【正文】 AFp A ??? ??lim 0AFp? 液體的靜壓力 靜壓力的特性 : 液體的靜壓力的方向總是沿著作用面的內(nèi)法線方向 靜止液體中任何一點所受到各個方向的壓力都相等 液體靜壓力基本方程 :反映了在重力作用下靜止液體中的壓力分布規(guī)律 p=po+ρ gh 圖 2—1重心作用下的靜止液體 ΔΔΔ 靜壓力基本方程物理意義 p=p0+ρ g(z0 z) + z= + z0=C Z:單位重量液體的位能 ,稱位置水頭 :單位重量液體的壓力能 ,稱壓力水頭 物理意義 :靜止液體具有兩種能量形式，即壓力能與位能。若該面與通過面上的每一條流線都垂直，則稱該面為通流截面 流量 :單位時間內(nèi)流過某通流截面的流體體積 法定單位 : 米 3/秒 (m3/s) 工程中常用升 /分 （ L/min） 通流截面上的平均流速 : 圖 2—7 流線、流束與通流截面 ?? A dAq ? AdAqA ?? ?? ?Aq?? Aq ?? 基本概念 流動液體中的壓力和能量 : 由于存在運動，所以理想流體流動時除了具有壓力能與位能外，還具有動能。 主要缺點： （ 1）傳動比不穩(wěn)定 ,不能保證嚴(yán)格的傳動比（泄漏，壓縮性） （ 2）對油溫變化敏感； （ 3）不宜遠(yuǎn)距離輸送動力，傳動效率較低 （ 4）元件制造精度要求高，加工裝配較困 難，且對油液的污染較敏感。電機(jī)、液壓泵 液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵 手動泵 雙聯(lián)泵 變量柱塞泵 執(zhí)行部分：它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。 輔助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件及油箱等，是一個液壓系統(tǒng)中必不可少的元件。 外嚙合 內(nèi)嚙合 即它的最基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個殼體的內(nèi)部類似“ 8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。 2023年 1月 21日星期六 方向控制閥是通過控制液體流動的方向來操縱執(zhí)行元件的運動 ， 如液壓缸的前進(jìn) 、 后退與停止 ， 液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)與停止等 。 為減少壓力損失 ， 單向閥的彈簧剛度很小 ， 但若置于回油路作背壓閥使用時 ， 則應(yīng)換成較大剛度的彈簧 。 液控單向閥如圖 42所示 ， 在普通單向閥的基礎(chǔ)上多了一個控制口 ，當(dāng)控制口空接時 ， 該閥相當(dāng)于一個普通單向閥；若控制口接壓力油 ， 則油液可雙向流動 。 1． 按接口數(shù)及切換位置數(shù)分類 接口 是指閥上各種接油管的進(jìn) 、 出口 ，進(jìn)油口通常標(biāo)為 P， 回油口則標(biāo)為 R或 T， 出油口則以 A、 B來表示 。 一般以下述方法分類 。 4． 1 方向控制閥（ direction control valves） 2023年 1月 21日星期六 4． 1． 2 換向閥： 換向閥是利用閥芯對閥體的相對位置改變來控制油路接通 、 關(guān)斷或改變油液流動方向 。 該閥的三個工作位置與閥芯在閥體中的對應(yīng)位置如圖 4－ 4所示 ， 各種位和通的換向閥符號見圖 4－ 5所示 。 閥 上如裝彈簧 ， 則當(dāng)外加壓力消失時 ， 閥芯會回到原位 。 如果將該閥閥芯右端彈簧 3的部位改為圖中 7b的形式 ,即成為可在三個位置定位的手動換向閥 ， 圖 47c、 d為其圖形符號圖 。 4． 1 方向控制閥（ direction control valves） 2023年 1月 21日星期六 3） 電磁換向閥： 利用電磁鐵的通 、 斷電而直接推動閥芯來控制油口的連通狀態(tài) 。 電磁換向閥起先導(dǎo)作用 ， 它可以改變控制液流的方向 ， 從而改變液動換向閥的位置 。 該閥的工作狀態(tài) （ 不考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu) ） 和普通電磁閥一樣 ， 但工作位置的變換速度可通過閥上的節(jié)流閥調(diào)節(jié) 。 換向閥不同的中位機(jī)能 ,可以滿足液壓系統(tǒng)的不同要求 ， 由表41可以看出中位機(jī)能是通過改變閥芯的形狀和尺寸得到的 。 3） 液壓缸快進(jìn)： 中位 “ P‖型 ， 圖 4－ 15所示 ， 當(dāng)換向閥于中位時 ， 因 P、 A、 B相通 ， 故 可用作差動回路 。 4． 2 壓力控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 1． 溢流閥結(jié)構(gòu)及分類 1） 直動型溢流閥 （ Spring loaded type relief valve） 結(jié)構(gòu)如圖 4－ 17b所示 ， 壓力由彈簧設(shè)定 ， 當(dāng)油的壓力超過設(shè)定值時 ， 提動頭上移 ，油液就從溢流口流回油箱 ， 并使進(jìn)油壓力等于設(shè)定壓力 。 4． 2 壓力控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 壓力控制回路 先導(dǎo)型溢流閥 調(diào)節(jié)螺釘 錐閥 錐閥座 調(diào)壓彈簧 閥體 主閥芯 主閥體 主閥彈簧 遙控口 K 進(jìn)油口 P 出油口 T P T 符號 2023年 1月 21日星期六 壓力控制回路 先導(dǎo)型溢流閥工作原理 2023年 1月 21日星期六 壓力控制回路 先導(dǎo)型溢流閥工作原理 2023年 1月 21日星期六 壓力控制回路 先導(dǎo)型溢流閥工作原理 2023年 1月 21日星期六 2． 溢流閥的應(yīng)用： 除了圖 4－ 16（ a） 所示作溢流閥用在回路中起調(diào)壓作用 、 圖 4－ 16（ b） 所示作安全閥用外 ， 還有下列用途： 1） 遠(yuǎn)程壓力控制回路： 從較遠(yuǎn)距離的地方來控制泵工作壓力的回路 ， 圖 4－ 19所示回路壓力調(diào)定是由遙控溢流閥 （ remote control relief valves） 所控制 ，回路壓力維持在 3MPa。 1． 減壓閥結(jié)構(gòu)及工作原理： 減壓閥有直動型和先導(dǎo)型兩種 ， 圖 4－21所示 ， 為先導(dǎo)型減壓閥 ， 由主閥和先導(dǎo)閥組 成 ， 先導(dǎo)閥負(fù)責(zé)調(diào)定壓力 ， 主閥負(fù)責(zé)減壓作用 。 順序閥的構(gòu)造及其動作原理類似溢流閥 ， 有直動式和先導(dǎo)式兩種 ， 目前較常用直動式 。 4． 2 壓力控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 4． 2． 4 增壓器及其應(yīng)用： 回路內(nèi)有三個以上液壓缸 ， 其中之一需要較高的工作壓力 ， 同時其它的液壓缸仍用較低的壓力 ，此時即可用增壓器 （ Booster） 提供高壓給那特定的液壓缸；或是在液壓缸進(jìn)到底 時 ， 不用泵而增壓時用 ， 如此可使用低壓泵產(chǎn)生高壓 ， 以降低成本 。 其作用是 ， 根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力的變化 ， 通過壓力繼電器內(nèi)的微動開關(guān) ， 自動接通或斷開電氣線路 ， 實現(xiàn)執(zhí)行元件的順序控制或安全保護(hù) 。 圖 4－28為單觸點柱塞式壓力繼電器 ， 主要零件包括柱塞 調(diào)節(jié)螺帽 2和電氣微動開關(guān) 3。 顯然 ,柱塞上移將引起彈簧的壓縮量增加 ， 因此壓下微動開關(guān)觸頭的壓力 (開啟壓力 〉 與微動開關(guān)復(fù)位的壓力 (閉合壓力 )存在一個差值 ， 此差值對壓力繼電器的正常工作是必要的 ， 但不易過大 。 若回路要有多段壓力用傳統(tǒng)作法則需多個壓力閥與方向閥；但亦可只用一個比例式壓力閥和控制電路來產(chǎn)生多段壓力 。 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 2． 任何液壓系統(tǒng)都要有泵 ， 不管執(zhí)行元件的推力 、 速度如何變化 ， 定量泵的輸出流量永遠(yuǎn)是固定不變的 ， 所謂速度控制或控制流量只是使流入執(zhí)行元件之流量小于泵的流量而已 ， 故常將其稱為節(jié)流調(diào)速 。圖中油壓平衡用孔道在于減小作用于手輪上的力 ， 使滑軸上下油壓平衡 。 如圖 1－ 10所示 ， 此 l/d=4時稱為阻流管 ， 流量 Q等于 式中： υ — 運動粘度 （ st,） 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 vlppgdQ??128)( 212 ??2023年 1月 21日星期六 1． 節(jié)流閥的壓力特性：圖 4－ 33（ a） 所示液壓系統(tǒng)未裝節(jié)流閥 ， 若推動活塞前進(jìn)所需最低工作壓力為 1MPa,那么當(dāng)活塞前進(jìn)時 ，壓力表指示的壓力為 1MPa；當(dāng)裝了節(jié)流閥控制活塞前進(jìn)速度如圖 4－ 33（ b） 所示 ， 那么當(dāng)活塞前進(jìn)時 ，則節(jié)流閥入口壓力會上升到溢流閥所調(diào)定的壓力 ，溢流閥被打開 ， 一部分油液經(jīng)溢流閥流入油箱 。 為使活塞運動速度不會因負(fù)載的變化而變化 ， 應(yīng)該采用下文所述的調(diào)速閥 。 從圖中可以看到 ,節(jié)流閥進(jìn)出口壓力 p p3經(jīng)過閥體上的流道被引到定差減壓閥閥芯的兩端 (p3引到閥芯彈簧端 ,p2 引到閥芯無彈簧端 ),作用在定差減壓閥芯上的力包括液壓力 、 彈簧力 。 另外還有溫度補償流量調(diào)整閥 ， 能在油溫變化的情況下 ， 保持通過閥的流量不變 。 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 3． 旁路節(jié)流調(diào)速： 是控制不需流入執(zhí)行元件也不經(jīng)溢流閥而直接流回油箱的油的流量 ， 從而達(dá)到控制流入執(zhí)行元件油液流量的目的 。 3） 用進(jìn)油調(diào)速作速度控制時 ， 效率次之 ， 主用于負(fù)荷變化較大之正向負(fù)載的場合 。 4． 3 流量控制閥及其應(yīng)用 2023年 1月 21日星期六 4． 3． 6 比例式流量閥： 前面所述之流量閥都需用手動調(diào)整的方式來作流量設(shè)定 ， 在需要經(jīng)常調(diào)整流量或要作精密流量控制的液壓系統(tǒng) ， 就得用到比例式流量閥了 。 閥芯位移也可以以機(jī)械、液壓或電形式進(jìn)行反饋。 比例閥 七芯插頭 丹尼遜 比例閥 系列 簡單地說，所謂伺服系統(tǒng)就是帶有負(fù)反饋的控制系統(tǒng)，而伺服閥就是帶有負(fù)反饋的控制閥。 另一種是連續(xù)控制：閥口可以根據(jù)需要打開任意一個開度，由此控制通過流量的大小，這類閥有手動控制的，如節(jié)流閥，也有電控的，如比例閥、伺服閥。就憑著這一個優(yōu)點，在很多對動態(tài)特性要求高的場合不得不使用伺服閥，如飛機(jī)火箭的舵機(jī)控制、汽輪機(jī)調(diào)速等等。 比例伺服閥性能介于伺服閥和比例閥之間。 油箱： 油箱的主要功能是儲存油液 ， 此外 ， 還有散熱以控制 油溫 、 阻止雜質(zhì)進(jìn)入 、 沉淀油中雜質(zhì) 、 分離氣泡 等功能 。 2） 油箱結(jié)構(gòu)： 開式油箱大部分是以鋼板焊接而成 ， 圖 3－ 12所示為工業(yè)上使用的典型焊接式油箱 。 系統(tǒng)中排泄管應(yīng)盡量單獨接入油箱 。 在油箱上亦裝有壓力計可用以指示泵的工作壓力 。 . 二、油本身 油的生產(chǎn) ,儲存 ,運輸?shù)冗^程中受到污染 , 新油不一定干凈 . 2023年 1月 21日星期六 濾油器 （ filter） 1． 濾油器的結(jié)構(gòu) 濾油器一般由濾芯 (或濾網(wǎng) )和殼體構(gòu)成 ， 由濾芯上無數(shù)個微小間隙或小孔構(gòu)成通流面積 。 濾油器也可安裝在回油管路上 。 2023年 1月 21日星期六 2 、 濾 油 器（ filter） 1． 濾油器的結(jié)構(gòu) 圖 3－ 15為殼裝濾清器（ strainer） ， 裝在泵和油箱吸油管途中 。 就價格而言 ， 壓力管路用濾油器較回油管路用濾油器貴出許多 。 表 3－ 1為液壓系統(tǒng)中建議采用的過濾精度 。 3） 耐壓 選用濾油器時尤須注意系統(tǒng)中沖擊壓力的發(fā)生 。 必須注意濾芯的耐壓和濾油器的使用壓力是不同的 ，當(dāng)提高使用壓力時 ， 要考慮殼體是否承受得了而和濾芯的耐壓無關(guān) 。 2） 濾油器 2安裝在泵出口 ， 屬于壓力管路用濾油器 ， 在保護(hù)泵以外的其它元件 。 如其容量 3相同 ， 則通過流速降低 ， 過濾效果更好 。 空氣濾清器的容量必須使液壓系統(tǒng)即使達(dá)到最大負(fù)荷狀態(tài)時 ， 仍能保持大氣壓力的程度 。 油冷卻器可分成 水冷式和氣冷式 兩大類 。 冷卻管通常由小直徑管子組成 ， 材料可用鋁 、 鋼 、不銹鋼無縫鋼管 ， 但為增加熱傳效果 ， 一般采用銅管并在銅管上滾牙以增進(jìn)散熱面積 。油在冷卻管中流動 ， 風(fēng)扇使空氣穿過管子和散熱片表面 ， 使液壓油冷卻 。 1） 熱發(fā)生源 ， 如溢流閥附近 ， 如圖 3－ 22所示 。 2023年 1月 21日星期六 蓄能器 （ accumulators） 1． 蓄能器功用 蓄能器是液壓系統(tǒng)中一種儲存油液壓力能的裝置 ， 其主要功用如下： (1) 作輔助動力源： 在液壓系統(tǒng)工作循環(huán)中不同階段需要的流量變化很大時 ， 常采用蓄能器和一個流量較小的泵組成油源 。 (3) 吸收壓力沖擊和消除壓力脈動： 由于液壓閥的突然關(guān)閉或換向 ， 系統(tǒng)可能產(chǎn)生壓力沖擊 ，此時可在壓力沖擊處安裝蓄能器起吸收作用 ， 使壓力沖擊峰值降