵的輸油管路上 并在其他各元件之前 安裝在主回油管路或支回油管路上 安裝單獨(dú)的過濾系統(tǒng) 安裝在重要元件的前面 安裝要求 見表 二 油箱作用 儲(chǔ)存油液 沉淀雜質(zhì) 散熱和驅(qū)氣 典型結(jié)構(gòu) 油箱設(shè)計(jì)要求 1 油箱應(yīng)有足夠的容量 以滿足散熱的要求 在系統(tǒng)工作時(shí)油面必須保持足夠的高度 以防止液壓泵吸空 在系統(tǒng)停止工作時(shí)因油液全部流回油箱 不會(huì)造成油液溢出油箱 油箱的容量可按液壓泵2 6倍的流量來估計(jì) 油箱內(nèi)油面的高度一股不應(yīng)超過油箱高度的90 應(yīng)設(shè)置油位計(jì) 2 吸油管和回油管應(yīng)隔開 最好用一塊或幾塊隔板隔開 以增加油液循環(huán)距離 使油液有允分時(shí)間沉淀污物 排出氣泡和冷卻 隔板高度 般取油面高度的四分之三 3 泵的吸油管上應(yīng)安裝100 200目的網(wǎng)式濾油器 濾油器與箱底間的距離不應(yīng)小于20mm 泵的吸油管和系統(tǒng)的回油管應(yīng)插入最低油面以下 管口與箱底 箱壁的距離均不能小于管徑的三倍 吸油及回油管口須斜切成45 并面向箱壁 泄油管不宜插入油中 4 油箱底應(yīng)有坡度 以方便放油 箱底與地面有一定距離 最低處應(yīng)裝有放油塞 5 油箱用2 5 4mm的鋼板做成 應(yīng)有足夠剛性 6 為了防止油液被污染 箱蓋上各蓋板 管口都要加密封裝置 注油口應(yīng)安裝濾油網(wǎng) 通氣孔要裝空氣濾油器 7 油箱中若安裝熱交換器時(shí) 必須在結(jié)構(gòu)上考慮其位置 油箱上可裝設(shè)油溫計(jì) 8 油箱應(yīng)便于安裝 吊運(yùn)和維修 9 箱壁應(yīng)涂耐油防銹涂料 蓄能器蓄能器是儲(chǔ)存和釋放液體壓力能的裝置 可作為輔助動(dòng)力源 熱膨脹補(bǔ)償器和脈動(dòng) 沖擊吸收器等 一 蓄能器類型 重力式 彈簧式 充氣式 1 重力式蓄能原理 利用重物的位置變化來儲(chǔ)存和釋放能量 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 壓力穩(wěn)定 但容量較小 體積 重量大 反應(yīng)不靈敏 運(yùn)動(dòng)慣性大 易漏油 只在少數(shù)大型固定設(shè)備上使用 2 彈簧式蓄能原理 利用彈簧的伸縮來儲(chǔ)存和釋放能量 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 反應(yīng)較靈敏 適用低壓 小容量場(chǎng)合 結(jié)構(gòu)及符號(hào) 型號(hào)名稱 GXQ隔膜式蓄能器壓力 至10MPa 3 充氣式 有氣瓶式 活塞式和氣囊式 1 氣瓶式蓄能器蓄能原理 利用氣體 氮?dú)?的壓縮性來儲(chǔ)存和釋放能量 特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 容量大 體積 慣性小 反應(yīng)較靈敏 但氣體容易混入油液 必須經(jīng)常補(bǔ)氣 2 活塞式蓄能器蓄能原理 利用氣體 氮?dú)?的壓縮性來儲(chǔ)存和釋放能量 特點(diǎn) 屬于隔離式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 工作可靠 安裝 維修方便 但氣體仍能混入油液 須經(jīng)常補(bǔ)氣 3 氣囊式蓄能器蓄能原理 利用氣囊里的氣體的可壓縮性來儲(chǔ)存和釋放能量 特點(diǎn) 屬于完全隔離式 結(jié)構(gòu)尺寸小 重量輕 安裝 維修方便 耐高壓 廣泛使用 但制造要求較高 結(jié)構(gòu)及符號(hào)實(shí)物 產(chǎn)品編號(hào) NXQ型囊式蓄能器公稱容量 0 63至6 3L壓力 至31 5MPa 二 蓄能器的功用1 短期大量供油右上圖目的 可滿足系統(tǒng)的最大速度即最大流量的要求 又使液壓泵的容量減少 減輕電機(jī)功率 從而節(jié)約能耗并降低溫升 或者在不減少泵的容量情況下 可進(jìn)一步提高系統(tǒng)的速度 2 系統(tǒng)保壓右下圖目的 補(bǔ)充系統(tǒng)泄漏 維持系統(tǒng)壓力 3 應(yīng)急能源右上圖目的 當(dāng)停電或原動(dòng)機(jī)發(fā)生故障而使系統(tǒng)供油中斷時(shí) 蓄能器可做為系統(tǒng)的應(yīng)急能源 4 緩沖壓力沖擊和吸收壓力脈動(dòng)右下圖目的 在產(chǎn)生壓力沖擊和壓力脈動(dòng)的部位加接蓄能器 可使壓力沖擊得到緩和 也能吸收液壓泵工作時(shí)的壓力脈功 三 蓄能器的選用一般是根據(jù)蓄能器在系統(tǒng)所需維持的最高和最低壓力 以及根據(jù)蓄能器在系統(tǒng)所需輸出的流量 計(jì)算出所需蓄能器的容量 然后再查產(chǎn)品目錄或設(shè)計(jì)手冊(cè)選購蓄能器 容量是蓄能器的一個(gè)重要性能參數(shù) 計(jì)算方法略 四 蓄能器的使用 安裝注意事項(xiàng) 1 皮囊式蓄能器應(yīng)垂直安裝 油口向下 2 裝在管路上的蓄能器 必須用支承架將其固定 3 蓄能器與管路系統(tǒng)之間應(yīng)安裝截止閥 以便必要時(shí)將蓄能器與主油路切斷 4 蓄能器與液壓泵之間應(yīng)安裝單向閥 以防止液壓泵停時(shí)蓄能器內(nèi)儲(chǔ)存的壓力油倒流 熱交換器油溫要求 以30 50 為宜 最高不超過60 最低不低于15 1 冷卻器分類 冷卻器按冷卻介質(zhì)可分為水冷 風(fēng)冷和風(fēng)冷等形式 常用的是水冷和風(fēng)冷 冷卻器典型結(jié)構(gòu) 蛇形管式水冷卻器和多管冷卻器 冷卻器的安裝 見右上圖2 加熱器電加熱器及安裝 見右下圖 液壓油一 液壓油的作用 要求和選擇液壓油作用 l 傳遞能量和信號(hào) 2 潤(rùn)滑液壓元件 減少摩擦和磨損 3 散熱 4 防止銹蝕 5 密封液壓元件對(duì)偶摩擦副中的間隙 6 傳輸 分離和沉淀非可溶性污染物 7 為元件和系統(tǒng)失效提供診斷信息 對(duì)液壓油的要求 1 粘度適當(dāng) 粘溫特性好 2 防銹性好 3 抗氧化性好 4 抗乳化性好 5 抗泡沫性好 6 凝固點(diǎn)低 7 閃點(diǎn)高 8 水解穩(wěn)定性好 9 相容性好 解釋 粘溫特性 油液粘度是隨溫度而變化的特性 要求液壓油液的粘度隨溫度變化越小越好 即油液具有良好的粘溫特性 粘度指數(shù) 對(duì)于油液粘度隨溫度變化的程度 常用粘度指數(shù)VI來表示 它代表被測(cè)油液的粘度隨溫度變化的程度與標(biāo)準(zhǔn)油的粘度隨溫度變化的程度之間的相對(duì)比較值 粘度指數(shù)越高 表示油液粘度受溫度的影響越小 其粘溫特性越好 為了提高油液的粘度并改善其粘溫特性 往往添加粘度指數(shù)添加劑 它是一種高分子聚合物 常用的有聚異丁烯 聚甲基丙烯酸酯等 粘壓指數(shù) 對(duì)于油液粘度隨壓力變化的程度 常用粘壓指數(shù)來表示 一般而言 壓力升高 由于分子間距離縮小 油液粘度增加 液壓油的選用根據(jù) 1 液壓泵的類型 2 液壓系統(tǒng)的工作壓力 3 液壓系統(tǒng)的環(huán)境溫度 4 液壓系統(tǒng)中工作部件的運(yùn)動(dòng)速度 選用液壓油時(shí) 應(yīng)根據(jù)泵的種類 當(dāng)中溫度 系統(tǒng)壓力等 首先確定適用的粘度范圍 然后再選擇合適的液壓油品種 液壓油的分類 礦油型液壓油是以石油的精煉物為基礎(chǔ) 加入各種添加劑調(diào)制而成 在ISO分類中的HH HL HM HR HV HG型液壓油均屬礦油型液壓油 這類油的品種多 性能比較全面 成本較低 需要量大 使用范圍廣 目前約占液壓介質(zhì)總量的85 左右 液壓及潤(rùn)滑油的粘度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 按照ISO規(guī)定 采用40 時(shí)油液的運(yùn)動(dòng)粘度 mm2 s 的某一中心值作為油液粘度牌號(hào) 共分為10 15 22 32 46 68 100 150等8個(gè)粘度等級(jí) 見下表各國常用液壓油對(duì)照見P159表 液壓油污染的原因及對(duì)液壓系統(tǒng)的影響液壓油污染的主要形式 固體污染 水污染和空氣污染 污染物的來源 主要有以下三方面 1 系統(tǒng)內(nèi)原來殘留的污染物 包括元件和系統(tǒng)在加工 裝配 試驗(yàn) 包裝 儲(chǔ)存及運(yùn)輸過程中殘留下來而最后未被清除的污染物 如鑄造型沙 焊渣 銹片 塵埃及清洗溶劑等 2 系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中生成的污染物 如元件磨損產(chǎn)生的磨屑 管道內(nèi)的銹蝕剝落物 以及油液氧化和分解產(chǎn)生的顆粒和膠狀物質(zhì)等 3 工作過程中從外界侵入的污染物 如通過液壓缸活塞桿密封和油箱呼吸孔侵入系統(tǒng)的污染物 以及注油和維修過程中帶入的污染物等 據(jù)統(tǒng)計(jì) 由于固體顆粒污染物所引起的液壓系統(tǒng)故障占總污染故障的70 以上 液壓油的污染等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)固體顆粒污染程度表示方法 1 總體表示法 稱重法 也稱重量法 污染物與油液的質(zhì)量或體積比 2 分散表示法 以顆粒數(shù)為基礎(chǔ) 形式有 間隔的顆粒濃度 累計(jì)顆粒濃度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) NAS 美國航天學(xué)會(huì) 1638固體污染物重量法等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 如表7 4所示 NAS1638還有一種累計(jì)顆粒濃度表示法 它是基于自然污染的顆粒數(shù)按尺寸分布通常呈指數(shù)曲線的情況 尺寸越大的顆粒數(shù)量越少 將5 m以上的顆粒分為5個(gè)尺寸范圍計(jì)數(shù) 以各尺寸范圍顆粒數(shù)同時(shí)按等比級(jí)數(shù)遞增來分級(jí) ISO等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 屬于分散表示法 它采用兩個(gè)數(shù)碼代表液壓油的污染度等級(jí) 前面的數(shù)碼代表100ml油液中尺寸大于5 m的顆粒數(shù)等級(jí) 后面的數(shù)碼代表100ml油液中尺寸大于15 m的顆粒數(shù)等級(jí) 兩個(gè)數(shù)碼之間用一個(gè)斜線分隔 如 18 13 16 12等 ISO對(duì)污染度等級(jí)要求更高的液壓油 還在制定新的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 采用的是三個(gè)數(shù)碼 例如 18 16 13 前面的數(shù)碼代表100ml油液中尺寸大于2 m的顆粒數(shù)等級(jí) 后面是5 m和15 m 船上液壓油污染簡(jiǎn)易檢測(cè)法現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易判斷法 望 聞 問 切 作外觀檢查 察看顏色與新油有無差異 有無水分和沉淀 聞 有無異常臭味 比較 與新油比較 看搖動(dòng)后泡沫消失的快慢 濾紙滴油法判斷 根據(jù)濾紙油滴痕跡判斷 后圖表7 6列出液壓油污染變質(zhì)情況的外觀判斷與處理措施和濾紙滴油法判斷油液污染的方法 液壓油的更換確定換油期的方法一般有三種方法 l 規(guī)定固定的換油期 新建系統(tǒng)500工作小時(shí)首次換油 以后5000工作小時(shí)換油 這種方法雖廣泛應(yīng)用 但不夠科學(xué) 有時(shí)油液可能已變質(zhì)或嚴(yán)重污染 換油期未到仍繼續(xù)使用 也可能油液未變質(zhì) 因換油期已到而當(dāng)廢油換掉了 2 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和對(duì)油樣的觀察來決定是否換油 操作人員定期 例如每月一次 從正在運(yùn)行的液壓系統(tǒng)中抽取油樣 通過與新油的對(duì)比或通過濾紙的過濾分析來確定是否換油 這種方法也很不精確 由于操作人員經(jīng)驗(yàn)不同 對(duì)于同一油樣可能得出不同的判斷 3 規(guī)定換油指標(biāo) 根據(jù)油樣檢驗(yàn)結(jié)果來決定是否換油 定期取樣檢驗(yàn) 一旦檢驗(yàn)結(jié)果中有一項(xiàng)超過表7 8中規(guī)定 可繼續(xù)使用但應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督 有三項(xiàng)超過換油指標(biāo) 就必須換油 應(yīng)盡量采用這種方法 但船上無此條件 費(fèi)用較高 一般當(dāng)下列指標(biāo)達(dá)到所用品牌液壓油的使用極限 就應(yīng)及時(shí)換油 1 酸值 2 粘度 3 Pk值 油膜強(qiáng)度 和Pd 液壓油的抗結(jié)性能 值