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液压基础知识

发布时间:2019/5/24 17:48:05

常用液压元件简介

一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统***动力。


   执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。


  控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。


  液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

一.液压泵、液压马达

1.1概述


在液压传动系统中,液压泵是将动力机械(如电动机、内燃机等)传输的机械能***为流动液体压力能的能量转换装置,其功能是给液压系统***足够的压力油以驱动系统工作。而液压马达则相反,是向液压马达输入液体压力能,使马达产生机械能。见图1所示:





图1 液压泵与液压马达的能量转换

从原理角度来说,液压泵和马达是可逆工作的元件,同样类型的液压泵和液压马达结构很相似,但是由于工作条件和性能不同,大部分液压泵和液压马达不能互相代用。

液压泵分为:齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵。

液压马达分为:高速小转矩马达、低速大转矩马达、中速中转矩马达。


1.2齿轮泵

1.2. 1工作原理

齿轮泵是通过一对相互啮合齿轮的密封容腔容积变化输出压力油的。图2所示为外啮合式齿轮泵的工作原理。两个齿轮的齿廓、泵壳体和侧盖板等形成两个***的密封容腔,即吸油区和压油区。






图2 外啮合式齿轮泵工作原理图


1.2.2 齿轮泵型号释义:



某公司常用的齿轮泵型号有CBN-E550(5t自卸车)、CBN-F563(8t自卸车)、CBN-E432(轿运车)等。图3所示为CBN-E550齿轮泵内部结构图。



图3 CBN-E550型齿轮泵结构图


1.2.3 齿轮泵旋向与吸油口、压油口的辨别:

齿轮泵旋向定义:面向齿轮泵的动力输入端,顺时针为右旋,逆时针为**。

如图2所示,根据齿轮泵的外观和旋向,再参照外啮合齿轮泵工作原理(见图1),即可判断出哪边为吸油口(低压口),哪边为压油口(***口),见图4所示。

液压泵应按原动机的旋向来确定,由于内部结构的原因,不能将**泵当作右旋泵使用,也不能将右旋泵当作**泵使用。



图4 齿轮泵油口的辨别


1.3叶片泵工作原理

叶片在转子的叶片槽内滑动,由叶片、定子、转子和配流盘间密封腔容积的变化来输出压力油。见图5所示。



图5 叶片泵工作原理



1.4柱塞泵与柱塞马达

1.4.1 柱塞泵工作原理

柱塞泵是通过圆柱形的柱塞在缸体内作往复运动,改变缸体柱塞腔容积而实现吸入和排出液体的。图6所示为端面配流的柱塞泵工作原理。




图6 柱塞泵工作原理


1.4.2 斜轴式轴向柱塞泵及马达

图7所式为斜轴式轴向柱塞泵结构图。缸体与传动轴之间***摆角可达40度。斜轴式轴向柱塞马达结构与之相似。




图7 斜轴式轴向柱塞泵结构图


1.5混凝土搅拌车液压传动系统

图8所示为。动力由发动机飞轮取力,由传动轴传给变量泵,变量泵输出***油驱动马达转动,马达与减速机相连接,由减速机将转速降低,带动滚筒旋转。

图9所示为液压系统原理图。变量泵的后端装有用于补油和操纵变量机构的辅助泵,用两个直径相等的变量缸推动斜盘实现变量和换向。



图8 混凝土搅拌车液压传动系统装配图



图9 混凝土搅拌车液压传动系统原理图


2.液压缸

2.1 概述

与液压马达相似,液压缸也是将液压能***为机械能的一种执行元件。不同的是,液压马达用于要求实现转动的场合,而液压缸要求实现往复直线运动的场合。

液压缸的种类较多,目前我公司使用的液压缸有单作用活塞式、双作用单活塞杆式和单作用伸缩套筒缸共四种。


2.2单作用活塞缸

单作用活塞缸仅能实现单向输出,反向靠外力或弹簧复位。如自卸车举升机构液压缸,图10所示为内部结构图。

该油缸上部有回油装置。当活塞上升超过回油销时,油缸下腔的液压油经回油销上的油槽流回齿轮泵,因此活塞不再上升,此时车厢处于***倾卸角度状态。油缸下部和活塞杆端设有缓冲装置,当车厢将要完全落下时,通过缓冲装置产生节流作用,使车厢的下降速度变慢,从而减缓了对车架的冲击。




1.尾销轴总成 2.缓冲阀 3.限位阀 4.密封圈 5.活塞 6.支承环 7.密封圈 8.缸体9.活塞杆 10.回油接头 11. 密封圈12.螺栓 13.弹簧垫圈 14.缸盖 15.防尘圈 16.密封圈

图 10 自卸车用单作用液压缸结构


2.3双作用单活塞杆式液压缸

双作用单活塞杆式液压缸用于实现双向运动的场合。图11所示为其3种安装形式的内部结构图。该类型液压缸无回油装置,故液压系统中必须设置溢流阀,行程终了时液压系统压力升高到额定压力,由溢流阀卸荷回油箱。该类型油缸广泛应用于轿运车上底架的升降动作,以及车厢可卸式垃圾车的各种动作的实现。




a)外螺纹联接式



b) 内卡键联接式



c) 法兰联接式




d)职能符号


图11 双作用单活塞杆式液压缸结构


2.4单作用伸缩套筒缸

单作用伸缩套筒缸是由两个或多个活塞缸套装而成,前一级活塞缸的活塞是后一级活塞缸的缸筒,伸出时有很长的工作行程,缩回时可保持很小的结构尺寸。我公司主要应用于自卸半挂车上,图12所示为其内部结构图,



图12 单作用伸缩套筒缸结构图


3.液压阀

3.1 普通单向阀

单向阀可分为普通单向阀和液控单向阀。普通单向阀只允许油液往一个方向流动。液控单向阀在外控油液作用下,反方向也可流动。

图13所示为普通单向阀结构图,压力油从p1口进入,克服弹簧力推动阀芯,使油路接通,压力油从p2口流出。当液压油从p2口流入时,液压油压力和弹簧力将阀芯紧压在阀座上,油液不能通过。





职能符号

1. 阀体 2. 阀芯 3. 弹簧 p1—进油口 p2—出油口

图13 普通单向阀结构图


3.2液控单向阀

液控单向阀是可以根据需要实现液压油逆向流动的单向阀。图14所示是将两个液控单向阀布置在同一个阀体内,成为双液控单向阀,又叫双向液压锁。其工作原理是:当液压系统一条通路的油液从A腔进入时,依靠油液压力自动将左边的阀芯推开,使A腔的油流到A1。同时将中间的控制活塞向右推,将右边的阀芯顶开,使B腔与B1腔相沟通,把原来封闭在B1腔通路上的油液通过B腔排出。总之就是当一腔正向进油时,另一腔就是反向出油。



图14 双液控单向阀的结构


双液控单向阀能够将液压缸的活塞锁紧在任何位置,并可防止换向阀的内部泄漏引起带有负载的活塞杆下落。


3.3溢流阀

溢流阀通过阀口的溢流,使被控制系统或回路的压力维持恒定,从而实现稳压、调压或限压作用。

图15所示为CA3118K2B型底盘自卸车液压系统图,溢流阀设置在手动阀内。当液压系统压力超过设定的额定值后,油液推动锥阀克服弹簧阻力从溢流口流出。



a)液压系统图



b)手动阀结构图


图15 CA3118K2B型底盘自卸车液压系统


图16所示为轿运车用溢流阀结构示意图。由图可知,与***油(齿轮泵出油端)相通的进油口往往远离调节螺钉,而与低压油(如油箱)相通的溢油口往往靠近调节螺钉。






图16 轿运车用溢流阀结构示意图


3.4多路换向阀

3.4.1 手动换向阀

手动换向阀是通过手动杠杆的作用来操纵滑阀实现换向。图17所示为其典型结构图。当手柄在中间位置时,T、A、P、B腔相互封闭,当手柄向右扳动时,



图17 手动换向阀结构图

阀芯左移,P、A腔相通,B、T腔通过阀芯内的长孔相通;反之,当手柄向左扳动时,阀芯右移,P、B腔相通,A、T腔相通。


3.4.2 多路换向阀

多路换向阀是由两个以上手动换向阀为主体,并可根据不同的工作要求加上溢流阀、单向阀补油阀等辅助装置构成的多路组合阀。图18所示为我公司轿运车用的两组多路换向阀。



图18 DL-8J-2型多路换向阀


图19所示为轿运车液压系统图。取力器由电开关控制的电磁气阀操纵其结合与分离。在齿轮泵进出管路之间设置溢流阀,用于保护齿轮泵。牵引车和半挂车之间采用快速接头相连接。装在半挂车部分的手动多路阀用于控制液压缸的动作,以实现上层底架的升降。



图19 轿运车液压系统图


3.5Q23-E15L型气控换向阀

图20所示为某公司广泛使用的Q23E15L型气控换向阀,其内设有溢流阀。




图20 Q23E15L型气控换向阀


图21为Q23E15L型气控换向阀应用于开式自卸车的液压系统图,向上扳起手动气阀时,储气筒向取力器供气,取力器带动齿轮泵转动,液压油经过气控换向阀推动油缸举升车厢;扳动手动气阀在中间位置时,储气筒停止向取力器供气,取力器不工作,液压油依靠齿轮泵出口处的单向阀封住,油缸活塞不能动弹,车厢实现中停;向下扳起手动气阀时,储气筒向气控换向阀供气,油缸下腔油液回油箱,车厢落下。




图21 开式自卸车液压系统图


3.6单向节流阀

单向节流阀是通过改变节流口的开口面积来控制流量,从而控制执行元件的运动速度。如图22所示为轿运车用。






图22 管式单向节流阀


当压力油从锥阀背面B流入时,作为节流阀使用,若从相反方向流入时,它作为单向阀使用。通过调节套可以调节节流口的开口面积,实现流量的调节,达到轿运车左右油缸升降同步的目的。


4.液压油管及接头

4.1 焊接式管接头及油管(GB9065.3-88即******5-77)

图23所示为焊接式管接头及油管结构。管接头与机件之间主要采用普通细牙螺纹连接。当管接头与机件拧入时,采用组合垫圈(或金属垫圈)实现端面密封。管接头与油管之间用O型圈密封。该油管通常成为A型。



1.机件 2.组合垫圈 3.管接头 4.油管 5.O型圈

图23 焊接式管接头连接结构


4.2D型管接头及油管 (DKL/DKM标准)

图24所示为D型管接头及油管结构。管接头为凹锥面结构,油管端面为球面,两者相互压紧达到密封目的。



1.机件 2.组合垫圈 3.管接头 4.油管

图24 D型管接头连接结构


4.3铰接接头及油管(***978-1977)

图25所示为铰接接头及油管结构,油管端头为铰接体,用铰接螺栓与机件相连接,铰接体上下用组合垫圈密封。



1.铰接螺栓 2.组合垫圈 3.油管 4.机件

图25 D型管接头连接结构


4.4锥密封焊接式管接头及油管(***/T6381.1-1992)

图26所示为锥密封焊接式管接头及油管结构图。管接头与油管端头采用锥面连接,中间采用O型圈密封。



1.机件 2.组合垫圈 3.管接头 4.油管 5.O型圈

图26 锥密封焊接式管接头连接结构


4.5快换接头

快换接头适用于经常拆卸的场合。管子拆开后可自行密封,管道内液体不会流失。图27为其内部结构图。两个接头体内各有一个单向阀,两接头体分离时单向阀关闭,两接头体连接时,单向阀打开,管路连通。两接头体依靠***连接。




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