液壓實驗 實驗一、液壓元件拆裝實驗

FILENAME實驗一、液壓元件拆裝實驗指導(dǎo)書.docPAGE第4頁.DATE\@"yyyy-M-d"2007-9-29液壓元件拆裝實驗§1實驗?zāi)康募胺椒ū緦嶒炇菍W(xué)習(xí)液壓傳動課程的主要環(huán)節(jié)之一，可以幫助建立感性認(rèn)識并且進(jìn)而從結(jié)構(gòu)、工藝和制造等方面深入理解液壓元件的工作原理及其選用、安裝和維護(hù)等問題。液壓元件品種、型號和規(guī)格甚多，教學(xué)實驗選型可與教材內(nèi)容相呼應(yīng)，選擇一些常見、用的較為普遍的元件進(jìn)行拆裝。重點搞清它們的工作原理及結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及主要零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，希望達(dá)到觸類旁能賓目的。§2拆裝概述一、原始資料拆裝液壓元件前應(yīng)借到它的產(chǎn)品圖紙或教學(xué)用圖，圖中應(yīng)清楚地表示出：所有零件的相互連接情況；重要零件的聯(lián)系尺寸；配合零件間的配合性質(zhì)及精度；裝配的技術(shù)要求；零件的明細(xì)表等。如果拆裝元件前借不到它的產(chǎn)品圖紙或教學(xué)用圖，必須找到該元件的結(jié)構(gòu)示意圖。二、結(jié)構(gòu)及工藝分析1、首先按液壓元件的工作原理、產(chǎn)品圖紙（或教學(xué)用圖），將整個元件分解成幾個部分，分析各個部人的具體結(jié)構(gòu)，找出哪些是可拆卸連接，哪些是不可拆卸連接。可拆卸連接的特點，是相互連接的零件拆卸時不損壞任何零件，且拆卸后還能重新裝在一起。常見的可拆卸連接有螺紋連接，銷釘連接和鍵連接等。液壓元件中螺紋連接應(yīng)用最普遍，如泵體與泵蓋，閥體與閥蓋，液壓缸體與缸蓋以及管接頭與元件或連接板的連接等等。拆裝液壓元件時，應(yīng)合理地確定螺栓松開或緊固的順序，且要施工均勻，否則將會引起被連接件的變形，降低裝配精度，甚至造成元件不正常工作。不可拆卸連接的特點，是被連接的零件在使用過程中是不拆卸的，如要拆卸會損壞某些零件。液壓元件中常見的不可拆卸連接有過盈連接和焊接等。過盈連接多用于軸、孔的配合，多采用壓入法，如壓力控制閥導(dǎo)閥的閥座與閥體孔的連接。焊接連接多見于尾部有耳環(huán)的液壓缸中缸體與缸底的連接。另外焊接式管接頭應(yīng)用較廣。2、分析液壓元件中主要零件的精度及裝配精度的關(guān)系。零件精度要指零件加工后的形狀和位置誤差。液壓元件中主要零件的使用功能（如零件的工作精度；固定件的連接強(qiáng)度和密封性；活動件的密封性、潤滑性、耐壓性、運(yùn)動平穩(wěn)性和噪聲等），受到零件形位精度的影響。液壓元件的裝配精度和零件的加工精度有很密切的關(guān)系，零件精度是保證裝配精度的基礎(chǔ)，但裝配精度并不完全取決于零件精度，還與液壓元件的結(jié)構(gòu)、裝配工藝等方面有關(guān)。3、密封密封是液壓元件解決泄漏問題最主要的手段。密封不良將產(chǎn)生外泄漏，或者使內(nèi)泄漏超差，從而引起壓力提不高，速度上不去，容積效率低和場地污染等問題。密封過度雖然防止了泄漏，但會造成密封部分磨損加劇，壽命降低，功耗加大等不良效果。對密封裝置的基本要求可概括為以下幾點：1）在一定的壓力、溫度范圍內(nèi)具有良好的密封性能；2）運(yùn)動密封處摩擦阻力小；3）密封件應(yīng)有良好的耐磨性、彈性、機(jī)械強(qiáng)度和相容性；4）結(jié)構(gòu)合理，裝拆方便，成本低。拆裝液壓元件時應(yīng)注意的事項：1）不要用鋒利和粗糙的工具鉤密封件，以免損壞其幾何表面；2）拆下的密封件應(yīng)檢查彈性尺寸精度，如已變形或磨損應(yīng)及時更換；3）拆下的間隙密度封偶件如閥芯、葉片、活塞等，不可隨意放置，應(yīng)放在清潔平整的油盆內(nèi)，以免磕碰或劃傷；4）密封件在裝配時應(yīng)檢查孔口或溝槽，若有銳邊或毛刺需倒鈍或去除，否則裝入時將造成密封件切邊或刮傷，破壞密封性能；5）有的密封件其密封作用有方向性，如V型、Y型、YX型、J型和U型等，裝配時不能裝反，應(yīng)將唇口對著壓力油腔，使唇口在壓力油作用下漲開。4、清洗液壓元件在裝配過程中，零、部件的清洗對保證裝配質(zhì)量和延長元件使用壽命均有重要意義。密封件和精密偶件污染后裝配，會引起液壓元件的磨損加劇，甚至卡死造成重大事故。為了使元件、輔件發(fā)揮令人滿意的工作性能，達(dá)到預(yù)期的使用壽命，在裝配前必須進(jìn)行仔細(xì)的清洗。清洗的對象是油污和機(jī)械雜質(zhì)，如油污、磨粒、棉紗、涂料和密封材料上擠切下來的碎片等。清洗的方法在教學(xué)實驗中可采擦洗（在油盆中）和沖洗（在清洗車中）。清洗液常用煤油或柴油。此外，清洗后的零、部件應(yīng)將清洗液淋去，然后涂上工作油液待裝。注意，清洗后不得用棉紗擦試零、部件。5、拆裝工藝卡根據(jù)原始資料，拆裝前需擬定拆裝工藝卡，特別對泵類、馬達(dá)類、液壓缸和較復(fù)雜的閥類元件更為重要。教學(xué)實驗擬定的裝拆工藝卡內(nèi)容應(yīng)包含如下各項（供參考）：1）按結(jié)構(gòu)及保證元件裝配精度的要求，劃分拆裝單元，并確定裝拆單元的拆裝順序；2）確定各單位的具體拆裝順序（一步步寫出或討論清楚），并定出拆裝方法，技術(shù)要求及所需工具等）；3）對液壓元件裝配質(zhì)量的檢查方法。三、液壓元件拆裝實驗所需工具及物品（僅供參考）下面列出一個實驗組應(yīng)配備工具和物品；圖1端面扳手示意圖1、內(nèi)六角搬手（1套）；2、端面搬手（兩種規(guī)格各1只）；3、軸用彎、直頭彈簧擋圈鉗（各1只）；4、孔用彎、直頭彈簧擋圈鉗（各1只）；5、平頭沖子（大小各1只）；6、鐵絲（φ1×150mm二段）；7、油盆（1個）；8、油刷（1個）；9、鑷子（1把）；10、紫銅棒（1根）；11、常用工具（手錘、活動搬手、螺絲起子、三角刮刀、細(xì)油石等）；12、綢布（一塊）；13、耐油橡膠板（一塊）；14、清洗油車（各組公用）；§3液壓泵及液壓馬達(dá)的拆裝液壓泵和液壓馬達(dá)具有可逆性，從原理上講，任何一種容積式泵都可作容積式馬達(dá)使用。不過為了提高液壓泵的性能，有時對泵的結(jié)構(gòu)采取一些措施，限制其可逆性。由泵的性能實驗可知，容積式泵的共性是靠密封的工作空間變化進(jìn)行工作的，它的主要性能參數(shù)是壓力、流量、效率和噪聲等。在拆裝液壓泵時需注意研究它在解決泄漏、噪聲和困油等問題時，結(jié)構(gòu)上采取了哪些具體措施。液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)是角速度、扭矩、效率和噪聲等。一、齡輪泵齒輪泵結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。圖a為低壓齒輪泵，圖b為高壓齒輪泵。1、結(jié)構(gòu)特點1）密封空間由泵體內(nèi)壁、齒輪齒面和兩個端蓋或側(cè)板形式。隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，齒輪嚙合線兩側(cè)的齒槽空間容積隨著變化，空間容積變大的一側(cè)形成吸油腔，反側(cè)形成壓油腔，兩腔之間為過渡密封區(qū)。2）困油現(xiàn)象。為使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)其嚙合重疊系數(shù)應(yīng)大于1，這樣，困油現(xiàn)象就發(fā)生了。困油的后果是產(chǎn)生振動和噪聲，使齒輪壽命降低。為了消除困油現(xiàn)象應(yīng)在齒輪泵兩端蓋上銑兩個卸荷槽，目的是使困油空間在到達(dá)最小位置前，始終和壓油腔相通，過了最小位置以后，始終和吸油腔相通，在最小位置時吸壓油腔處于隔離狀態(tài)。圖6-2a中困油卸荷槽向吸油腔偏移，可降低泵的噪聲，但該泵只能單方向轉(zhuǎn)動。3）齒輪泵由于泄漏部位多，所以難于形成高壓，而各泄漏部位又以齒輪端面與蓋板間隙處的泄漏為最嚴(yán)重，因而圖6-2b中采用了液壓補(bǔ)償辦法來控制軸向間隙，可使泵壓大為提高。弓形密封圈內(nèi)壓力油加在側(cè)板上的壓緊力，應(yīng)該稍大于泵壓油區(qū)油液加在側(cè)板另一邊的作用力。當(dāng)端面磨損后，側(cè)板可以自動補(bǔ)償間隙。4）為了減少作用在齒輪軸承上的徑向不平衡力（壓油口大于吸油口），可以采取縮小壓油口的辦法，使壓力油作用在齒輪上的面積縮小。2、齒輪泵的材料及技術(shù)要求常用材料如下：泵體和端蓋采用灰鑄鐵或鋁合金；齒輪和軸采用45號鋼、40Gr（低壓泵）、18CrMnTi、20Cr、38CrMoAl（高壓泵）等，材料經(jīng)滲碳氮化處理，表面硬度達(dá)HRC60-62，心部硬度常用材料如下：泵體和端蓋采用灰鑄鐵或鋁合金；齒輪和油采用45號鋼、40Gr（低壓泵）、18CrTi、20Cr、38CrMoAl（高壓泵）等，材料經(jīng)滲碳氮化處理，表面硬度達(dá)HRC60-62，心部硬度HRC28-44，使齒輪具有較高耐磨性和沖擊韌性。淬火后的工作表面必須磨光。軸套一般采用40號鋼、40Cr和青銅。齒輪泵主要零件的技術(shù)要求如下（單位為mm）：1）泵體內(nèi)孔圓度和圓柱度≤0.01，齒輪孔與支承孔的同軸度≤0.02；2）支承孔圓度和圓柱度≤0.01，二支承孔中心距偏差為0.03-0.04，二支承孔中心線的不平行度偏差為0.01-0.02，支承孔軸線對端面的垂直度為0.01-0.012；3）一對齒輪寬度差<0.005；一對齒輪同側(cè)軸套度差<0.005；4）齒輪軸圓度和圓柱度≤0.005，兩軸頸同軸度為0.02~0.03。3、齒輪泵的裝配1）裝配前必須對全部零件仔細(xì)清洗，去掉毛刺和飛邊；2）滾針裝在軸承座圈或軸承孔內(nèi)應(yīng)填滿，不得有缺；圖2齒輪泵結(jié)構(gòu)圖

3、齒輪泵的軸向間隙應(yīng)控制在0.02~0.04mm范圍內(nèi)（流量大時，取大值，流量小時，取小值）；4）合理的最小徑向間隙應(yīng)控制在0.10~0.26mm范圍內(nèi)（流量大時取大值，流量小時取小值）。5）鍵與鍵槽之間的間隙不能過大，裝配時軸在齒輪內(nèi)不得有相對轉(zhuǎn)動的感覺；6）均勻擰緊緊固螺釘，不得單釘單個獨進(jìn)。擰緊螺釘過程，隨時轉(zhuǎn)動油泵軸檢查有無受阻現(xiàn)象，裝配完畢手續(xù)轉(zhuǎn)油泵軸，應(yīng)有輕松無阻滯現(xiàn)象，否則應(yīng)拆卸檢查。二、葉片泵雙作用定量葉片泵結(jié)構(gòu)見圖3-4，單作用變量葉片泵結(jié)構(gòu)如圖6-3所示，圖a為內(nèi)反饋限壓式葉片泵，圖b為外反饋限壓式葉片泵。1、結(jié)構(gòu)特點1）密封空間由葉片、轉(zhuǎn)子、定子和配油盤組成。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，密封空間隨著變化，空間容積變大的部份為吸油腔，反之為壓油腔，兩腔之間為過渡密封區(qū)，有困油問題。2）定子內(nèi)表面曲線形狀、精度對葉片泵的性能和壽命有很大影響。葉片在葉片槽中作徑向運(yùn)動的速度和加速度應(yīng)當(dāng)均勻地變化。速度或加速度發(fā)生突變，都會造成葉片以很大的力沖擊定子，引起噪聲和增加磨損。雙作用葉片泵定子內(nèi)表面由二優(yōu)大圓弧、二段小圓弧和四段過渡曲線組成。轉(zhuǎn)子與定子同心。單作用葉片泵定子內(nèi)表面是圓。轉(zhuǎn)子與定子中心不重合，由變量機(jī)構(gòu)控制偏心距大小。3）雙作用葉子泵兩個吸油口與兩個壓油口對稱，所以作用在轉(zhuǎn)子軸上的液壓徑向力相互抵消。單作用葉片泵有單向液壓徑向力作用在轉(zhuǎn)子上，所以多采用平面推力軸承與其平衡。4）為保證葉片在工作中能與定子內(nèi)表面貼緊，有的泵將壓力油引至葉片底部，有的泵葉片槽相對徑向偏轉(zhuǎn)了一定角度。5）YB型葉片泵壓力油一邊的配油盤可以軸向竄動，因而可以實現(xiàn)液壓軸向間隙補(bǔ)償，可隨壓力升高而自動減少端面泄漏，提高泵的容積效率。2、葉片泵主要零件的材料及技術(shù)要求常用材料如下：泵體：HT300灰鑄鐵；葉片：18WCr4V，表面硬度HRC62（氮化處理）；定子：GCr15、Cr12M0V，淬火HRC60或38CrM0AI，氮化HRC68；轉(zhuǎn)子：40Cr，HRC50-60，20Cr或12CrNi3，滲碳淬火HRC50-60；配油盤：耐磨鑄鐵、銻銅鑄鐵、鋁青銅；軸：40Cr，HRC48。主要零件的技術(shù)要求如下（單位為mm）：1）葉片厚度一般為1.2～2.5，葉片與葉片槽間隙應(yīng)保證0.01～0.02，葉片寬度應(yīng)比轉(zhuǎn)子寬度略小，其值為0.01左右；2）定子兩端面平行度允差0.002，定子兩端面與孔垂直度允差0.008；3）轉(zhuǎn)子兩端面平行度允差0.003，轉(zhuǎn)子比定子寬度略小，其值為0.02～0.04；4）葉片槽兩平面平行度允差0.01，葉子槽對轉(zhuǎn)子端面垂直度允差0.02；5）各零件表面粗糙度（Ra）：定子內(nèi)表面為0.4～0.1μm，葉片滑動工作表面為0.1μm，葉片槽和轉(zhuǎn)子端面為0.2～0.1μm，配油盤表面為0.2μm。3、葉片泵的裝配裝配前葉片泵各零件必須仔細(xì)清洗干凈；葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)應(yīng)移動靈活；裝配時轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)的方向和葉片在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的方向不得裝反；4）均勻地擰緊緊固螺釘，不得單釘獨進(jìn)。擰緊螺釘時，隨時轉(zhuǎn)動泵軸并檢查有無阻滯現(xiàn)象。三、軸向柱塞泵軸向柱塞泵的典型結(jié)構(gòu)如圖6-4所示。結(jié)構(gòu)特點1）CY型軸向柱塞泵由主體機(jī)構(gòu)和變量機(jī)構(gòu)兩大部分組成。該系列泵在主體機(jī)構(gòu)不變的情況下，改變變量機(jī)構(gòu)的變量型式，可組成多種型號的產(chǎn)品。變量機(jī)構(gòu)的操縱方式分有：手動變量、恒壓變量、壓力補(bǔ)償變量和伺服變量多種。另有一種定量的。2）密封空間由缸體中的柱塞孔和柱塞組成，隨著柱塞往復(fù)運(yùn)動使密封空間容積不斷變化，按泵的縱截面分界，一邊密封空間不斷加大形成吸油腔，另一邊反之，形成壓油腔。兩腔之間為過渡密封區(qū)，有困油問題。3）改變斜盤傾角（在20?30′內(nèi)調(diào)節(jié)），就可改變泵的排量。4）柱塞中有固定節(jié)流小孔、油液通過小孔在有相對運(yùn)動的滑履和斜盤之間實現(xiàn)了靜壓支承。因此該型泵對油液清潔度要求較高。5）中心定位彈簧一方面使回程盤壓滑履緊貼斜盤，使泵有自吸能力，另一方面使缸體緊貼配油盤，保證起動時無泄漏。2、CY14-1型泵主要零件及技術(shù)要求1）柱塞樁塞是一種比壓分布不均勻，對缸體孔具有很大相對（軸向）速度的零件。由于柱塞受有很大的側(cè)向力，加之工作時還繞自身軸線轉(zhuǎn)動，磨損后常呈腰鼓形。柱塞常用20Cr、40Cr或GCr15等材料，熱處理后HRC56~62。柱塞上常加工環(huán)形溝槽（平衡槽），起均壓和貯存臟物的作用。一般槽的寬度0.3~0.7mm，深度0.3～0.8mm，槽距2～10mm。柱塞副制造間隙一般為0.001d~0.0005d(mm)。2）滑履由于斜盤材料多用GCr15，HRC58~62，故滑履多用青銅合金，如鋁青銅ZCuAl9Fe3?；呐c球頭間隙一般取0.02~0.04mm。靜壓支承面粗糙度（Ra）要求0.4～0.2μm。缸體材料多為鋁青銅或鋁鐵青銅（ZcuAl9Fe3）。缸體配油端面和柱塞孔粗糙度（Ra）均為0.2μm，端面平直度在0.005mm以內(nèi)。柱塞孔的圓度、圓柱度均為0.005mm，它們與缸體軸線的平行度為0.02mm，與端面垂直度為0.01mm配油盤缸體與配油盤間的密封性能，主要取決于兩個表面的粗糙度和幾何精度。工作表面粗糙度（Ra）為0.2μm，平面度為0.005mm。配油盤閉死容積卸荷，通常采用三種結(jié)構(gòu)。一種是對稱正重疊型，第二種是帶卸荷槽（三角溝槽）的非對稱重疊型，第三種是開陰尼孔的負(fù)重疊型。CY14-1型泵的配油盤采用第三種型式（負(fù)重疊區(qū)不大于1?）即不存在吸壓油腔的密封區(qū)容積效率略低，但噪聲小。3、柱塞泵的裝配1）裝配前應(yīng)對全部零件仔細(xì)清洗；2）分主體和變量兩部分單獨裝配；3）兩部分合成后轉(zhuǎn)動軸應(yīng)能運(yùn)動靈活，無阻滯現(xiàn)象；移動變量柱塞，斜盤運(yùn)動自如且度盤指示與斜盤角度關(guān)系一致?！?液壓閥的折裝液壓控制閥的品種規(guī)格特別繁多，按用途分主要有三大類：壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。它們的共性是靠改變閥口的通道關(guān)系如改變閥口開度、閥口通流面積或閥口通斷等，來達(dá)到控制液流壓力、流量或方向的目的。液壓閥的結(jié)構(gòu)主要分為三部分：閥體、閥芯和采用或機(jī)、或電、或液、或其組合方式的控制機(jī)構(gòu)。液壓閥的連接方式主要有閥式、板式和集成連接方式（集成塊式、疊加閥式以及插裝閥式等）。一、壓力控制閥共同特點是利用油液壓力對閥芯產(chǎn)生推力與彈簧力等平衡在不同位置上，以控制閥口開度來實現(xiàn)壓力控制。溢流閥結(jié)構(gòu)圖見圖4-3和圖4-4。減壓閥結(jié)構(gòu)圖見圖6-5。順序閥結(jié)構(gòu)圖見圖6-6。壓力繼電器結(jié)構(gòu)圖見圖6-7。結(jié)構(gòu)特點1）溢流閥用于維持系統(tǒng)壓力基本恒定即起溢流作用時，閥口處于常開的狀態(tài)（先導(dǎo)式溢流閥，導(dǎo)閥口與主閥口均處于常開狀態(tài)）。此時，閥口溢流的油液經(jīng)回油口直通油箱，進(jìn)油口的壓力即為閥的調(diào)定值。2）Y型閥主閥為滑閥，閥口采用負(fù)開口（有遮蓋量）。Y1型主閥為錐閥，閥口為零開口，因此后者靈敏度與超調(diào)量優(yōu)于前者，但穩(wěn)定性略差。Y型閥主閥芯兩級同心，Y1型為三級同心。另外，主閥上、下腔中間有阻尼小孔，對油液污染十分敏感，溢流閥出現(xiàn)的大多數(shù)故障與此有關(guān)。3）減壓閥是一種將出口壓力調(diào)節(jié)到低于進(jìn)口壓力的壓力控制閥。出口接工作油路，因此導(dǎo)閥溢流油液需另設(shè)一油路接回油箱。圖6-5所示定值減壓閥是使高壓油通過閥口縫隙h，以達(dá)到節(jié)流降壓的目的，工作中閥口處于常開狀態(tài)。控制主閥芯運(yùn)動的壓差來自出油口壓力的變化。4）順序閥是利用油路壓力來控制液壓缸或液壓馬達(dá)的順序動作。其結(jié)構(gòu)和溢流閥基本相似，唯一的差異是閥的出口接某個執(zhí)行元件，即通壓力油路，所以閥的泄漏必須專設(shè)油口。此外，進(jìn)油壓力超過調(diào)定壓力時，閥處于工作狀態(tài)，閥口開啟，流道液阻很小，出口壓力基本上等于進(jìn)口壓力。順序閥分為直動式和先導(dǎo)式兩種。控制閥口開啟的方式有內(nèi)控式和外控式之分。壓力繼電器利用系統(tǒng)中設(shè)定的壓力信號使電氣開關(guān)動作，進(jìn)而控制電氣元件動作使油路狀態(tài)改變，它是一種使用十分廣泛的電-液售轉(zhuǎn)換元件。圖6-7中K口和流壓系統(tǒng)相連通。壓力達(dá)到調(diào)定壓力時，薄膜11和柱塞10上升，壓縮彈簧2，直至4的肓部碰到套3為止。與此同時，10上的錐面推動鋼球，通過杠桿13壓下微動開關(guān)14。調(diào)節(jié)彈簧9可以調(diào)節(jié)壓下和松開微動開關(guān)時的油壓差值，避免系統(tǒng)壓力波動而產(chǎn)生誤動作。2、主要零件及技術(shù)要求閥體材料多為灰鑄鐵（如HT200，HT300），所有滑閥與閥孔的配合精度均在IT6級以上，表面粗糙度（Ra）為0.1～0.25μm，圓度與圓柱度在0.005mm以內(nèi)。閥孔因其功能的要求，在孔內(nèi)往往具有一些沉割槽或橫孔，各段圓柱面同軸度不超過0.003mm。2）滑閥材料一般為45號鋼、20Cr或40Cr合金鋼，要求外表面粗糙度（Ra）不低于0.1μm圓，度與圓柱度在0.005mm以內(nèi)，各段圓柱面同軸度不超過0.003mm。3）閥座材料多為45號鋼、40Cr、HRC42~45，與閥體過盈配合。閥口與錐閥配磨。3、壓力控制閥的裝配1）裝配前必須將全部零件仔細(xì)清洗；2）主閥芯在閥體內(nèi)應(yīng)移動靈活，不得有阻滯現(xiàn)象。配合間隙一般在0.015～0