身边的液压系统.docx

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1、流体传动作业报告报告题目：身边的液压系统学院名称：机械工程专业班级：机自07班小组成员：指导老师：2012年11月30日身边的液压系统通过流体传动与控制这门课程的学习， 让我们逐渐认识到了液压 系统的一些基本知识以及在我们生活中的应用。 液压系统的应用非常 广泛，它存在于我们生活中的各种机器中， 今天让我们一起来认识一 下身边的液压系统。本文分为四个方面介绍：一为生产加工设备中的液压系统，二为 交通运输方面的液压系统，三为工程机械中的液压系统，四为生活中 一些常用的液压系统。将简要介绍一些主要的设备和液压系统， 以及 他们的工作原理和一些特点。生产加工设备中的液压系统生产加工设备有很多，如一些

2、机床等，我们将以数控车床为例来 分析其液压传动系统。图1为数控车床液压系统原理总图。该机床液压系统由五条液压 支路组成，分别是卡盘夹紧支路、刀架转位支路、回转刀架的松夹支路、主轴变速支路和尾座套筒移动支路LU图1数控车床液压系统原理图(1)卡盘夹紧支路甘盘夹紧支路如图2图2卡盘夹紧支路工件的夹紧、松开：数控车床因其工件在高速旋转中进行切削加 工，故对工件的可靠夹紧有其特殊的要求，并要保证在特殊情况下如 机床切削过程中出现故障、突然停电等情况下，工件被可靠夹持。因 此对其工件夹紧液压装置在安全可靠性方面需有多重保护装置。工件的夹持通常通过液压旋转油缸提供。轴向推拉力经拉杆连接到动力卡 盘上，并经

3、斜楔机构等将轴向力放大成夹紧工件的径向夹紧力。详见示意图3。图3工件的夹紧工作过程:数控车床切削工件通过动力卡盘夹紧，在高速液压旋转油缸规格 确定后，其夹紧方式为：1Y导电时活塞伸出夹紧工件，夹紧力可通过 进油口的先导式减压阀调定 ；2Y导电时活塞缩回松开工件；当夹紧 力达到调定值时，换向阀断电，阀芯处于中位，并通过进出油口的液 压锁将活塞锁住，确保工件在合适的夹紧力下被加工， 液压锁同时确 保意外故障等情况下油缸两腔油被困，使工件不松脱，起安全保障作 用。(2)回转刀架的松夹及正反转回转刀架换刀时，首先是刀架松开，然转到指定的刀位，最后刀盘夹 紧，如图4O| r图4回转刀架刀盘的夹紧与松开，

4、由一个Y型机能的三位四通电磁换向阀2控制，换向阀与液控单向阀及调速阀组成自锁回路，4YA通电时刀盘松开，当3YA通电时刀盘夹紧，自锁回路可以实现刀盘夹紧后的锁紧, 消除了加工过程中刀架突然松开引起的事故隐患。刀盘的旋转有正转和反转两个方向，采用液压马达实现刀盘换位是数控车床刀盘换位中常见的方式之一， 三位四通手动换向阀3控制 刀盘的正转反转，调速阀11通过换向阀3的左右换位来控制刀盘旋 转时快速和慢速，以节省换位时间并确保到位时的减速， 保证换位的 正确性和定位精度。工作过程：当4YA通电时，阀2右位工作，刀盘松开；当5YA通 电、6YA断电时，刀架正转；当5YA断电，6YA通电时，刀架反转；

5、 当3YA断电时，阀2左位工作，刀架夹紧。(3)主轴变速支路主轴变速支路由三位四通电磁换向阀 4及两位三通电磁换向阀5 组成一个差动回路，如图5。节流阀开度一定时，当 7YA通电，9YA 断电时，主轴为正常运动速度；当 7YA 9YA同时通电时，液压缸两 腔同时进油，由于两腔中液压油作用面积不同，实现差动。调节节流 阀的开度，可以实现主轴在高、低速区不同的转动。主轴1变速图5主轴变速支路(4)尾座套筒移动支路尾架套筒的前端用于安装活动顶针,活动顶针在加工时，用于长轴类零件的辅助支撑，支路如图6春筒退回套筒神出11图6尾座套筒伸缩支路尾座套筒的伸出与退回由一个三位四通电磁换向阀6控制。当10 Y

6、A通电，11 YA断电时，系统压力油经减压阀 17f阀6 (左位) 一液压缸无杆腔，套筒伸出，使顶针顶紧于工件上；电磁换向阀6通过电气控制实现左右位的互锁，尾架套筒能够保持所在位置，使顶针 在工件加工时能够处于稳定的位置上，且套筒伸出时的工作预紧力大 小通过减压阀17来调整，并由压力表16显示，伸出速度由调速阀 12控制；当10YA断电，11YA通电时，套筒退回。交通运输方面的液压系统交通工具中我们将以小汽车为例，来分析汽车ABS液压系统。有ABS障碍物无ABS（一）汽车ABS的组成现代汽车ABS除原有的传统的常规制动装置外，一般由传感器（车轮转速传感器）、电子控制器（EUC、执行器（制动压力

7、调节器）三大部分组成。如图1、车轮转速传感器（轮速传感器）对车轮的运动状态进行检测，获得车轮转速信号。2、电子控制器（ABS电脑）接收输入信号，输出控制指令，控制压力调节器等工作。3、制动压力调节器接受ABS电脑的指令，驱动电磁阀动作，调节制动系压力。汽车ABSm成示意1-点火开关；2-制动压力调节器；3-ABS电控单元；4-ABS警示灯;5-后轮速度传感器；6-停车灯开关；7-制动主缸；8-比例分配阀；9-制动轮缸；10-前轮速度传感器；11-蓄电池（二）汽车ABS的控制过程如图，当点火开关接通时，系统进入自检状态。若有问题即关闭ABS系统。 各电磁阀不通电，保持制动压力增 大状态，汽车恢复

8、常规制动状态工作。若没问题，ABS进入等待工作状态，当车速超过 8km/h后，踩下 制动踏板进行制动时，制动灯开关闭合， ABS电脑收到电压信号，汽 车进入制动状态。在制动过程中，各车轮未出现趋于抱死时， ABS不工作，为常规 制动。若出现趋于抱死时，ABS工作，对各车轮的制动压力进行调节。（三）汽车ABS液压系统组成由普通制动系统的液压装置和 ABS制动压力调节器组成。1、普通制动系统的液压装置包括制动助力器、 双腔式制动主缸、 储液器、制动轮缸和双液压管路等。2、ABS制动压力调节器通常由电动泵、储能器、电磁阀和储液器等组成。电动泵为系统提供高压制动液。 储能器可暂时储存由轮缸来制动液。

9、电磁阀完成对ABS的控制。（四）汽车ABS液压系统工作过程现代ABS装置工作原理：充分利用轮胎和地面的附着系数，主要 采用控制制动液压压力的方法，给各车轮施加最合适的制动力。常用电磁阀式四轮防抱死制动系统。汽车ABS液压系统由普通制动系统和ABS制动压力调节器组成。所以其工作过程实际是制动压力调节器的工作过程。工作原理： 通过串联在制动主缸与制动轮缸之间的电磁阀直接控制轮缸的制动压力。如图8汽车ABS液压系统1-储液器；2-安全阀；3-电磁阀；4-制动轮缸；5-储能器;6-压力报警开关；7-制动主缸；8-电动泵三、工程机械的液压系统工程机械在生活的使用是非 常多的，如起重机、压路机、挖掘 机，

10、他们的主要的结构用的都是液 压系统。下面将以汽车起重机来作 简单介绍。(1)主机功能结构图8-11汽车起重机结构示意图1汽车；2转台；3一支腿；4一吊臂变幅液压缸；5基本臂；6一伸缩臂；7一起升机构汽车起重机是最为通用的一种机 动行走式起重设备，特别是采用液压技术后，更具有机动灵活、起重量大的特点。现以Q8型汽车起重机为例，说明汽车起重机液压系 统的工作原理和常见故障的分析。Q28 型汽车起重机一种中小型起重机，Q28 最大起重量为80kN，最大起重高度11.5m,起重机可连续回转。图 8-11 为 Q28 型汽车起重机的结构示意图。从图可知，该起重机由其主要结构由汽车、转台、支腿、吊臂变幅液

11、压缸、基本臂、伸缩臂、起升机构等做成。（ 2） Q28 型起重机液压系统及工作原理1 ）支腿收放回路图 8-12 为液压系统图，支腿是在起重机吊重作业时，下放到地面（平时抬起）支承整车的自重及其产生的力矩，防止车倾覆。稳定器液压缸8 的作用， 是下放后支腿前， 先将原来被车重压缩的后桥板簧锁住， 盘腿升起时车轮与地面不再接触， 起重作业时支腿升起的高度较小，使整车的重心较低，保持良好的稳定性。因此，就要求起重作业之前先放后支腿， 后放前支腿； 作业结束前先收前支腿，再收后支腿。前后各有两条支腿， 每条支腿有一个液压缸。 两条前支腿用一个三位四通手动换向阀控制其收放； 两条后支腿用另一个三位四通

12、手动换向阀控制。换向阀都采用M型中位机能，油路是串联的。每个液压缸上都配一个双向液压锁6，以保证其可靠性，防止在起重作业过程中发生“软腿”现象 （液压缸上腔油路泄漏引起） 或行车过程中液压支腿自行下落（液压缸下腔油路泄漏引起） 。2 ）吊臂伸缩回路阀流节向单;阀 衡 平升起-02. ，缸压液动制升起-91 ，达马升起-81 ;达马转回-71 ，阀衡平幅变-61 ，缸压液幅变-51 ，缸压液臂缩伸-彳；阀衡平臂缩 伸.彳；组阀配分上P ;缸油退支前9,缸油器定稳.8 ;缸油腿支后.7 ;锁压液向双6 ;组阀纵操腿支.5 ;表力压.4 ;孔尼阻.3 ，器油滤.2 ，泵压液-统系压液机重起车汽型21

13、-8 图O1腿支前构机幅变 构机缩伸臂41吊臂由基本臂和伸缩臂组成，伸缩臂套在基本臂之中。吊臂的伸缩是由一单级伸缩液压缸（长5rn） 14控制，为使伸缩臂工作稳定可靠，防止吊臂在自重作用下下落，在伸缩回路中装有平衡阀12。伸缩液压缸的伸缩由主控阀组10中的手动三位四通控制阀控制。3 ）吊臂变幅回路Q 28型汽车起重机变幅机构的调节是利用用两个并联液压缸15的伸缩，改变臂梁的起落角度来达到的。变幅作业也要求平稳可靠， 因此吊臂变幅回路上也装有平衡阀16。变幅压缸15是由主控制阀 组中的手动三位四通控制阀来控制的。4 ）回转回路回转机构中采用了 ZMD4圆轴向柱塞马达作为执行元件。液压马 达通过齿

14、轮、蜗轮减速箱和开式小齿轮（与转盘上的内齿轮啮台）来 驱动转盘。转盘回转速度较低，一般每分钟为 13转。驱动转盘的液 压马达转速也不高。惯性力小，则油路中压力冲击也较小，所以回路 内未设置缓冲装置和马达制动回路。因此，回转回路比较简单，通过 主控阀组10中的三位四通换向阀就可获得左转、右转、停转三种 不同工况。值得注意的是，在不同角度方位上起重作业时，应按规定 的范围起吊重量。5 ）起升回路起升时，要求平稳，尤其是负载下降时平稳性要求更高，以防 止负载下降到位时发生撞击。为此.回路中设置了平衡阀 。，平衡阀 使得马达只有在进o路上有压力的情况下才能旋转。平衡阀一方面对重物下降时起限速作用，防止

15、“点头”现象，另一方面能防止油管破 裂和制动失灵时防止重物自由下落造成严重事故。因此，平衡阀应尽量靠近油马达安装。起升的调速是通过调节发动机的油门 （转速）和控制换向阀来 实现的。起升机构的液压马达通过二级齿轮减速机带动卷筒转动，减速机高速轴上装有两个瓦块式制动器，具液压缸通过单向阻尼阀21与主油路相联，以保证在吊臂伸缩、变幅和回转时，制动器19的液压缸（单作用）与回油接通。液压缸的弹簧力使马达制动，以便马达 停转时，用制动器锁住液压马达，避免“溜车”现象，只有当阀工 作，马达正反转的情况下，制动器液压缸才将制动瓦块松开。单向节流阀21的作用是，使制动器上闸快，松闸慢。前者是使 马达迅速制动，

16、重物速度停止下降；而后者则是避免当负载在半空中 再次起升时，将液压马达拖动反转而产生滑降现象。四、生活中一些常用的液压系统（一）液压电梯定义；液压电梯是通过液压动力源，把油压入油缸使柱塞作直线运动,直接或通过钢丝绳间接地使轿厢运动的电梯。1. 液压电梯的特点液压电梯与曳引驱动电梯相比有以下的特点 :1. 在建筑结构方面有突出的优势, 不需要在井道上方设立造价和要求都较高的机房。2. 在技术性能上有很多特点 : 首先是安全性好、 可靠性高、 结构简单。液压电梯失速、冲顶、蹲底等故障和困人情况均很少。3. 节约能耗 . 液压电梯下行是靠轿厢的重量驱动，而液压系统仅起阻尼和调控作用，故能节约能耗.4

17、. 故障率低，维修费少也是其特点。由于上述特点液压电梯特别适合在低层建筑, 上部不能设机房的场合和大载重量的场合使用 .2. 液压电梯的基本结构与型式液压电梯是机、电、电子、液压一体化的产品，由以下相对独立但又相互联系配合的系统组成 .1 . 泵站系统 : 由电机、油泵、油箱及附属元件组成。2 . 液压系统 : 由集成阀块（ 组 ） 、止回阀、限速切断阀和油缸等组成。集成阀块（ 组） ：由流量控制阀、单向阀、安全阀、溢流阀等组成。止回阀：为球阀，是油路的总阀，用于停机后锁定系统。限速切断阀 : 安装在油缸上，在油管破裂时，迅速切断油路，防止柱塞和载荷下落, 故也称“破裂阀”。油缸 : 是将液压

18、系统输出的压力能转化为机械能，推动柱塞带动轿厢运动的执行机构3 .导向系统：与曳引电梯的作用一样，限制轿厢活动的自由度，承受 偏载和安全钳动作的载荷.对间接顶开的液压电梯，带滑轮的柱塞顶 部也应有导轨导向。4 .轿厢：结构和作用与曳引电梯相同，但侧面顶升的液压电梯的轿厢 架结构由于受力情况不同而有所不同.5 .门系统：与曳引电梯相同.液压电梯按顶升的方式可分为直接顶升和间接顶升 .直接顶升就是柱塞直接与轿厢结构相连，柱塞的运动速度与轿厢运行 速度相同.而柱塞与轿厢的连接可以在轿厢底部中间，也可以在侧面。 间接顶开是柱塞通过滑轮和钢丝绳拖动轿厢 ，这样可以利用液压顶升 力大的优势，使其传动速比为

19、1:2,即柱塞上升1m,轿厢将上升2m.提高 了电梯运行速度，也减小了油缸的长度。提升钢丝绳应不少于两根，一端固定在油缸或其他固定结构上，一端绕过柱塞顶部的滑轮，固定 的轿架底部。柱塞顶部的滑轮由导轨导向，也可利用轿厢导轨进行导 向。3.液压电梯的速度控制从液压传动的特征可以知道，只要改变油泵向油缸输出的油量就可以改变电梯的运行速度。所以液压电梯的速度控制实际上就是液 压系统的流量控制。液压系统的流量控制有三种方法：即容积调整控制，节流调整控 制和复合控制。容积调速主要是通过调节泵的输出流量来达到调速目的，一般使 用变量泵或改变电动机转速来改变泵的输出.容积调速具有功率损耗 小，效率高，系统发

20、热量少等优点。节流调节主要通过调节系统中.阀的开口大小来控制流量.一般 使用定量泵，用调整阀来节流，用溢流阀作旁通回路，使多余的压力油 流回油箱，具频响快但能耗高。复合控制则是上述两种方法复合使用， 既调节泵排量又进行节流调节。（二）活塞式抽水机1.柱塞式抽水机简介又叫“吸取式抽水机”。机体下部的进水管插入水中，抽水 机是一个圆筒，筒内装一个可以上下滑动而且跟筒壁紧密配合的活塞，筒底和活塞上各有一个只能向上开的活门v1和v2。使用时, 若活塞向上移动，活门 v2受到大气压的作用而关闭，因此活塞的 下面空气稀薄，气压小于外界的大气压。于是，低处的水受到大气压的作用推开活门v1进入筒内。当压下活塞

21、时，筒底活门v1被水的压迫而关闭，水被阻不能向下流动，于是冲开活门v2向上，水进入筒的上部。再提起活塞时，活塞上面的水将活门v2关闭，水即从侧管流出，与此同时，井里的水又在大气压的作用下推开活门v1而进入圆管中。这样，活塞不停地上下移动，水就从管口 连续不断的流出。这种抽水机的结构简单，操作方便，但出水量小，提水的高度最多也只能达到 10.3米，效率较低。2 .活塞式抽水机的工作原理活塞式抽水机也叫汲取式抽水机，是利用活塞的移动来排出 空气，活塞有个阀门，下部还有个阀门造成内外气压差而使水在 气压作用下上升抽出，当活塞压下时，进水阀门关闭而排气阀门 打开；当活塞提上时，排气阀门关闭，进水阀门打

22、开，在外界大 气压的作用下，水从进水管通过进水阀门从上方的出水口流出.这样活塞在圆筒中上下往复运动，不断地把水抽出来.3 .离心式水泵的工作原理水泵在起动前，先往泵壳内灌满水，排出泵壳内的空气，使 泵内中心部分压强小于外界大气压强，当起动后，叶轮在电动机 的带动下高速旋转，泵壳里的水也随叶轮高速旋转，同时被甩入 出水管中，这时叶轮附近的压强减小，大气压使低处的水推开底 阀，沿进水管泵壳，进来的水又被叶轮甩入出水管，这样一直循环下去，就不断把水抽到了高处.（吸水+压水=实际扬程）4 .注意事项活塞式抽水机和离心泵，都是利用大气压，把水抽上来，因 为大气压有一定的限度，因而抽水机抽水的高度也有一定

23、的限度, 不超过10.3米.而离心泵远超过 10.3米.（三）手动液压泵1 .手动液压泵简介它的功能是把动力机（如电动机和内燃机等）的机械能转换成液体的压力能。工作原理：凸轮由电动机带动旋转。当凸轮推动柱塞向上运动时，柱塞和缸体形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤出，经单向阀排到需要的地方去。当凸轮旋转至曲线的下降 部位时，弹簧迫使柱塞向下，形成一定真空度，油箱中的油液在大气压力的作用下进入密封容积。凸轮使柱塞不断地开降，密封容积周期性地减小和增大，泵就不断吸油和排油。2 .应用范围电力、铁路、救援、建筑等行业在野外工地操作，为切刀、液压钳、冲孔机等施工机具提供动力,管件，软管，阀门，压力容

24、器，汽缸等提供静态和爆破测试，航空航天附件维修后的静态、 动态测试(四)液压千斤顶1.千斤顶简介液压千斤顶又称油压千斤顶，是一种采用柱塞或液压缸作为刚性 顶举件的千斤顶。 简单起重设备一般只备有起升机构，用以起升重 物。构造简单、重量轻、便于携带，移动方便。常用的简单起重设备 有液压千斤顶、滑车和卷扬机等。2.分类(1)通用液压千斤顶：适用于起重高度不大的各种起重作业。它由油室1、油泵2、储油腔3、活塞4、摇把5、油阀6等主要部分组 成。工作时，只要往复扳动摇把，使手动油泵不断向油缸内压油,德州海力峰千斤顶实例由于油缸内油压的不断增高，就迫使活塞及活塞上面的重物一起 向上运动。打开回油阀，油缸

25、内的高压油便流回储油腔，于是重 物与活塞也就一起下落。(2)专用液压千斤顶：使专用的张拉机具，在制作预应力混凝土构 件时，对预应力钢筋施加张力。专用液压千斤顶多为双作用式。常用的有穿心式和锥锚式两种。穿心式千斤顶适用于张拉钢筋束或钢丝束，它主要由张拉缸、顶 压缸、顶压活塞及弹簧等部分组成。它的特点是：沿拉伸机轴心 有一穿心孔道，钢筋(或钢丝)穿入后由尾部的工具锚锚固。3 .液压千斤顶用途YZF/QF/DY蕨歹U电动液压千斤顶广泛使用在电力维护，桥梁维 修，重物顶升，静力压桩，基础沉降，桥梁及船舶修造，特别在 公路铁路建设当中及机械校调、设备拆卸等方面。4 .液压千斤顶的结构图羽节螺母5限位孔1

26、4 尹柄3大油4叵曲阀杆小活塞二卜油厂1。单向阳液压千斤顶结构图1所示，工作时通过上移6手柄使7小活塞向上运 动从而形成局部真空，油液从邮箱通过单向阀 9被吸入小油缸，然后 下压6手柄使7小活塞下压，把小油缸内的液压油通过 10单向阀压入3 大油缸内，从而推动2大活塞上移，反复动作顶起重物。通过1调节螺 杆可以调整液压千斤顶的起始高度，使用完毕后扭转 4回油阀杆，连 通3大油缸和邮箱，油液直接流回邮箱，2大活塞下落，大活塞下落速 度取决于回油阀杆的扭转程度。5 .液压千斤顶的组成(1)动力元件(油泵)它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能，是液压传动中的动力部分。(2)执行元件(油缸

27、、液压马达)它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。(3)控制元件 包括压力阀、流量阀和方向阀等，它们的作用是根 据需要无级调节液压动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、 流量和流向进行调节控制。(4)辅助元件 除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及邮箱等，它们同样十分重要。(5)工作介质 工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液, 它经过油泵和液动机实现能量转换6 .液压千斤顶的原理液压千斤顶工作原理图1-配招6-红杆于辆T-小洁今8-小缸博i单向悯液压千斤顶的工作原理如图1-1所示，大缸体3和大活塞4组成举升 缸；杠杆手

28、柄6、小缸体8、活塞7、单向阀5和9组成手动液压泵。活 塞和缸体之间保持良好的配合关系， 又能实现可靠的密封。当抬起手 柄6,使小活塞7向上移动，活塞下腔密封容积增大形成局部真空时， 单向阀9打开，油箱中的油在大气压力的作用下通过吸油管进入活塞 下腔，完成一次吸油动作。当用力压下手柄时，活塞 7下移，其下腔 密封容积减小，油压升高，单向阀9关闭，单向阀5打开，油液进入举 开缸下腔，驱动活塞4使重物Gk升一段距离，完成一次压油动作。反 复地抬、压手柄，就能使油液不断地被压入举开缸，使重物不断升高，达到起重的目的。如将放油阀2旋转90（在实物上放油阀旋转角度是可以改变的），活塞4可以在自重和外力的作用下实现回程。这就是液压千斤顶的工作过程。