液壓傳動輔助元件清華大學(xué)課件

液壓傳動輔助元件清華大學(xué)課件CATALOGUE目錄液壓傳動輔助元件概述液壓泵與馬達(dá)液壓缸與液壓馬達(dá)驅(qū)動器液壓閥液壓油箱與熱交換器CATALOGUE目錄管路、接頭及密封件過濾器與壓力表附件液壓傳動輔助元件故障診斷與排除方法實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：液壓傳動輔助元件性能測試實(shí)驗(yàn)總結(jié)與展望01液壓傳動輔助元件概述定義液壓傳動系統(tǒng)中的輔助元件是指除了液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓缸以外的其他元件，用于保證系統(tǒng)的正常工作，如油箱、濾油器、冷卻器、加熱器、蓄能器等。分類按照功能可分為貯存元件、過濾元件、熱交換元件、連接與管理元件等。輔助元件定義與分類貯存液壓油，保證液壓泵和液壓馬達(dá)的吸油口始終充滿油液，同時還可以起到沉淀雜質(zhì)、分離水分和氣體的作用。貯存元件對系統(tǒng)中的油液進(jìn)行過濾，去除其中的雜質(zhì)和顆粒物，保證系統(tǒng)的清潔度，延長元件的使用壽命。過濾元件對系統(tǒng)中的油液進(jìn)行冷卻或加熱，控制油溫在合適的范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工作效率。熱交換元件包括油管、接頭、閥門等，用于連接各個液壓元件，構(gòu)成完整的液壓系統(tǒng)，并對其進(jìn)行管理和控制。連接與管理元件輔助元件在液壓系統(tǒng)中的作用隨著液壓系統(tǒng)工作壓力的提高，對輔助元件的耐壓能力也提出了更高的要求。高壓化為了減少液壓系統(tǒng)的體積和重量，提高系統(tǒng)的可靠性，輔助元件的集成化趨勢日益明顯。集成化隨著傳感器和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對液壓系統(tǒng)的監(jiān)控和管理提出了更高的要求，輔助元件的智能化也成為了重要的發(fā)展趨勢。智能化輔助元件發(fā)展趨勢02液壓泵與馬達(dá)液壓泵是液壓系統(tǒng)中的動力元件，靠發(fā)動機(jī)或電動機(jī)驅(qū)動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓油的壓力能，通過油管傳輸?shù)礁鱾€執(zhí)行元件。液壓泵通常由泵體、齒輪、軸承、密封件等部分組成，其工作原理主要是利用容積變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的過程。工作原理液壓泵按結(jié)構(gòu)可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等。齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但噪音較大，適用于低壓系統(tǒng)。葉片泵流量均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音較小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。柱塞泵壓力高，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，但價格較高，適用于高壓、大功率系統(tǒng)。分類液壓泵工作原理及分類工作原理液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，其作用是將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)械能，驅(qū)動負(fù)載工作。液壓馬達(dá)通常由馬達(dá)體、轉(zhuǎn)子、軸承、密封件等部分組成，其工作原理與液壓泵相反，即利用壓力油推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出扭矩和轉(zhuǎn)速。應(yīng)用液壓馬達(dá)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，如工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、飛機(jī)等。在工程機(jī)械中，液壓馬達(dá)常用于驅(qū)動行走機(jī)構(gòu)、工作裝置等；在農(nóng)業(yè)機(jī)械中，液壓馬達(dá)常用于驅(qū)動收割機(jī)、脫粒機(jī)等；在船舶和飛機(jī)中，液壓馬達(dá)常用于驅(qū)動舵機(jī)、起落架等。液壓馬達(dá)工作原理及應(yīng)用考慮液壓泵和馬達(dá)的效率、壽命、噪音等因素，選用性能穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品。根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境和使用條件選用適合的液壓泵和馬達(dá)類型和結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和流量選用合適的液壓泵和馬達(dá)，確保其工作壓力和流量與系統(tǒng)的要求相匹配。液壓泵與馬達(dá)選用原則03液壓缸與液壓馬達(dá)驅(qū)動器柱塞式液壓缸具有徑向尺寸小、軸向尺寸大的特點(diǎn)，適用于安裝空間有限的場合。柱塞與缸筒之間采用間隙密封，因此泄漏較大，效率較低?；钊揭簤焊捉Y(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，適用于各種應(yīng)用場合。具有較大的推力和速度范圍，可實(shí)現(xiàn)快速、平穩(wěn)的運(yùn)動。擺動式液壓缸輸出端為擺動運(yùn)動，適用于實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的場合。結(jié)構(gòu)緊湊、輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封性能較差，容易泄漏。液壓缸類型及特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，具有較高的機(jī)械效率和容積效率。但低速性能較差，輸出轉(zhuǎn)矩脈動較大。齒輪式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小，適用于高速、小轉(zhuǎn)矩的場合。但由于葉片與定子間的間隙較大，泄漏和效率損失較大。葉片式液壓馬達(dá)具有徑向尺寸小、軸向尺寸大的特點(diǎn)，可直接與工作機(jī)構(gòu)相連，適用于低速、大轉(zhuǎn)矩的場合。密封性能好，容積效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格較高。柱塞式液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)驅(qū)動器結(jié)構(gòu)及工作原理根據(jù)工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式和負(fù)載特點(diǎn)選用合適的液壓缸或馬達(dá)類型。根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和流量選用合適的液壓缸或馬達(dá)規(guī)格。考慮液壓缸或馬達(dá)的效率、壽命和維護(hù)保養(yǎng)等因素，選用性能穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品。液壓缸與馬達(dá)驅(qū)動器選用原則04液壓閥只允許流體在一個方向上流動，具有反向截止功能。單向閥改變流體流動方向，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的正反轉(zhuǎn)。換向閥方向控制閥當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(shè)定值時，自動開啟溢流，保持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。溢流閥降低系統(tǒng)壓力至設(shè)定值，并保持恒定，實(shí)現(xiàn)多級壓力控制。減壓閥利用進(jìn)口壓力控制多個執(zhí)行元件的順序動作，實(shí)現(xiàn)順序動作控制。順序閥壓力控制閥通過調(diào)節(jié)節(jié)流口面積，控制流體流量，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的無級調(diào)速。在節(jié)流閥基礎(chǔ)上加入壓力補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)流量穩(wěn)定，減小負(fù)載變化對速度的影響。流量控制閥調(diào)速閥節(jié)流閥比例閥根據(jù)輸入信號成比例地控制流量、壓力或方向，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的連續(xù)、按比例動作。伺服閥高精度地控制流量、壓力或方向，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的高精度位置、速度或力控制。比例閥和伺服閥05液壓油箱與熱交換器儲存液壓油01液壓油箱的主要作用是儲存液壓系統(tǒng)所需的液壓油，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。沉淀雜質(zhì)02液壓油箱底部設(shè)計有沉淀區(qū)，用于沉淀液壓油中的雜質(zhì)和水分，保持液壓油的清潔度。分類03按照結(jié)構(gòu)形式，液壓油箱可分為開式油箱和閉式油箱。開式油箱結(jié)構(gòu)簡單，便于清洗和維護(hù)；閉式油箱結(jié)構(gòu)緊湊，能夠防止油液污染，適用于對清潔度要求較高的液壓系統(tǒng)。液壓油箱作用及分類熱交換器的主要作用是調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的油溫，防止油溫過高影響系統(tǒng)性能和壽命。調(diào)節(jié)油溫?zé)峤粨Q器通過冷卻水或空氣與液壓油進(jìn)行熱交換，將液壓油中的熱量帶走，從而降低油溫。按照散熱方式，熱交換器可分為水冷式和風(fēng)冷式。散熱原理熱交換器作用及原理VS油箱的容量應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量、散熱條件和油箱的散熱面積來確定。同時，油箱的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于清洗和維護(hù)，防止油液污染。熱交換器選用原則熱交換器的散熱能力應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量、散熱條件和熱交換器的散熱效率來確定。在選擇熱交換器時，還應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝和維護(hù)的特點(diǎn)。油箱選用原則油箱與熱交換器選用原則06管路、接頭及密封件強(qiáng)度高、剛性好，適用于高壓、大流量系統(tǒng)，但重量大、易生銹。鋼管橡膠軟管塑料管重量輕、柔軟易彎曲，適用于低壓、小流量系統(tǒng)，但易老化、壽命短。重量輕、耐腐蝕、絕緣性好，適用于多種介質(zhì)傳輸，但耐高溫性能較差。030201管路種類和特點(diǎn)法蘭連接適用于高壓、大流量系統(tǒng)，密封性能好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大。焊接連接適用于高壓、高溫、大流量系統(tǒng)，連接牢固、密封性好，但不易拆卸。螺紋連接適用于低壓、小流量系統(tǒng)，拆卸方便，但密封性能較差。管路連接方式及選用原則03油封適用于旋轉(zhuǎn)軸密封，具有自潤滑性能、摩擦系數(shù)低，但易磨損、壽命有限。01O形圈適用于靜密封和往復(fù)運(yùn)動密封，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，但耐高溫性能較差。02Y形圈適用于高壓、高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動密封，密封性能好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝要求高。密封件種類和作用07過濾器與壓力表附件吸油過濾器安裝在油泵吸油口處，用以保護(hù)油泵免受較大顆粒雜質(zhì)的損害，過濾精度一般為80~180μm。壓油過濾器安裝在油泵壓油口處，用以保護(hù)除油泵和油馬達(dá)以外的其他元件，過濾精度一般為10~100μm。回油過濾器安裝在系統(tǒng)回油路中，用以濾除油液中微小顆粒雜質(zhì)，保證整個系統(tǒng)的清潔度，過濾精度一般為3~50μm。過濾器類型及特點(diǎn)用于開啟或關(guān)閉壓力表的油路，便于在系統(tǒng)中進(jìn)行壓力檢測和調(diào)整。選用時應(yīng)考慮開關(guān)的通徑和耐壓能力，確保與系統(tǒng)匹配。壓力表開關(guān)用于減小壓力表指針的擺動幅度，提高壓力表的讀數(shù)精度。選用時應(yīng)考慮緩沖器的容量和阻尼特性，以適應(yīng)不同系統(tǒng)的需求。壓力表緩沖器用于連接壓力表和壓力表開關(guān)或壓力表緩沖器，確保油路暢通。選用時應(yīng)考慮接頭的規(guī)格和連接方式，確保連接可靠、拆卸方便。壓力表接頭壓力表附件功能及選用原則08液壓傳動輔助元件故障診斷與排除方法觀察系統(tǒng)工作狀態(tài)，檢查各元件有無滲漏、損壞、異常聲響等現(xiàn)象，初步判斷故障部位。觀察法儀器檢測法元件替換法逐步排查法使用專用儀器檢測液壓傳動輔助元件的性能參數(shù)，如壓力、流量、溫度等，進(jìn)一步縮小故障范圍。將疑似故障元件替換為正常元件，觀察系統(tǒng)工作狀態(tài)是否恢復(fù)正常，以確定故障元件。按照液壓傳動系統(tǒng)工作原理，逐步排查各元件，最終找到故障部位。故障診斷方法及步驟液壓泵故障表現(xiàn)為系統(tǒng)無壓力或壓力不足?？赡茉虬ū脙?nèi)泄漏、驅(qū)動軸斷裂、進(jìn)口堵塞等。排除方法包括更換泵體、修復(fù)或更換驅(qū)動軸、清洗進(jìn)口管路等。液壓馬達(dá)故障表現(xiàn)為馬達(dá)不轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)速降低?？赡茉虬R達(dá)內(nèi)泄漏、軸承損壞、油路堵塞等。排除方法包括更換馬達(dá)體、修復(fù)或更換軸承、清洗油路等。液壓缸故障表現(xiàn)為缸體爬行、速度緩慢或無動作?？赡茉虬ǜ變?nèi)泄漏、活塞桿彎曲、油路堵塞等。排除方法包括更換密封件、修復(fù)或更換活塞桿、清洗油路等。液壓閥故障表現(xiàn)為系統(tǒng)工作異常，如動作失靈、速度緩慢等?？赡茉虬ㄩy芯卡死、彈簧失效、油路堵塞等。排除方法包括清洗或更換閥芯、更換彈簧、清洗油路等。常見故障分析與排除方法09實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：液壓傳動輔助元件性能測試實(shí)驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)了解液壓傳動輔助元件的性能特點(diǎn)，掌握其工作原理和性能測試方法，提高實(shí)踐能力和應(yīng)用水平。液壓傳動輔助元件是液壓系統(tǒng)中的重要組成部分，其性能直接影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和工作效率。本實(shí)驗(yàn)主要通過測試液壓傳動輔助元件的壓力、流量、溫度等參數(shù)，分析其性能特點(diǎn)和工作原理，為實(shí)際應(yīng)用提供參考依據(jù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮斫榻B實(shí)驗(yàn)設(shè)備本實(shí)驗(yàn)主要用到的設(shè)備包括液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓缸、壓力表、流量計、溫度計等。操作步驟首先連接好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，啟動液壓泵，調(diào)整液壓馬達(dá)和液壓缸的工作壓力和流量，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)過程中要注意安全，避免高壓液體噴濺傷人。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要關(guān)閉液壓泵，清理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹及操作步驟說明數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，包括計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、繪制曲線圖等。通過數(shù)據(jù)處理可以更直觀地了解液壓傳動輔助元件的性能特點(diǎn)和工作原理。要點(diǎn)一要點(diǎn)二分析方法在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，可以采用比較法、歸納法、因果分析法等方法。通過比較不同液壓傳動輔助元件的性能指標(biāo)，歸納出其共性和差異，分析產(chǎn)生差異的原因，為實(shí)際應(yīng)用提供參考依據(jù)。數(shù)據(jù)處理和分析方法講解10總結(jié)與展望回顧液壓傳動的工作原理、系統(tǒng)組成及其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。液壓傳動基本原理總結(jié)液壓傳動輔助元件的類型、作用及其在系統(tǒng)中的重要性。輔助元件分類與功能通過對典型液壓傳動系統(tǒng)的剖析，加深對輔助元件的理解和運(yùn)用。典型液壓傳動系統(tǒng)分析探討液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計原則、方法以及維護(hù)保養(yǎng)的重要性。液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計與維護(hù)