液壓基礎(chǔ)知識
講 義
液壓傳動：用液體作為工作介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)能量傳遞的傳動方式，即：系統(tǒng)中油泵將原動機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)為液壓能，借助油缸或油馬達(dá)的作用，將液壓能轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)械能，這種可以控制的動力變換方式和傳遞動力的過程，稱液壓傳動。
組成部分：
1、動力組件：即液壓泵，為系統(tǒng)提供壓力油；
2、執(zhí)行組件：指液壓缸或液壓馬達(dá)，在壓力油推動下輸出力和速度；
3、控制組件：油路上各種閥的組件，主要有三大類閥：壓力閥、方向閥和流量閥，控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量大小和流動方向以滿足執(zhí)行組件的工作需要；
4、輔助組件：油箱、油管、濾網(wǎng)、接頭、冷卻器、蓄能器、儀表等，為系統(tǒng)提供必要的條件以保證液壓系統(tǒng)的正常工作。
5、工作介質(zhì)：即液壓系統(tǒng)通過介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動和動力傳遞。
液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)：
1、容易獲得較大的力和力矩；
2、能方便實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍大，通過流量閥調(diào)節(jié)流量大小，可方便實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；
3、容易防止過載，安全性大，在油路中使用安全閥，使液壓油控制在一定限度，可自動防止過載或避免事故；
4、沖擊和振動小，工作平穩(wěn)，可頻繁換向（油有壓縮性）
5、結(jié)構(gòu)緊湊，布置方便，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；
6、操作簡單，易實(shí)現(xiàn)自動化，與電氣控制聯(lián)合使用容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)，叫機(jī)電液一體化；
7、易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，液壓油本身有潤滑作用，組件壽命長。
液壓傳動的缺點(diǎn)：
1、液壓傳動的組件內(nèi)部泄漏和可壓縮流體使傳動無法保證嚴(yán)格的傳動比；
2、污染物、灰塵很容易侵入，對液壓油的污染有很大影響；
3、溫度變化對液壓油的粘度有較大影響；
4、出現(xiàn)故障不易找出原因，一般采用排除法；
5、易出現(xiàn)漏油問題。
液壓傳動的用途：
1、工程機(jī)械及物流搬運(yùn)：挖掘機(jī)、起重機(jī)、推土機(jī)、叉車、自卸卡車；
2、農(nóng)業(yè)機(jī)械：拖拉機(jī)、收割機(jī)；
3、機(jī)床及塑料機(jī)械：磨床、鋸床、鏜床，加工中心、注塑機(jī)、吹瓶機(jī)；
4、船舶機(jī)械：起錨機(jī)、舵機(jī)、港口吊機(jī)、登陸門；
5、汽車行業(yè)：貨車、消防車、垃圾車、清掃車
6、其它：升降機(jī)、折彎機(jī)、壓鑄機(jī)、油壓機(jī)、醫(yī)療機(jī)械、游戲機(jī)等。
以下對各組成部分進(jìn)行講解：
液壓油：
1) 現(xiàn)在常用液壓油有：32、46、68三種，32、46、68是油的粘度，指油在40℃時(shí)運(yùn)動粘度的平均值；
2) 選擇液壓油：（常用的：32、46號）
a) 液壓系統(tǒng)：工作壓力 高→選用粘度大 減少內(nèi)泄
低→選用粘度小 減少磨損（能耗）
b) 環(huán)境溫度：高←→選用粘度大，適合：30~60℃；
c) 運(yùn)動速度：快←→選用粘度小，減少液壓摩擦損失。
3）液壓油的污染及其控制
系統(tǒng)發(fā)生故障70%以上是由于液壓油被污染引起的，液壓油被污染是液壓油中含有：水份、空氣、微小固體顆粒，及膠狀生成物等雜質(zhì)，對系統(tǒng)的危害主要為：
a)固體顆粒和膠狀生成物堵塞過濾器，使泵吸油困難，產(chǎn)生噪聲，堵塞閥類組件的 阻塞孔和縫隙，使閥失靈；
b) 微小固體顆粒會加速零件磨損，給密封件增加內(nèi)泄，不能上壓力；
c) 水分和空氣混入會使油的潤滑能力降低，產(chǎn)生氣蝕，使組件加速磨損，主流出現(xiàn) 振動爬行現(xiàn)象。
1、油污染的原因
1) 殘留物的污染：組件在制造、運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)帶水殘物，未能清洗干凈留下的；
2)侵入物污染：周圍環(huán)境的污染物（空氣、塵埃，水）；
3) 生成物污染：主要是工作過程中產(chǎn)生的金屬微粒，密封材料磨損，氣泡，油液變質(zhì)后的膠狀生成物。
2、防止污染
1) 減少外來污染：安裝前嚴(yán)格清洗，加裝油過濾器；
2) 濾除系統(tǒng)產(chǎn)生雜質(zhì)：定期檢查、清洗、更換濾芯；
3) 定期檢查更換液壓油：一般半年換一次油（損壞惡劣3個(gè)月）
液壓泵：
液壓泵是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)為液壓能的轉(zhuǎn)換元件，向液壓系統(tǒng)提供具有壓力和流量的流體，即液壓能。
1、種類：
a.定量泵：齒輪泵(外嚙合、內(nèi)嚙合)；葉片泵；柱塞泵；
b.變量泵：葉片泵；柱塞泵。
齒輪泵：制造方便，價(jià)格低廉，體積小，重量輕，吸油性能好，對油液的污染不太敏感，工作可靠；缺點(diǎn)是流量脈動大、噪聲大、流量不可調(diào)（內(nèi)嚙合齒輪泵好，但價(jià)格高）。
葉片泵：結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，流量均勻，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸油性能差，對油液污染比較敏感。
柱塞泵：具有壓力高，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高及流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，用于高壓大流量場合（價(jià)格稍高）。
2、油泵主要技術(shù)參數(shù)：
1）排量q（ml/rev）：油泵每轉(zhuǎn)一周所排出液壓油的體積；
2）流量Q（L/min）：泵的排量 q×電機(jī)轉(zhuǎn)速÷1000=流量Q；
交流電機(jī)轉(zhuǎn)速：4極（4P）：1450 rev/min
6極（6P）：960 rev/min
3）壓力：
a.額定壓力：正常條件下，油泵能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力；
b.最高壓力：允許短暫運(yùn)行的最高壓力；
c.工作壓力：系統(tǒng)實(shí)際工作時(shí)所需的壓力。
一般情況：工作壓力≤額定壓力＜最高壓力。
壓力單位：公斤力/cm2≈Bar MPa； Bar； Kgf/cm2； PSI
1MPa=10Bar≈10Kgf/cm2≈145PSI
4）轉(zhuǎn)速：
a.額定轉(zhuǎn)速：4P、6P；
b.最高轉(zhuǎn)速：不能超出最高轉(zhuǎn)速，太快會出現(xiàn)飛車現(xiàn)象，易吸入空氣，噪音大，且對泵易損壞；
c.最低轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速太慢就不能吸油。
液壓閥：
液壓閥的作用是控制液壓系統(tǒng)的油液方向、壓力和流量，從而控制整個(gè)系統(tǒng)的功能。
1、種類：
1） 按用途分：
a）方向閥：單向閥、液控單向閥、換向閥；
b）壓力閥：溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥、壓力繼電器；
c）流量閥：節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流集流閥。
2） 按安裝方式分：管式、板式、疊加式、螺紋插裝式。
2、主要技術(shù)參數(shù)：通徑大小、額定使用壓力。
3、方向閥：主要用來通斷油路或改變油流的方向。
1） 單向閥的一般用途：用作保壓、產(chǎn)生背壓以及保護(hù)泵、冷卻器、過濾器等（防止沖擊，防止停機(jī)后液壓油反向流動，旁通回油）。
2） 液控單向閥：用作保壓和鎖緊回路。
3） 換向閥：控制執(zhí)行組件的啟動、停止及換向。
a) 按工作位置數(shù)和油口通路分：一般有二位二通、二位三通、二位四通、三位四通。
b) 按控制方式分：手動、電磁、電液、液控。
手動閥：用手動杠桿控制閥芯的動作（有彈簧復(fù)位和機(jī)械定位兩種方式）。
電磁閥： 一般用交流線圈或直流線圈控制閥芯的動作。
交流線圈（110、220V）：換向時(shí)間短(0.01~0.07s),但沖擊長，噪音大，換向頻率低，閥芯卡住或電壓不穩(wěn)時(shí)易燒壞；
直流線圈(12V、24V)：換向時(shí)間相對較長（0.1~0.15s），沖擊小換向頻率高，電磁線圈不易燒壞，工作可靠。
液控閥：通過先導(dǎo)壓力控制閥芯的動作
電液閥：當(dāng)通徑大于10mm時(shí)，系統(tǒng)流量大于100L/min時(shí)，電磁鐵吸力有限，難于切換流量，要用壓力油來推動液壓閥的換向。
以上說的是滑閥。
補(bǔ)充電磁球閥：用錐閥芯實(shí)現(xiàn)油路的通斷和切換，優(yōu)點(diǎn)：密封性好，反應(yīng)速度快，使用壓力高等；缺點(diǎn)：不具備多種中位機(jī)能，應(yīng)用范圍受控制。
4、壓力閥
1） 溢流閥：溢去系統(tǒng)多余的油液同時(shí)使供油壓力得到調(diào)整并保持基本穩(wěn)定。
a.直動式：壓力油直接作用于閥芯上，用作安全閥或先導(dǎo)控制壓力閥；
b.先導(dǎo)式：先導(dǎo)閥的作用是控制和調(diào)節(jié)溢流壓力，主閥的功能則在于溢流。
作用：a.為定量泵系統(tǒng)溢流穩(wěn)壓
b.為變量泵系統(tǒng)提供過載保護(hù)
c.造成背壓，提高執(zhí)行組件的運(yùn)動穩(wěn)定或滿足系統(tǒng)的某些工作需要
d.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)壓，系統(tǒng)中，泵閥裝在液壓組件上，與操作人員較遠(yuǎn)時(shí)可加一遠(yuǎn)程調(diào)壓，油管不能過長（3m內(nèi)）
e.使泵卸荷：電磁溢流閥：通過電磁閥的通斷來控制泵的調(diào)壓和卸載；
f．卸荷溢流閥：一般用于高低壓組合泵。
2）順序閥：順序閥在系統(tǒng)中猶如自動開關(guān)，有內(nèi)控和外控兩種控制方式，與溢流閥的區(qū)別在于溢流閥出口接油箱，壓力為零；順序閥出口通向有壓力的油路，壓力數(shù)值由出口負(fù)載決定。
3）減壓閥：主要用于降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，使同一系統(tǒng)能有多個(gè)不同壓力
特點(diǎn)：閥口常開，從出口引壓力油去控制閥口開度，使出口壓力恒定
4） 壓力繼電器
壓力繼電器→電信號轉(zhuǎn)接組件
油壓達(dá)到固定值時(shí)，便觸動電氣開關(guān)發(fā)出信號控制電氣組件。
性能：
a.調(diào)壓范圍
b.通斷返回區(qū)間，發(fā)出電信號時(shí)為開啟壓力，切斷時(shí)稱閉合壓力；
通斷返回區(qū)間需有足夠的數(shù)值，否則壓力啟動時(shí)，發(fā)出時(shí)斷時(shí)通的信號。
5、流量閥
1）節(jié)流閥（管式）：受負(fù)載變化的影響，溫度變化影響到最小穩(wěn)定流量；
2）調(diào)速閥：由定差減壓閥與節(jié)流閥組成，節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量，定差減壓閥則自動補(bǔ)償負(fù)載變化的影響，消除負(fù)載變化對流量的影響。
3）分流節(jié)流閥：可以使兩個(gè)或以上的執(zhí)行元件在承受不同負(fù)載時(shí)仍能獲得相等的流量，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件的同步工作。
執(zhí)行組件：油缸
結(jié)構(gòu)：活塞缸、柱塞缸、擺動缸
參數(shù)計(jì)算公式：
1）輸出力F（Kg）: F=P*A
P:工作壓力（Bar）；
A：有效工作面積（cm2）
輔助組件：
油箱方面：加油口、油位計(jì)、濾油網(wǎng)
壓力表
軟管、接頭
蓄能器
冷卻器：風(fēng)冷卻器
水冷卻器
液壓基本回路：用圖形符號畫出的液壓系統(tǒng)
一、 泵站油路（動力源）
基本組成：電機(jī)、泵、調(diào)壓閥、單向閥、附件等
了解內(nèi)容：
⑴、電機(jī)的功率轉(zhuǎn)速及工作電壓（220/380V 三相）
⑵、了解油泵的規(guī)格型號：是定量還是變量是葉片、齒輪還是柱塞泵
⑶、了解溢流閥的規(guī)格、型號及工作方式：是直動、先導(dǎo)還是電磁式
⑷、了解系統(tǒng)附件規(guī)格：
①吸油濾網(wǎng)：防止油中異物進(jìn)入油泵
②回油過濾器：清潔回路的異物
③冷卻器：冷卻液壓油的溫度
④加油口、油面計(jì)
⑤油溫報(bào)警開關(guān)：用溫度升高到設(shè)定值的發(fā)出信號
⑸單向閥的作用：
①防止負(fù)載 引起倒流
②保護(hù)冷卻器、過濾器功能
二、壓力控制回路
三、速度控制回路
四、順序回路
五、泄荷回路：為了盡量減少無用的功率消耗，防止油溫上升。
六、減壓回路：當(dāng)油路中某一執(zhí)行器以較低壓力工作的場合。
七、位置保持回路
（以上七種回路將分別配圖講解，具體回路圖此處省略）
另：補(bǔ)充講解關(guān)于電磁閥中位機(jī)能之間的區(qū)別與選擇
