云南技能培訓(xùn)網(wǎng)：液壓元件及基本工作回路
1.液壓泵與液壓馬達(dá)的作用
液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成輸?shù)较到y(tǒng)中去的油液的壓力能，供液壓系統(tǒng)使用。液壓馬達(dá)也是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把輸來(lái)油液的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，使主機(jī)的工作部件克服負(fù)載及阻力而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
液壓泵與液壓馬達(dá)的職能符號(hào)見(jiàn)表1-1-1(標(biāo)準(zhǔn)按GB/T 786.1—1993,下同)。
2.液壓泵的工作特性
1)液壓泵必須具有一個(gè)或若干個(gè)密封的工作腔，工作時(shí)利用密封工作腔來(lái)抽吸和排壓液體，其輸出流量的大小取決于容積變化的大小和變化速率；
2)在抽吸液體的過(guò)程中，它的工作腔要與油箱相通，而與壓力管路不相通；若是采用開式油箱，則油箱必須與大氣相通；且液壓泵必須具有自吸的能力，其密封工作腔在抽吸液體的過(guò)程中應(yīng)是逐漸增大的，要能產(chǎn)生真空吸力；
3)在泵排液體的過(guò)程中，工作腔必須與壓力管路相通，而與油箱不通；其輸出壓力的大小取決于液體從單向閥排出時(shí)所遇到的阻力，即泵的輸出壓力決定于外界負(fù)載；
4)液壓泵工作時(shí)，設(shè)置配流裝置；
5)液壓泵的工作壓力是指泵在工作時(shí)輸出液體的實(shí)際壓力，其大小決定于外界負(fù)載；額定壓力則是指泵所規(guī)定或允許達(dá)到的最大工作壓力，超過(guò)了此極限值就是過(guò)載；
6)液壓泵的排量是指在沒(méi)有泄漏的情況，泵軸每轉(zhuǎn)所排出的液體體積，它由液壓泵密封工作腔的數(shù)目多少和工作腔結(jié)構(gòu)尺寸的大小來(lái)決定；
7)液壓泵的流量是其排量與轉(zhuǎn)速的乘積，可用單位時(shí)間內(nèi)排出液體體積的多少來(lái)表示。實(shí)際流量指在考慮到泄漏的情況下，液壓泵單位時(shí)間內(nèi)排出的液體體積。
3.典型液壓泵
1)外嚙合齒輪泵
外嚙合齒輪泵一般是定量泵(圖1-1-3),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉、體積小、質(zhì)量輕、自吸性能好、對(duì)油的污染不敏感、工作可靠、便于維修等優(yōu)點(diǎn)，在汽車上應(yīng)用廣泛。外嚙合齒輪泵工作的壓力在2.5 MPa左右，屬于低壓泵，主要用于負(fù)載和功率較小的液壓設(shè)備。
柱塞泵依靠柱塞在缸體內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封工作腔的容積產(chǎn)生變化實(shí)現(xiàn)液體的吸、壓過(guò)程。由于柱塞與缸體內(nèi)孔配合精度高，密封性能好，只需改變柱塞的工作行程就能改變泵的排量，所以，柱塞泵具有壓力高、容積效率高、流量調(diào)節(jié)方便和結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，價(jià)格高。柱塞泵常用于需要高壓大流量和流量需要調(diào)節(jié)的液壓系統(tǒng)。
柱塞泵按柱塞排列方向的不同，分為軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。軸向柱塞泵是一種柱塞軸線平行于缸體軸線的多柱塞泵(圖1-1-4),這種泵的應(yīng)用很廣泛。
二、液壓執(zhí)行元件
液壓執(zhí)行元件也是一種能量轉(zhuǎn)換元件，主要有液壓缸和擺動(dòng)馬達(dá)。
1.液壓缸
液壓缸的結(jié)構(gòu)形式很多，主要由缸筒、活塞、活塞桿以及密封裝置等組成。可將壓力能還轉(zhuǎn)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，其工作原理如圖1-1-5所示。選用液壓缸時(shí)，用活塞桿的長(zhǎng)度(行程)和回路最高壓力來(lái)確定型號(hào)。
2.擺動(dòng)馬達(dá)
擺動(dòng)馬達(dá)也叫擺動(dòng)式液壓缸，它是執(zhí)行往復(fù)回轉(zhuǎn)擺動(dòng)的液動(dòng)機(jī)。根據(jù)結(jié)構(gòu)上可分為單葉片和雙葉片兩種結(jié)構(gòu)(圖1-1-6)。單葉片擺動(dòng)缸的轉(zhuǎn)速較高但輸出轉(zhuǎn)矩相對(duì)較小，雙葉片擺動(dòng)缸的轉(zhuǎn)速相對(duì)較慢但輸出轉(zhuǎn)矩較大。單葉片式擺動(dòng)液壓的擺動(dòng)角度(行程)和角速度是雙葉片式擺動(dòng)缸的兩倍；而后者的輸出轉(zhuǎn)矩則是前者的兩倍。這種擺動(dòng)缸適用于半回轉(zhuǎn)式(小于360°)機(jī)械的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制。
3.常見(jiàn)液壓缸和液壓馬達(dá)的類型
液壓控制閥，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力元件和執(zhí)行元件連接橋梁。按其特點(diǎn)和作用可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥三類。
各種控制閥的組成有著共性，它們都由閥體、閥芯(桿)和液流進(jìn)出控制口等基本部件組成；工作原理也有其共性，都是通過(guò)改變液流的通流面積或通流方向來(lái)進(jìn)行控制的；各閥的實(shí)際功能應(yīng)視其具體作用來(lái)確定，它們?cè)谙到y(tǒng)中不能作功，只對(duì)執(zhí)行元件起到控制作用。
1.壓力控制閥
壓力控制閥是用來(lái)控制和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中液流壓力高低的閥門。典型的有溢流閥、減壓閥和順序閥等。
1)溢流閥
溢流閥有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種，直動(dòng)式溢流閥是靠系統(tǒng)油壓的直接作用，控制閥芯的啟閉動(dòng)作。先導(dǎo)式溢流閥則由先導(dǎo)閥和主閥構(gòu)成(圖1-1-7),其先導(dǎo)閥實(shí)際也是一個(gè)直動(dòng)式溢流閥，先導(dǎo)式溢流閥可控制較高壓力或較大的流量，經(jīng)其調(diào)節(jié)后的壓力較為穩(wěn)定且波動(dòng)小。
2)減壓閥
減壓閥是使出口壓力通過(guò)其調(diào)節(jié)低于進(jìn)口壓力的一種壓力控制閥。其作用是用來(lái)減低液壓系統(tǒng)中某一回路的油液壓力，從而可用一個(gè)油源即能同時(shí)提供兩個(gè)不同壓力的輸出。減壓閥也可用于回路壓力的穩(wěn)定控制。圖1-1-8為先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)圖。
3)順序閥
順序閥用來(lái)控制液壓系統(tǒng)中各執(zhí)行元件動(dòng)作的先后順序(圖1-1-9),依控制壓力的不同，順序閥可分為內(nèi)控式和外控式兩種。順序閥也有直動(dòng)式和先導(dǎo)式兩種，前者一般用于低壓系統(tǒng)，后者用于中高壓系統(tǒng)。
4)壓力控制閥的職能符號(hào)液壓系統(tǒng)中的壓力控制閥類型較多，各類常見(jiàn)壓力控制閥的職能符號(hào)見(jiàn)表1-1-3。
1)單向閥
單向閥使油只能在一個(gè)方向上流動(dòng)，若反方向流動(dòng)將被阻止(圖1-1-12)。為減少液流的壓力損失，單向閥的彈簧剛度一般設(shè)置得很小。
2)換向閥
換向閥的作用是利用閥芯與閥體間相對(duì)位置的移動(dòng)或變化，來(lái)控制油路的接通、關(guān)斷，從而改變油液的流動(dòng)方向(圖1-1-13),實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行元件及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)、停止或變換運(yùn)動(dòng)方向。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)換向閥性能的主要要求是：油液流經(jīng)換向閥時(shí)的壓力損失要小、互不相通的各油口間的泄漏要小、換向要平穩(wěn)、迅速且可靠。
3)方向控制閥的類型與職能符號(hào)。
四、輔助元件
液壓系統(tǒng)的輔助元件是指油箱、濾油器、蓄能器、空氣濾清器、冷卻器、油管和管接頭及密封件等。這些元件用于工作液體的貯存、輸送、凈化、密封和散熱等。它對(duì)液壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、工作穩(wěn)定性、工作壽命、可靠性、噪聲和溫升等都有直接的影響。常用輔助元件的職能符號(hào)見(jiàn)表1-1-6所示。
五、液壓基本回路
任何液壓機(jī)械，不論其結(jié)構(gòu)怎樣復(fù)雜，總是由一些基本液壓回路組成的。所謂基本液壓回路，就是指那些為了實(shí)現(xiàn)某種特定功能而把一些液壓元件和管道按一定方式組合起來(lái)的通路結(jié)構(gòu)。因此，熟悉和掌握基本回路有助于更好地分析、設(shè)計(jì)和使用各種系統(tǒng)。
1.壓力控制回路
壓力控制回路包括調(diào)壓、減壓、增壓、卸荷和平衡等多種回路，利用壓力控制閥來(lái)控制油液壓力，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)(液壓缸、液壓馬達(dá)等)對(duì)力和力矩的要求。常用的回路有：
調(diào)壓回路的作用是控制液壓系統(tǒng)(油泵)的壓力，使系統(tǒng)壓力不超過(guò)某一限度。一般采用與工作機(jī)構(gòu)油路并聯(lián)的溢流閥來(lái)調(diào)節(jié)或限定壓力如圖1-1-14所示。當(dāng)系統(tǒng)液壓達(dá)到一定壓力后，溢流閥將被打開，多余的油液泄回油箱，保持該系統(tǒng)壓力的恒定。
平衡回路也稱背壓回路。所謂背壓，即指回油壓力。液壓起重機(jī)的絞車、臂桿變幅和臂桿伸縮液壓系統(tǒng)都采用背壓回路，目的是保證下放載荷時(shí)的平穩(wěn)性。平衡回路一般在回油管路中用單向順序閥或平衡閥造成一定背壓，使液壓馬達(dá)的排油量減少，載荷降落速度減慢，一直到和油泵供給油馬達(dá)的油量相適應(yīng)為止，以保證載荷的均速下降，如圖1-1-15所示，用于防止立式油缸活塞因自重作用而突然下落造成事故，以及載荷減小時(shí)活塞產(chǎn)生的突然前進(jìn)狀態(tài)。
2.調(diào)速回踏
為了保證液壓工作機(jī)構(gòu)對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的要求，就要調(diào)節(jié)或控制進(jìn)入油缸或液壓馬達(dá)的流量，或改變活塞的有效工作面積和液壓馬達(dá)的排量。調(diào)速回路就是用以調(diào)節(jié)工作部件的運(yùn)動(dòng)速度的。調(diào)速回路常用的方法有容積調(diào)速、分級(jí)調(diào)速和節(jié)流調(diào)速三種
3.方向控制回路
方向控制回路是用來(lái)控制液壓系統(tǒng)各油路中液流的接通、切斷或變向，從而使各執(zhí)行元件按需要相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止或換向等一系列動(dòng)作。這類回路有換向回路、鎖緊回路等。
換向回路是通過(guò)換向閥來(lái)控制液壓系統(tǒng)的油流方向，并改變執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)方向或動(dòng)作順序的如圖1-1-17所示。對(duì)換向回路的要求是：換向平穩(wěn)、無(wú)撞擊、工作靈敏可靠，壓力損失和內(nèi)漏少。
鎖緊回路的功用是在液壓元件不工作時(shí)切斷其進(jìn)、出油液通道，確切地使它保持在既定位置上。
