「液壓基礎」液壓系統的組成、功能及有優(yōu)缺點(diǎn)介紹

一、工程機械液壓系統各組成部分及功能

1原動(dòng)機（電動(dòng)機、發(fā)動(dòng)機）：向液壓系統提供機械能

2液壓泵（齒輪泵、葉片泵、柱塞泵）：把原動(dòng)機所提供的機械能轉變成油液的壓力能，輸出高壓油液

3執行器（液壓缸、液壓馬達、擺動(dòng)馬達）：把油液的壓力能轉變成機械能去驅動(dòng)負載作功，實(shí)現往復直線(xiàn)運動(dòng)、連續轉動(dòng)或擺動(dòng)

4控制閥（壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥）：控制從液壓泵到執行器的油液的壓力、流量和流動(dòng)方向，從而控制執行器的力、速度和方向

5油箱：盛放液壓油，向液壓泵供應液壓油，回收來(lái)自執行器的完成了能量傳遞任務(wù)之后的低壓油液

6管路：輸送油液

7過(guò)濾器：濾除油液中的雜質(zhì)，保持系統正常工作所需的油液清潔度

8密封：在固定連接或運動(dòng)連接處防止油液泄漏，以保證工作壓力的建立

9蓄能器：儲存高壓油液，并在需要時(shí)釋放之

10熱交換器（散熱器）：控制油液溫度

11液壓油：是傳遞能量的工作介質(zhì)，也起潤滑和冷卻作用一個(gè)系統中不一定包含以上所有的組成部分,但是液壓泵、執行器、控制閥、液壓油是必須有的。

二、液壓系統的分類(lèi)

1、開(kāi)式系統和閉式系統：

按照液壓回路的基本構成可以把液壓系統劃分為開(kāi)式系統和閉式系統。

開(kāi)式系統：

泵所輸出的壓力油在完成做功任務(wù)后從執行駛器返回油箱。應用普遍，但油箱要足夠的大。有油缸的系統肯定是開(kāi)式系統

閉式系統：

泵輸出的壓力油從執行器再返回泵，從而形成閉式回路。多用于車(chē)輛的行走驅動(dòng)，用升壓泵補油，并且用沖洗閥局部換油。

與開(kāi)式回路相比，閉式回路效率高（特別是制動(dòng)時(shí)有功率回收的效果），發(fā)熱量少，執行器的前進(jìn)、后退平穩；但是泵必須是雙流向變量泵。

2、傳動(dòng)系統和控制系統：

按照液壓系統的主要功用可分為傳動(dòng)系統和控制系統。傳動(dòng)系統以傳遞動(dòng)力為主；比如挖機的大臂油缸動(dòng)作系統，而控制系統以傳遞信息為主，比如挖掘機先導控制系統

3、閥控制系統和泵控制系統：

按實(shí)現速度控制的方式可分為閥控制系統和泵控制系統。閥控制是通過(guò)改變節流口的開(kāi)度來(lái)控制流量，從而控制速度。按節流口與執行器的相對位置可分為進(jìn)口節流、出口節流和旁通節流。比如壓路機、裝載機的轉向系統。

泵控系統是通過(guò)改變泵的排量來(lái)控制流量，從而控制速度，效率較高。

三、液壓系統的技術(shù)特點(diǎn)

液壓系統作為一種傳動(dòng)技術(shù)，有其突出的優(yōu)點(diǎn)：

1、能產(chǎn)生很大的力，而且控制容易。

可以用泵很容易地得到很高的壓力（20~30MPa)的液壓油，把此壓力油送入液壓缸后即可產(chǎn)生很大的力。例如令缸徑為30CM、壓力為20MPa,由缸產(chǎn)生的力可達1413KN。液壓技術(shù)之所以廣泛地應用于壓力機、壓鑄機、注塑機上，就是因為可以簡(jiǎn)單地得到這樣大的力。

2、能在很寬范圍內無(wú)級調速。

用控制閥對供給液壓馬達或液壓缸的流量進(jìn)行無(wú)級調整，即可隨意控制其旋轉或直線(xiàn)運動(dòng)的速度。

3、很容易防止過(guò)載，安全性大。

機械設備如果承受許用界限以上的負載時(shí)是很危險的。液壓系統中通過(guò)使用安全閥（溢流閥）可以很容易的防止過(guò)載，即使在工程機械等可能發(fā)生預想不到的負載變動(dòng)的場(chǎng)合，也可以確保安全。

4、尺寸小出力大，安裝位置可自由選擇。

無(wú)論把控制閥、執行器裝在什么位置，只要把管子或軟管接過(guò)去就可以了，所以設計上的自由度很大。這一點(diǎn)在必須減輕重量、提高功率密度、充分利用空間的工業(yè)車(chē)輛、機床上等發(fā)揮了作用。

5、輸出力的調整簡(jiǎn)單準確，可遠程控制。

如果用壓力控制閥來(lái)控制壓力，則很容易控制執行器的輸出力。如果使用比例電磁閥，還可用電信號來(lái)控制壓力，從而實(shí)現遠程控制然而，液壓技術(shù)也有其自身存在的缺點(diǎn)，我們必須有所了解，在今后的運用中多加防范。

液壓系統限制因素：

1、配管技術(shù)：

配管技術(shù)決定了系統的工作壓力和元件布置方式必須遵循一定的規律，而管路元件的損壞則將導致系統功能的損失并帶來(lái)其他危險

2、污染物、灰塵的侵入;系統污染將導致系統工作不穩定，元件壽命急劇下降等問(wèn)題。

3、故障診斷難。

4、液壓油的溫度變化。

油溫變化帶來(lái)的油液黏度的變化將降低系統的效率，同時(shí)加劇系統元件的老化

5、漏油

總之，在機械及裝置的傳動(dòng)中，要綜合的運用液壓、氣動(dòng)、電氣，使其能更充分的發(fā)揮應有的作用。

四、液壓系統的元件組成

1、油箱：

每個(gè)液壓設備都應該有它自己的油箱。油箱要實(shí)現盛放油液、散發(fā)熱量、逸出空氣、沉淀雜質(zhì)、分離水分、安裝元件等各種功能。

2、過(guò)濾器：

過(guò)濾器的功能是從油液中清除固體污染物。液壓系統中的所有故障的80%左右是由污染的油液引起的。保持油液清潔是液壓系統可靠工作的關(guān)鍵，而過(guò)濾器則是保持油液清潔的主要手段。

過(guò)濾器的種類(lèi)：

過(guò)濾器可以裝在液壓系統的不同部位去完成不同的任務(wù)，這也決定了過(guò)濾器的不同種類(lèi)：

A、吸油過(guò)濾器，保護液壓泵

B、高壓過(guò)濾器，保護泵下游元件不受污染

C、回油過(guò)濾器，降低油液污染度

D、離線(xiàn)過(guò)濾器，連續過(guò)濾保持清潔度

E、泄油過(guò)濾器，防止生成污染物進(jìn)入油箱

F、安全過(guò)濾器，保護污染低抗力低的元件

G、通氣過(guò)濾器，保護污染物隨空氣侵入

H、注油過(guò)濾器，防止注油時(shí)侵入污染物

3、液壓泵：

液壓泵的分類(lèi)：

A、定量泵：

齒輪泵、螺桿泵、定量葉片泵、定量徑向柱塞泵、定量軸向柱塞泵。

B、變量泵：

變量葉片泵、變量徑向柱塞泵、變量軸向柱塞泵。

C、齒輪泵：

齒輪泵，是一種依靠密封在一個(gè)殼體中的兩個(gè)或兩個(gè)以上齒輪，在相互嚙合過(guò)程中所產(chǎn)生的工作空間容積變化來(lái)輸送液體的泵。

液壓泵最基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內相互嚙合旋轉，這個(gè)殼體的內部類(lèi)似“8”字形，兩個(gè)齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側與殼體緊密配合。液壓油從吸入口進(jìn)入兩個(gè)齒輪中間，并充滿(mǎn)這一空間，隨著(zhù)齒的旋轉沿殼體運動(dòng)，最后在兩齒嚙合時(shí)排出。

因為液體是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時(shí)間占據同一空間，這樣，液體就被排除了。由于齒的不斷嚙合，這一現象就連續在發(fā)生，因而也就在泵的出口提供了一個(gè)連續排除量，泵每轉一轉，排出的量是一樣的。隨著(zhù)驅動(dòng)軸的不間斷地旋轉，泵也就不間斷地排出流體。

4、液壓馬達：

液壓馬達的分類(lèi)：

1、高速液壓馬達：

a.定量液壓馬達（齒輪馬達、螺桿馬達、定量葉片馬達、定量徑向柱塞馬達、定量軸向柱塞馬達）

b.變量液壓馬達（變量葉片馬達、變量徑向柱塞馬達、變量軸向柱塞馬達）

2、低速液壓馬達：

a.單作用液壓馬達（徑向柱塞式液壓馬達、軸向柱塞式液壓馬達）

b.多作用液壓馬達（徑向柱塞式液壓馬達、葉片馬達、擺線(xiàn)馬達、軸向柱塞式液壓馬達）

5、液壓缸：

液壓缸的作用：液壓缸即油缸，是將液壓能轉換為機械能的執行元件。

液壓缸的輸入量是流體的流量和壓力，輸出的是直線(xiàn)運動(dòng)速度和力。液壓缸的活塞能完成直線(xiàn)往復運動(dòng)，輸出的直線(xiàn)位移是有限的。液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置與排氣裝置組成。緩沖裝置與排氣裝置視具體應用場(chǎng)合而定，其他裝置則必不可少。

液壓缸的用途廣泛，它是傳承負載的主要執行器，而且能利用很小的空間得到很大的力，它在各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛的運用。

液壓缸可分為三種類(lèi)型：

①、螺紋式

②、卡鍵式

③、法蘭式

6、壓力控制閥：

壓力控制閥按其用途可分為：溢流閥、安全閥、電磁溢流閥、卸荷溢流閥、順序閥、卸荷閥、平衡閥、背壓閥、減壓閥、緩沖閥、手動(dòng)遙控閥、壓力繼電器、壓力表保護閥等。

溢流閥的工作原理：溢流閥主要有直動(dòng)式溢流閥和先導式溢流閥，這里著(zhù)重介紹直動(dòng)式溢流閥的工作原理，因為它是各種溢流閥的基礎。

直動(dòng)式溢流閥中，作用在動(dòng)閥心上的作用力直接與彈簧力相平衡，當液壓力超過(guò)彈簧預調力時(shí)，閥心開(kāi)啟，壓力油溢出，使入口壓力維持穩定，壓力降低時(shí)，彈簧力使閥關(guān)閉。直動(dòng)溢流閥結構簡(jiǎn)單，靈敏度高，但靜態(tài)調壓偏差（調定壓力與開(kāi)啟壓力之差）較大，動(dòng)態(tài)特性與結構形式有關(guān)，如錐、球閥反應較快，動(dòng)作靈敏，但穩定性差，噪聲大，常作安全閥及壓力閥的先導閥。滑閥式溢流閥動(dòng)作反應慢，壓力超調大，但穩定性好。

溢流閥的功能及應用：溢流閥的主要作用是保持油路系統的壓力恒定，防止系統過(guò)載，保護泵和油路系統的安全。

對溢流閥的主要性能要求是：調壓范圍大、調壓偏差小，壓力振擺小，動(dòng)作靈敏，過(guò)流能力大、壓力損失小，噪聲特性好。

7、流量控制閥：

流量控制閥，是一種在一定壓力差下，通過(guò)控制節流口流量從而調節執行元件（液壓缸或液壓馬達）運動(dòng)速度的閥類(lèi)。

流量控制閥主要包括節流閥、調速閥、溢流節流閥和分流集流閥等，此閥一般水平安裝。

節流閥：

節流閥是通過(guò)改變節流截面或節流長(cháng)度以控制流體流量的閥門(mén)。將節流閥和單向閥并聯(lián)則可組合成單向節流閥。節流閥和單向節流閥是簡(jiǎn)易的流量控制閥，在工程機械的液壓系統中，節流閥和溢流閥配合，可組成三種節流調速系統，即進(jìn)油路節流調速系統、回油路節流調速系統和旁路節流調速系統。節流閥沒(méi)有流量負反饋功能，不能補償由負載變化所造成的速度不穩定，一般僅用于負載變化不大或對速度穩定性要求不高的場(chǎng)合。

8、方向控制閥：

方向控制閥主要用來(lái)通斷油路或改變油流的方向，以實(shí)現執行元件的啟動(dòng)、停止，進(jìn)行壓力和速度變換。方向閥按其用途來(lái)分類(lèi)，可分為單向閥和換向閥。

①、單向閥：只允許油液沿著(zhù)一個(gè)方向流動(dòng)，不能反向流動(dòng)。

②、換向閥：換向閥是一種可以改變液壓系統內液壓油流向的控制閥。它通過(guò)借助于閥芯與閥體之間想位置的變換，達到改變油液流向的目的。