系统建模与动力学分析-液压系统-1.ppt

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1、液压系统在工业中广泛采用流体(液体或气体)作为传递信号和功率的最通用的介质。液体和气体基本上可由它们的相对不可压缩性,及液体可以有自由表面,而气体能充满其整个容器的性质来加以区分。液压:是指采用液体的流体系统。压力单位:压力定义为单位面积上的力。在SI单位制中压力的单位是N/m2,帕斯卡(Pa)1Pa=1N/m2,103Pa=1kPa106Pa=1MPa表压力和绝对压力:标准气压计在海平面、00C时读数是760mmHg。表压力是指相对于大气压力面测量到的压力。它是压力中在大气压力以上的部分用表来指示的压力。

2、绝对压力是表压力与气压计压力之和。工程测量中压力所表示的是表压力,而在理论计算中必须用绝对压力。液压系统:由于液压回路具有工作可靠、准确、柔性、高的功率-重量比、停止和启动快及换向平稳而精确、以及操作简单等因素,使液压回路普遍地应用于机床上、航空控制系统及类似的工作中。液压系统中的工作压力一般在10MPa---35MPa之间,特殊的应用中,工作压力可能上升到70MPa。例1:数控机床液压站(左图)。例2:应用于航空系统的液压调节器(右图)。它具有超高压、大流量的特性,可适用于多种恶劣环境。例3:液压闸门液压

3、回路:是能够产生许多不同的运动和力的组合。它包含四个基本部分,即一个储油的油箱;给液压系统输油的一个或几个泵;控制流体压力和流量的阀;把液压能转换成机械能而作功的一个或几个液压马达。液压动力单元:一个液压动力单元包含有一个油箱、过滤器、一个电动机驱动一个或一组泵,及一个控制最高压力的阀。油箱的作用是作为一液压流体源,为了保持油液清洁,油箱制成完全封闭的。过滤器、滤油器及磁铁芯是用来从液压流体中去掉外面来的颗粒。液压泵:转换机械能为液压能。可分为容积式泵和非容积式泵。容积式泵由于有可靠的内部密封阻止泄漏,因此

4、它的输出流量不受系统中压力变化而影响。非容积式泵:由于缺少一可靠的内部密封阻止泄漏,非容积式泵的输出流量随压力而变。在动力液压系统中,所有的泵几乎都是容积式的。容积式泵的四种基本类型:轴向柱塞泵。1.工作原理:密封工作腔(缸体孔、柱塞底部)由于斜盘倾斜放置,使得柱塞随缸体转动时沿轴线作往复运动,底部密封容积变化,实现吸油、排油。吸油过程:柱塞伸出→V↑→p↓→吸油;排油过程:柱塞缩回→v↓→p↑→排油。*缸体转动*斜盘、配油盘不动缸体、柱塞、配油盘、斜盘*柱塞伸出低压油机械装置2.典型结构3.流量计算排量:

5、一个密封空间:式中:d-柱塞直径D-柱塞分布圆直径δ-斜盘倾角z-柱塞数4.特点及应用容积效率高,压力高。(柱塞和缸体均为圆柱表面,易加工,精度高,内泄小)结构紧凑、径向尺寸小,转动惯量小;易于实现变量;构造复杂,成本高;对油液污染敏感。用于高压、高转速的场合。5.典型结构SCY14-1型轴向柱塞泵(p=32MPa)斜盘配油盘变量机构压盘缸体滑靴配油盘传动轴SCY14-1型轴向柱塞泵结构特点滑靴:降低接触应力,减小磨损。柱塞的伸出:由弹簧压紧压盘,有自吸能力。变量机构:手动变量机构。6.轴向柱塞泵的常见故障

6、及排除方法故障现象产生原因排除方法噪声大或压力波动大1.变量柱塞因油脏或污物卡住运动不灵活2.变量机构偏角太小,流量过小,内泄漏增大3.柱塞头部与滑履配合松动1.清洗或拆下配研、更换2.加大变量机构偏角,消除内泄漏3.可适当铆紧容积效率低或压力提升不高1.泵轴中心弹簧折断,使柱塞回程不够或不能回程,缸体与配流盘间密封不良2.配油盘与缸体间接合面不平或有污物卡住以及拉毛3.柱塞与缸体孔间磨损或拉伤4.变量机构失灵5.系统泄漏及其他元件故障1.更换中心弹簧2.清洗或研磨、抛光配油盘与缸体结合面3.研磨或更换有关

7、零件,保证其配合间隙4.检查变量机构,纠正其调整误差5.逐个检查,逐一排除径向柱塞泵1.结构特点:定子不动缸体(转子)转动偏心距e配油轴(不动)衬套(与缸体紧配合)2.工作原理调节e的大小——变量泵改变e的方向——双向泵密封工作腔柱塞伸出:离心力3.流量计算叶片泵工作原理:在径向槽中有可移动的叶片的一个圆柱转子在一圆形壳体内旋转。定子和转子间有偏心距。由于转子旋转,离心力迫使叶片向外,导致叶片总是与壳体的内表面接触。叶片把转子与壳体之间的面积分为两个工作腔。1—转子2—定子3—叶片当转子按图示的方向回转时,

8、在图的右部,叶片逐渐伸出,叶片间的工作空间逐渐增大,从吸油口吸油,这是吸油腔。在图的左部,叶片被定子内壁逐渐压进槽内,工作空间逐渐缩小,将油液从压油口压出,这是压油腔。在吸油腔和压油腔之间,有一段封油区,把吸油腔和压油腔隔开。排量和流量计算R为定子的内径(m);e为转子与定子之间的偏心矩(m);B为定子的宽度(m);β为相邻两个叶片间的夹角,β=2π/z;z为叶片的个数。因此,单作用叶片泵的排量为:齿轮泵工作原理

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