机械车液压气动系统概述.docx

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1、机械车液压气动系统概述培训班名称：铁路大型养路机械司机转岗培训课题机械车液压、气动系统教学目的与教学要求目的：熟悉机械车液压元件的功能；熟悉气动系统构成及基本作业原理。要求：此教案让学员熟悉机械车液压元件的功能；熟悉气动系统构成及基本作业原理。教学重点与教学难点重点：液压系统、液压泵的工作原理、液压马达的工作原理、气缸、气动操纵装置的特、气动回路的构成。难点：液压系统、液压泵的工作原理、液压马达的工作原理、气缸、气动操纵装置的特、气动回路的构成。课型理论课课时分配讲授360分钟其他合计360分钟教学方法、手段（教具）1、方法：讲授法、示范法。2、手段：多媒体课件教学过程（教学步骤与内容）【一、

2、组织教学】：引导学生进入学习状态。【二、导入新课】：通过常用液压原件引入课题.【三、讲授新课】液压系统液压系统是捣固车很重要的构成部分。液压传动相关于其他传动形式，具有结构简单、布局紧凑、输出能量大，体积小、反应灵敏，可进行无级调速、容易实现自动操纵及过载保护、传动平稳、安全可靠、重量轻、寿命长、更换容易等优点。液压系统是由各类不一致功能的液压元件构成的。液压元件能够分为动力元件、操纵元件、辅助元件与液压油五大部分。动力元件：将机械能转变为液压能输出的元件，统称之液压泵。操纵元件：操纵元件有操纵压力元件，如减压阀、溢流阀；流量操纵元件,如节流阀、伺服阀；方向操纵元件，如电磁阀等。操纵元件能够操

3、纵液压系统所需要的力、速度、运动方向，使液压系统工作协调、平稳、可靠，构成液压系统的操纵环节。执行元件：执行元件是将液压能转变为机械能，驱动机械机构运动，是液压系统输出力的环节，如液压油缸、液压马达。辅助元件：辅助元件是指各类管路及管接件、油箱、蓄能器、过滤器等。辅助元件是液压系统工作油液的储存、过滤与连通等的辅助件。液压油：液压油是液压系统传递能量的工作介质，液压油还能把系统中产生的热量带走，通过散热器传到大气中.08-32型捣固车的整个液压系统由下列液压回路构成:1油泵及振动油马达回路2 捣固装置升降及捣固镐夹持液压回路。3 捣固装置横移及夯拍器升降液压回路。4 起拨道装置及作业走行油马达

4、液压回路。1液压泵的工作原理液压泵都是依靠密封容积变化的原理来进行工作的，故通常称之容积式液压泵图6-2为一单柱塞液压泵的工作原理图，图中柱塞2装在缸体3中形成一个密封容积a,柱塞在弹簧4的作用下始终压紧在偏心轮1上。原动机驱动偏心轮1旋转使柱塞2作往复运动，使a的密封容积大小发生周期性的交替变化。当a由小变大时就形成部分真空，使油箱中油液在大气压作用下，经吸油管顶开单向时，a腔中吸满的油液将顶开单向序卜54321动机输人的机械能转换成液体的/,一就不断地吸油与压油。/I.厂、XXXX6-2液压泵工作原理1一偏心轮；2一柱塞；3一缸体；4弹簧；5、6一单向阀2.液压泵的特点单柱塞液压泵具有一切

5、容积式液压泵的基本特点。1 .具有若干个密封且又能够周期性变化空间。液压泵输出流量与此空间的容积变化量与单位时间内的变化次数成正比，与其他因素无关。这是容积式液压泵的一个重要特性。2 .油箱内液体的绝对压力务必恒等于或者大于大气压力。这是容积式液压泵能够吸入油液的外部条件。因此，为保证液压泵正常吸油，油箱务必与大气相通，或者使用密闭的充压油箱。3 .具有相应的配油机构，将吸油腔与排液腔隔开，保证液压泵有规律地、连续地吸、排液体。液压泵的结构原理不一致，其配油机构也不相同。图62中的单向阀5、6就是配油机构。容积式液压泵中的油腔处于吸油时称之压油腔。吸油腔的压力决定于吸油高度与吸油管路的阻力吸油

6、高度过高或者吸油管路阻力太大，会使吸油腔真空度过高而影响液压泵的自吸能力，压油腔的压力则取决于外负载与排油管路的压力缺失，从理论上讲排油压力与液压泵的流量无关。容积式液压泵排油的理论流量取决于液压泵的有关几何尺寸与转速，而与排油压力无关。但排油压力会影响泵的内泄露与油液的压缩量，从而影响泵的实际输出流量，因此液压泵的实际输出流量随排油压力的升高而降低。液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节而分为定量泵与变量泵两类;按结构形式可分为齿轮式、叶片式与柱塞式三大类。4 .液压泵的要紧性能参数(1)压力工作压力。液压泵实际工作时的输出压力称之工作压力。工作压力的大小取决于外负载的大小与排

7、油管路上的压力缺失，而与液压泵的流量无关。额定压力。液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称之液压泵的额定压力。最高同意压力。在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，同意液压泵短暂运行的最高压力值，称之液压泵的最高同意压力。(2)排量与流量 排量Vo液压泵每转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量。排量可调节的液压泵称之变量泵；排量为常数的液压泵则称之定量泵。 理论流量q理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下，在单位时间内所排出的液体体积的平均值。显然，假如液压泵的排量为V,其主轴转速为n,则该液压泵的理论流量为q=Vn实际流量q。液压泵

8、在某一具体工况下，单位时间内所排出的液体体积称之实际流量实际流量等于理论流量qi减去泄漏流量Aq,即q=qi-q额定流量qn。液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定(如在额定压力与额定转速下)务必保证的流量。(3)功率与效率液压泵的功率缺失有容积缺失与机械缺失两部分。积缺失。容积缺失是指液压泵流量上的缺失，液压泵的实际输出流量总是小于其理论流量，其要紧原因是由于液压泵内部高压腔的泄漏、油液的压缩及在吸油过程中由于吸油阻力太大、油液黏度大及液压泵转速高等原因而导致油液不能全部充满密封工作腔。液压泵的容积缺失用容积效率来表示。容积效率等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qi之比，即=q=qi-A

9、q=1-q133中因此液压泵的实际输出流量q为q=qi=Vnn式中F一液压泵的排量(m3/r)；n液压泵的转速(rs)o液压泵的容积效率随着液压泵工作压力的增大而减小，且随液压泵的结构类型不一致而异，但恒小于1。机械缺失。机械缺失是指液压泵在转矩上的缺失。液压泵的实际输入转矩TO总是大理论上所需要的转矩Ti,其要紧原因是由于液压泵体内相对运动部件之间因机械摩擦而引起的摩擦转矩缺失与液体的黏性而引起的摩擦缺失。液压泵的机械缺失用机械效率表示机械效率等于液压泵的理论转矩Ti与实际输入转矩TO之比，设转矩缺失为AT,则液压泵的机械效率为(4)液压泵的功率输人功率pio液压泵的输入功率是指作用在液压泵

10、主轴上的机械功率，当输人转矩为TO,角速度为W时，有Pi=TOw输出功率PO液压泵的输出功率是指液压泵在工作过程中的实际吸、压油口间的压差AP与输出流量q的乘积，即P=APq式中Ap一液压泵吸、压油口之间的压力差(Nm2)q一液压泵的实际输出流量(m3s)P一液压泵的输出功率(Nms或W)在实际的计算中，若油箱通大气，液压泵吸、压油的压力差往往用液压泵出口压力P代入。(5)液压泵的总效率液压泵的总效率是指液压泵的实际输出功率与其输人功率的比值，即Ppqpqi式中，Apqw为理论输人转矩Ti。由式可知，液压泵的总效率等于其容积效率与机械效率的乘积，因此液压泵的输人功率也可写为Pi二驷4.液压泵分

11、类液压泵分类按液压系统中常用的泵结构分为齿轮泵、叶片泵与柱塞泵三种。齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。叶片泵：分为双作用叶片泵与单作用叶片泵。这种泵流量均匀、运转平稳、噪声小、作压力与容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用于大功率液压系统；但结构复杂，材料与加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。通常在齿轮泵与叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等。选择液压泵的原则是：根据主机工况、功率大小与系统对工作性能的要求，首先确定液压泵的类型，然后按系

12、统所要求的压力、流量大小确定其规格型号。通常来说，由于各类液压泵各自突出的特点，其结构、功用与动转方式各不相同，因此应根据不一致的使用场合选择合适的液压泵。通常在机床液压系统中，往往选用双作用叶片泵与限压式变量叶片泵；而在筑路机械、港口机械及小型工程机械中往往选择抗污染能力较强的齿轮泵；在负载大、功率大的场合往往选择柱塞泵。叶片泵是用叶片构成密封容积空间，在转子转动过程中容积发生变化，从而实现吸油-排油过程。叶片泵分单作用式与双作用式两大类，单作用式叶片泵为变量泵，双作用式叶片泵为定量泵。定量泵除单泵外，还有双联、多联、双级定量泵等多种形式，变量泵也有限压式、稳流式变量泵等形式。图6-5为大型

13、养路机械上使用的T6DC型双联叶片泵的结构。T6DC型双联叶片相当于两个单级作用叶片泵的组合。泵的两套转子、定子与配油盘等装一个泵体内。泵体有一个公共吸油口，两个单独的排油口。两个叶片泵的转子由同一传动轴带动旋转。两个泵的流量按需要选择。图6-5T6DC型双联叶片泵结构后端盖；2-后配油盘；3-泵体;4-转子；5-叶片;6-定子；7-前配油盘；8-轴承；9-前端盖；10-传动轴双联叶片泵的流量能够分开使用，也能够合并使用。当运动部件在高速轻载运行时，可由两个泵同时供给低压油；在重载慢速时，可由高压小流量泵单独供油，而大流量泵卸荷。使用双联叶片泵能够节约功率损耗，减少油液发热，提高系统的总效率，

14、因此得到广泛的应用二、液压马达1 .液压马达分类液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从原理上讲，液压泵能够作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。这是由于液压泵与液压马达具有同样的基本结构要素：密闭而又能够周期变化的容积与相应的配油机构。但是，由于液压马达与液压泵的工作条件不一致，对各自的性能要求也不一样，因此同类型的液压马达与液压泵之间，仍存在许多差别。(1)动力不一致液压马达是靠输入液体压力来启动工作的，而液

15、压泵是由电动机等其他动力装置直接带动的，因此结构上是完全不一致的。液压马达容积密封务必可靠，为此叶片式马达叶片根部设有预压弹簧，使叶片始终贴紧定子，以保证马达顺利启动。(2)配流机构液压马达有正、反转要求，因此配流机构是对称的，进、出油口孔径相等。而液压泵通常是单向旋转，其配流机构及卸荷槽不对称，进油口孔径都比出油口大。(3)自吸性能差异液压马达依靠压力油工作，不需要有自吸能力，而液压泵务必有自吸能力。如轴向柱塞泵改成液压马达时，柱塞回程弹簧不需要安装，但在实际应用中，为防止柱塞脱空，加一定背压为好。(4)防止泄漏形式不一致液压泵常使用内泄漏形式，内部泄漏口直接与液压泵吸油口相通而液压马达是双向运转、高之低压油口互相变换,当用出油口节流调速时，产生背压，使内泄漏孔压力增高，很容易因压力冲击损坏密封圈。因此，若用液压泵作液压马达时，应使用外泄漏式结构。(5)容积效率不一致液压马达容积效率比较低，因此，液压马达的转速不宜过低，即供油的流量不能太低。(6)液压马达启动转矩大为使启动转矩与工作状态尽量接近，要求其转矩脉动要小，内部摩擦要小，齿数、叶片数、柱塞数应比相应的液压泵多。液压马达轴向间隙补