液压系统是由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、传动介质。
动力元件:将原动机输入的机械能转换为流体的压力能,以驱动执行元件运动。
执行元件:将流体的压力能转换为机械能,以驱动工作部件。
控制元件:控制和调节液压系统中流体压力、流量和流动方向,以保证工作机构完成预定的工作动作。
辅助元件:提供必要的条件,是系统得以正常的工作和便于检测控制。
传动介质:实现运动和运动传递。
液(气)的优点:
1能方便的地实现无极调速,调速范围大。
2在相同功率下,能量转换元件体积较小,重量较轻。
3工作平稳,反应速度快,能高速启动、制动和换向。
4能实现过载保护(安全阀《溢流阀》)
5操作简单,易实现自动化。
(工作中)
6系列化、标准化和通用化,故便于设计和制作(制造)
7气动介质取之不竭,不易污染(环保)
缺点:
1泄露和可压缩性(气体),无法保证严格的传动比。
2液压对温度变化比较敏感,不易在很高或很低的温度下工作,且易污染环境。
3气压传动功率小,噪声大(风镐)
液体的主要性质:密度、可压缩性、黏度(动力黏度、运动黏度、相对黏度,<中国:恩施黏度°E>)和其它性质
黏度表示黏性大小的物理量(黏性是由分子间的内聚力阻止分子间的相对运动,因而产生一种内摩擦力)温度越高,黏度越低。
其他性质:抗燃性、抗凝性、抗氧化性、抗泡沫、抗乳化性、防锈蚀、润滑性、导热性、相容性以及纯净性。
液压油的选用标准:
1合适的黏度和良好的黏温特性
2有良好的润滑性能,腐蚀性小,抗锈性好。
3质地纯净,杂质少。
4对金属和密封件有良好的相容性。
5氧化稳定性好,长期工作不易变质。
6抗泡沫和抗乳化性好。
7体积膨胀系数小,比热容大。
8燃点高,凝点低。
9对人体无害,成本低。
液压油的种类:矿油型、乳化型和合成型
液压油污染的主要原因:残留物污染、侵入物污染、生成物污染。
帕斯卡原理(静压传递原理):在密闭容器内,由外力作用所产生的压力将等值地传递到液体各点。
液体压力的表示及单位:
1用液体在单位面积上所受到作用力的大小表示,符号位P,单位Pa、kPa、MPa
2用大气压力表示工程大气压(at)、标准大气压(atm)
3用液柱高度表示米水柱(mH2O)、毫米汞柱(mmHg)
恒定流动(稳定流动或定常流动):液体中任一点处的压力、速度和密度都不随时间而变化
过流断面垂直于液体流动方向的截面称为过流断面,也称为通流截面。
常用A表示,单位m2
流量单位时间内流过过流断面的液体体积称为流量,常用q表示,单位m3/s或L/min 平均流速液流通过过流断面的流速分布是均匀的。
常用v表示,单位m2/s
q=vA
层流:层与层之间互不干扰,液体的流体状态。
紊流:液体完全紊乱。
压力损失分为:沿程压力损失和局部压力损失。
液压冲击:由于某种原因引起液油的压力在某一瞬间突然急剧上升,形成很高的压力峰值。
气穴现象:在液压系统中,如果某处的压力低于空气分离压力时,原先溶解在液体中的空气就会分离出来,导致液体中出现大量气泡的现象。
液压泵的主要性能参数有压力、排量、流量、功率和效率等。
工作压力P P液压泵工作时输出的油液的实际压力
额定压力P n液压泵在正常工作条件下,根据实验标准规定连续运转的最高压力
最高允许压力p m 在超过额定压力的条件下,根据实验标准规定,允许液压泵短暂运行的最高压力值。
排量V 液压泵每转一周所排出液体的体积,即每转工作容积的变化量
理论流量q t 是指在不考虑液压泵泄露流量的条件下,在单位时间内所排出的液体体积。
实际流量q p在某一具体工况下,单位时间内所排出液体的体积
额定流量q n在正常工作条件下,在实验标准规定必须保证的流量。
输入功率P i作用在液压泵主轴上的机械功率。
理论输出流量P t不考虑液压泵的容积损失时,起输出液体所具有的液压功率。
实际输出功率P o考虑液压泵的容积损失,液压泵实际输出的液压功率。
液压泵存在的三种能量损失:容积损失、摩擦损失、压力损失。
齿轮泵:优点:结构简单、工作可靠、自吸能力强、,对油液的污染不敏感。
缺点:流量和压力的脉动大、噪声大和排量不可变。
低压齿轮泵额定压力2.5MPa,中高压齿轮泵额定压力16MPa~20MPa,高压齿轮泵额定压力32MPa。
按啮合分:外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵
齿轮泵的三大问题:泄露、困油和径向压力不平衡。
降低泄露的方法必须严格控制泵的轴向间隙
消除困油的方法是在齿轮泵两侧的端盖上铣卸荷槽。
减小径向力的方法:1缩小排液口尺寸,使高压油作用在齿轮泵上的面积减小,从而减小径向液压力。
2适当增大径向间隙,增大齿顶圆与泵体内孔的间隙(0.13mm~0.16mm)。