液压基础及元件(杨化东)

QL
ApsX
p
Ctp PL
Vt
4e
sPL
ApPL mts2X p BpsX p KX p FL
根据阀控液压缸的拉氏变换方程式绘出系统方框图。
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由方框图求得液压缸输出位
移传递函数： X p
mtVt
4e Ap2
s3
Kq Ap
Xv
Kce Ap2
1
Vt
4 e K ce
s FL
思考题
• 10、阀控液压马达和泵控液压马达的特性有何不同，为什 么?
• 11、为什么把称为速度放大系数?速度放大系数的量纲是 什么?
• 12、何谓负载匹配?满足什么条件才算最佳匹配? • 13、如何根据最佳负载匹配确定动力元件参数? • 14、泵控液压马达系统有没有负载匹配问题?满足什么条
件才是泵控液压马达的最佳匹配? • 15、在长行程时，为什么不宜采用液压缸而采用液压马达？
2
2
x
x0
Ft (K
Bx
m2 )
x0
1
负载特性曲线：
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二、负载匹配
负载匹配定义：
根据负载轨迹来进行负载匹配时，只要使动力元件的输出持性曲 线能够包围负载轨迹，同时使输出特性曲线与负载轨迹之间的区域 尽量小，便认为液压动力元件与负载相匹配。
输出特性曲线：
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第二项：
是惯性力引起的泄漏流量所产生的
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mt Kce Ap2
s2活X p塞速度；
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第三项： BpVt
4e Ap2
s2
X
是粘性力变化引起的压缩流量产生

控制元件-分流阀
分流阀又称为同步阀，它 是分流阀、集流阀和分流 集流阀在总称。
分流阀在作用是使液压 系统中由同一个油源向两 个以上执行元件供应相同 的流量，或按一定比例向 两个执行元件供应流量， 以实现两个执行元件的速 保持同步或定比关系。图 中为压辊开合分流阀

控制元件-比例阀
比例阀是阀内比例电 磁铁输入电压、电流 信号产生相应动作， 使工作阀阀芯产生位 移，阀口尺寸发生改 变以此完成与输入电 压和电流成比例压力、 流量输出元件。
西门子ET-200Splc
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动力元件-泵
执行元件-液压缸
液压缸是将液压能转变 为机械能的、做直线往 复运动（或摆动运动） 的液压执行元件。它结 构简单、工作可靠。用 它来实现往复运动时， 可免去减速装置，并且 没有传动间隙，运动平 稳，因此在各种机械的 液压系统中得到广泛的 应用
控制元件-电磁换向阀
工作原理： 利用电磁
铁的通电吸合 断电释放而直 接推动阀芯来 控制液流方向 的。本公司一 般使用直流 24V电磁阀。
将油压转换成 4~20mA电流 信号，用以测 量系统中的压 力。
辅助元件-压力变送器
辅助元件-过滤阻塞指示器
过滤阻塞指示器用来测量过滤器是否阻塞， 每个过滤器都会有一个
液压系统现 场总共有7 个油管，其 中最粗的一 根是回油管， 其他6个出 油管，分别 去往主臂上、 下，提升臂 上、下，真 空压榨辊操 作侧和传动 侧。
执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能， 驱动负载作直线往复运动或回转运动。
控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方 向。
辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温 计等。

K ps
Kq K ce
ωr——惯性环节的转折频率
r
K ce k
Ap
2
1
k kh
K ce
Ap 2
1 k
1 kh
稳态时阀输入位移所引起的液压缸活塞的输出位移
外负载力作用所引起的活塞输出位移的减小量
k 1 时 kh
xp
Kq Ap
xv
K ce Ap 2
4
Vt
eK
ce
s 1FL
s
K ce k Ap 2
s2
总流量 = 推动活塞运动所需流量 + 经过活塞密封的内泄漏流量 + 经过活塞杆密封处的外泄漏流量 + 油液压缩和腔体变形所需的流量
4
流入液压缸进油腔的流量：
Q1
Ap
dx p dt
V1
e
dp1 dt
Ci ( p1
p2 ) Ce p1
从液压缸回油腔流出的流量：
Ap
Q2
Ap
dx p dt
V2
e
dp2 dt
V1 Ap
比例，其作用相当于一个线性液压弹簧，
V
总液压弹簧刚度为：
V2
F
kh
e
Ap
2
1 V1
1 V2
压力P
V左
总液压弹簧刚度是液压缸两腔液压弹簧刚度的并联。
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当活塞处在中间位置时，液压弹簧刚度最小，当在两端时，V1 或V2为零，液压弹簧刚度最大。 液压弹簧与负载质量相互作用所构成系统的固有频率，中间位
QL Kq xv Kc pL
QL
Apsx p
( Vt
4e
s Ct ) pL
Ap pL (M t s2 Bps k )x p FL

实验课程名称:实验项目名称：液压元件结构分析实验一部分:实验预习报告一、实验目的、意义液压元件是液压系统的重要组成部分，通过对典型的常用液压元件的拆装，了解液压元件的结构、工作原理、性能、用途，可加深对液压元件的结构及工作原理的了解。

并能对液压泵的加工及装配工艺有一个初步的认识。

二、实验基本原理与方法液压元件种类繁多，本次实验涉及以下等几个方面：1、液压泵：液压泵是一种能量转换装置，它把原动机的机械能转换成油液的压力能。

它是液压系统中的能源，液压系统中使用的液压泵都是容积式的。

容积式液压泵是通过一定数目的密封工作腔在液压泵运转过程中不断由小变大，再由大变小进行吸油和排油。

在常规的液压系统中使用的液压泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等。

(1)齿轮泵：它的主要组成部分一般是一对相互啮合的齿轮，壳体，两端盖，端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多密封工作腔，齿轮的旋转引起吸油腔啮合着的轮齿脱开和排油腔轮齿进入啮合完成吸油和排油。

齿轮泵常常用在低压系统中，齿轮泵存在困油现象。

(2)叶片泵：叶片泵有单作用式(变量泵)和双作用式(定量泵)。

其主要组成部分是携带叶片的转子、定子、配油盘和端盖。

定子转子每两个叶片和两侧配油盘之间形成了一个个密封工作腔，通过转子偏心安装或定子内表面特殊设计，在转子旋转过程中引起密封工作腔的容积不断变化以完成吸油和排油。

2、液压阀：液压阀是用来控制或调节液压系统中油液流动方向，油液压力和油液流量。

从而控制整个液压系统的工作性能，以满足机器工作性能的要求。

液压阀的性能是否可靠，是关系到整个液压系统能否正常工作的问题。

任何一种液压阀的主要结构都是由阀芯、阀体和驱动阀芯动作的元部件(如弹簧、电磁铁)组成。

(1)方向阀：方向阀控制油流的沟通，切断或改变油流的方向，以控制执行机构的运动方向等。

方向阀是利用阀芯和阀体之间的相对位置变化来实现油路的接通或断开，以满足对油路提出的各种要求。

其主要品种有单向阀，电磁换向阀，转阀等等。