铁路大型养路机械司机培训课题机械车液压、气动系统

资源说明：

《（可编辑）理论机械车辆液压气动系统.docx》由会员共享，可在线阅读。更多相关“（可编辑）理论机械车辆液压气动系统.docx（34页珍藏版）”请在线搜索新库。

1、讲师：培训班名称：大型铁路养护机械驾驶员转岗后培训工作原理。要求：本教案让学生熟悉机械车辆液压元件的功能；了解气动系统的组成和基本工作原理。教学重点和教学难点：液压系统、液压泵的工作原理、液压马达的工作原理、气缸的特性、气动控制装置、气动回路的组成。难点：液压系统、液压泵的工作原理、液压马达的工作原理、气缸的特点、气动控制装置、气动回路的组成。讲授式理论课 课时分配讲授360分钟，其他共360分钟的教学方法和手段（教具）1、方法：教学法、示范法。 2、手段：多媒体课件教学过程（教学步骤和内容）[一、组织方式

2、教学]：引导学生进入学习状态。 [二、新课程介绍]：通过常见的液压元件介绍主题。 [三、教一门新课] 液压系统 液压系统是捣固车中非常重要的一部分。与其他传动形式相比，液压传动具有结构简单、布局紧凑、输出能量大、体积小、响应灵敏、无级调速、易于自动控制和过载保护、传动平稳、安全可靠、重量轻、寿命长等优点。生活。长、更换方便等。液压系统由各种不同功能的液压元件组成。液压元件可分为动力元件、控制元件、辅助元件和液压油五个部分。动力元件：将机械能转化为液压能输出的元件，统称为液压泵。控制元件：控制元件包括控制压力元件，如减压阀、溢流阀；流量控制元件，如节流阀、伺服阀；方向控制元件，如电磁阀等。控制元件可以控制液压

3、系统所需的力、速度和运动方向，使液压系统协调、稳定、可靠地工作，形成液压系统的控制环节。执行器：执行器将液压能转化为机械能，带动机械机构运动，是液压系统输出力的纽带，如液压缸、液压马达等。辅助元件：辅助元件是指各种管路及管件、油箱、蓄能器、过滤器等。辅助元件是液压系统工作油的储存、过滤和通讯的辅助元件。液压油：液压油是液压系统传递能量的工作介质。液压油还可以带走系统中产生的热量，并通过散热器将其传递到大气中。 08-32型捣固车的整个液压系统由以下液压回路组成： 1.油泵和振动油马达回路 2.捣固器升降和捣固镐夹紧液压回路。 3 捣打装置横向运动和夯机升降的液压回路。 4 起升装置及工作油马达液压

4、循环。 1.液压泵的工作原理液压泵都是靠密封容积变化的原理工作的，所以一般称为容积式液压泵。图6-2是单活塞液压泵的工作原理图。中间柱塞2安装在筒体3内形成密封容积a，在弹簧4的作用下，柱塞始终压在偏心轮1上。原动机带动偏心轮1转动，使偏心轮1转动。柱塞2往复运动，使a的密封容积的大小周期性交替变化。当a由小变大时，形成局部真空，使油箱内的油在大气压的作用下，通过吸油管的上开式止回阀6进入油箱a，实现吸油；相反，当大变小时，a腔内的油就会充满。油通过打开止回阀5进入系统，实现油压。这样，液压泵将原动机输入的机械能转化为液体的压力能。原动机带动偏心轮连续转动，液压泵不断吸油、压油。 6-2 液压泵工作原理1-偏心

5、轮子； 2个柱塞； 3个气缸； 4个弹簧；泵的基本特点。 1.有多个封印，可以定期更换空间。液压泵的输出流量与这个空间的体积变化和单位时间内的变化次数成正比，与其他因素无关。这是容积式液压泵的一个重要特点。 2.罐内液体的绝对压力必须恒定或大于大气压。这是容积式液压泵能够吸油的外部条件。因此，为保证液压泵的正常吸油，油箱必须与大气相通，或者必须使用密闭的加压油箱。 3.有相应的配油机构，将吸油室和排液室隔开，保证液压泵有规律、连续的吸、排液。液压泵的结构原理不同，其配油机构也不同。图 62 中的单向阀 5、6 是配油机构。容积式液压泵油

6、吸油时的腔称为油压腔。吸油室的压力由吸油高度和吸油管路的阻力决定。吸油高度过高或吸油管路阻力过大，都会导致吸油室真空度过高，影响液压泵的自吸能力。油压室的压力取决于由于外部负载和排油管路的压力损失，理论上排油压力与液压泵的流量无关。容积式液压泵的理论流量取决于液压泵的相关几何尺寸和转速，与排油压力无关。但排油压力会影响泵的内漏和油的压缩，从而影响泵的实际输出流量，所以液压泵的实际输出流量会随着排油压力的增加而减小液压泵按单位时间可输出油量是否可调，分为定量泵和变量泵两大类；按结构可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。 3.液压泵主要性能参数（1)压力工作压力。实际液压泵

7、工作时的输出压力称为工作压力。工作压力的大小取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，与液压泵的流量无关。预设压力。在正常工作条件下，液压泵按照试验标准连续工作的最高压力称为液压泵的额定压力。最大允许压力。在超过额定压力的情况下，根据试验标准，允许液压泵短时间工作的最大压力值称为液压泵的最大允许压力。 （2）排量与流量排量Vo液压泵每转一圈，由其密封容积的几何尺寸变化计算出的排出液体的体积称为液压泵的排量。排量可调的液压泵称为液压泵的排量。变量泵；恒定排量的液压泵称为定量泵。理论流量q 理论流量是指不考虑液压泄漏流量的情况下，单位时间内排出的液体体积的平均值显然，如果液压泵的排量为V，

8、主轴转速为n，则液压泵的理论流量q=Vn实际流量q。在特定工况下，液压泵单位时间内排出的液体体积称为实际流量。实际流量等于理论流量qi减去泄漏流量q单向阀图标，即q=qi-q额定流量qn。在正常工作条件下，液压泵必须保证流量符合测试标准（如在额定压力和额定转速下）。 (3)功率与效率液压泵的功率损失有体积损失和机械损失两部分。乘积损失。体积损失是指液压泵流量的损失，液压泵的实际输出流量为总是小于它的理论流量，主要原因是由于液压泵内部高压腔泄漏，油的压缩，吸油阻力过大，油的粘度和液压泵在吸油过程中转速高，油液不能完全充满密封的工作腔。泵的容积损失用容积效率表示。容积效率

9、等于液压泵的实际输出流量q与其理论流量qi之比，即=qqi=qi-qqi=1-qqi 因此，实际输出流量q为液压泵为q=qi=Vn 式中液压泵排量F（m3/r）； n 液压泵转速（r/s）。液压泵的容积效率随着液压泵工作压力的增加而降低，并随液压泵的结构类型而变化，但始终小于1.机械损失。机械损失是指液压泵的扭矩损失。液压泵的实际输入扭矩T0总是大于理论所需扭矩T，这主要是由于液压泵中相对运动部件之间的机械摩擦和液体的粘度造成的摩擦扭矩损失。摩擦损失。液压泵的机械损失用机械效率来表示。机械效率等于液压泵的理论扭矩Ti与实际输入扭矩T0的比值。若转矩损失为T，则液压泵的机械效率为

10、率是m=TiTo=11+TTi(4)液压泵的输入功率是输入功率pi。液压泵的输入功率是指机械功率作用在液压泵的主轴上，当输入扭矩为T0，角速度为w时，有Pi=T0w 输出功率P0 液压泵的输出功率是指吸入与压力之间的实际压差p油口与工作过程中液压泵的输出流量q的乘积，即公式中p液压泵的吸入口和压力口的压差P=pq (N/m2） q 液压泵实际输出流量(m3/s) P液压泵输出功率(Nm/s或W)而液压泵的压力油常被液压泵的出口压力p代替。（5）总ef液压泵的效率 液压泵的总效率 效率是指液压泵的实际输出功率与其输入功率之比，即=Ppi=pqT0w=pqi vTiw m= v m 式中，

11、pqi/w 为理论输入扭矩Ti。从公式可以看出，液压泵的总效率等于其容积效率和机械效率的乘积，所以液压泵的输入功率也可以写成Pi=pq 4.液压泵分类 液压泵分类是根据常用的液压系统泵的结构分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵三种。齿轮泵：体积小，结构简单，对油的清洁度要求不高，价格便宜；但泵轴受力不平衡，磨损严重，泄漏量大。叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。这种泵流量均匀，运行平稳，噪音低，工作压力和容积效率比齿轮泵高，结构比齿轮泵复杂。柱塞泵：容积效率高，泄漏量小，可在高压下工作，多用于大功率液压系统；但结构复杂，对材料和加工精度要求高单向阀图标，价格高，对油品清洁度要求高。一般当齿轮泵和叶片泵不能满足要求时

12、使用柱塞泵。还有一些其他形式的液压泵，例如螺杆泵。选择液压泵的原则是：首先根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求确定液压泵的型号，然后根据所需要的压力和流量确定其规格型号。系统。一般来说，由于各种液压泵的突出特点，其结构、功能和转动方式各不相同，因此应根据不同的应用场合选择合适的液压泵。一般在机床的液压系统中，常使用双作用叶片泵和限压变量叶片泵；在筑路机械、港口机械和小型工程机械中，常选用抗污染能力强的齿轮泵；大型场合常选用柱塞泵。叶片泵利用叶片形成密封的容积空间，在转子转动过程中容积发生变化，从而实现吸油-排油过程。叶片泵分为单作用和双作用两大类，单作用叶片

13、叶片泵为变量泵，双作用叶片泵为定量泵。定量泵除单泵外，还有双级、多级、二级定量泵等多种形式。变量泵还有限压、稳流变量泵等形式。图 65 显示了用于大型道路养护机械的 T6DC 双叶片泵的结构。 T6DC型双叶片相当于两个单级叶片泵的组合。泵的两组转子、定子和配油盘安装在一个泵体内。泵体有一个共同的吸入口和两个独立的排油口。两个叶片泵的转子由同一根驱动轴驱动旋转。两台泵的流量根据需要选择。图6-5 T6DC型双叶片泵结构后端盖； 2-后配油盘； 3泵体； 4旋翼； 5叶片; 6定子； 7-前配油盘； 8轴承； 9-前端盖； 10-驱动轴双叶片泵的流量可单独使用或组合使用。运动部件在高速轻载运行时，可

14、低压油由两台泵同时供油；当负载较重且缓慢时，可单独由高压小流量泵供油，而大流量泵卸荷。使用双叶片泵可以节省功率损耗，减少油热，提高系统的整体效率，因此被广泛使用。它是一种机械能装置。原则上，液压泵可以作为液压马达使用，液压马达也可以作为液压泵使用。从能量转换的角度来看，液压泵和液压马达是可逆的液压元件。任何液压泵输入工作液均可使其作为液压马达工作；当扭矩被驱动旋转时，它也可以成为液压泵的工作状态。这是因为液压泵具有与液压马达相同的基本结构要素：封闭的循环可变容积和相应的配油机构。但是，由于液压马达和液压泵的工作条件

15、不同，它们的性能要求也不同，所以同类型的液压马达和液压泵还是有很多区别的。 （1)不同功率的液压马达依靠输入液体压力来启动工作，而液压泵则是由电动机等其他动力装置直接驱动，因此结构不同。液压马达容积密封必须可靠，为此叶片电机的叶片根部有一个预压弹簧，使叶片始终紧贴定子，保证电机的平稳启动。（2)液压马达分配机构有正向和反向要求，所以分配机构是对称的，出油口直径相同，液压泵一般是一个方向旋转，分配机构和卸荷槽是不对称的，直径进油口比出油口大（3)自吸性能差异液压马达依靠压力油工作，不需要自吸能力，液压泵必须有自吸能力）明能力。比如轴向柱塞泵改成液压马达时，不需要安装活塞回位弹簧，但在实际应用中

16、在使用中，为了防止柱塞排空，最好加一定的背压。 （4)不同形式的防漏液压泵常采用内漏形式。内漏口直接与液压泵的吸油口相连，而液压马达则有两个方向运转，高低压油口相互转换，当出油口用于节流调节转速时，产生背压，使内漏孔压力增大，易受压损坏密封圈因此，如果采用液压泵作为液压马达，应采用外漏结构。（5)容积效率不同液压马达的容积效率都比较低，所以液压马达的转速不宜过低，即供油流量不宜过低。（6)液压马达启动力矩大，使启动力矩尽量接近工作状态下，要求转矩脉动小，内摩擦小，齿数、叶片数和柱塞数应多于相应的液压泵。液压马达的轴向间隙补偿装置的压力小于液压泵的压力，以减少摩擦。因为液压马达和液压泵存在上述不一致

17、由于特性相同，很多型号的液压马达和液压泵不能反向使用。液压马达按额定转速分为高速和低速两类。额定转速高于500 r/min的为高速马达，额定转速低于500 r/min的为低速液压马达。高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式。高速液压马达的主要特点是转速高、转动惯量小、启动和制动方便、调速和换向灵敏度高。通常高速液压马达的输出扭矩不大（只有几十牛顿米到几百牛顿米），所以也称为高速小扭矩液压马达。液压马达还可以按其结构类型来划分阀门厂家，可分为齿轮式、叶片式、柱塞式等多种形式。 一、气动技术基础知识气动技术常用的单位是1个大气压==1.=

18、压力单位换算1N/=kgf/m=kgf/c1kgf/c=0.1Mpa气动控制装置的特点空气便宜，不污染环境，使用气体可直接排放 进入大气的速度易于调节。部件结构紧凑，可靠性高。它受湿度和其他环境的影响较小。使用安全，易于实现过载保护。气动系统稳定性差。它基本上由以下装置和部件组成（1)气源装置气动系统的动力源提供压缩空气（2)空气处理装置调节压缩空气的清洁度和压力（< @3)控制组件的方向）控制元件切换气流方向流量控制元件调节气流（4)逻辑元件和NOR（5)执行器元件转换压力能转化为机械功（6)辅助元件确保气动装置正常工作的一些组件二、空气处理组件压缩空气包含

19、各种污染物。由于这些污染物，气动元件的使用寿命会降低。并且经常会引起部件的故障和失效。表 1 列出了各种空气处理元件的污染物去除能力。 1 空气过滤器 空气过滤器又称过滤器、水分离过滤器或油水分离器。其作用是将压缩空气中的水分、油分等杂质分离出来，使压缩空气得到初步净化。油雾分离器油雾分离器也称为除油过滤器。它与空气过滤器的区别仅在于使用的过滤器元件。空气滤清器不能分离油泥等油雾，因为当油的粒径小于23m时，处于干燥状态，很难附着在物体上。为了分离这些颗粒状油雾，需要使用聚结过滤器元件。滤芯的材料是： 活性炭采用多孔滤芯空气干燥器，由与油有良好亲和性的玻璃纤维、纤维素等制成。为了获得干燥的空气，仅空气过滤器是不够的。

20、，空气中的湿度仍然几乎是100%。当湿度下降时，空气中的水蒸气会变成水滴。为了防止形成水滴，在许多情况下还需要干燥器。干燥机大致可分为制冷和吸附两大类。空气处理机组 空气过滤器、调压阀和润滑器组合在一起，称为空气处理机组。空气处理三元组（FRL 装置） 空气处理三元组通常称为三元气动元件。它由过滤器、调压阀和润滑器三部分组成。空气处理双片式是由组合式过滤减压阀和润滑器组成的空气处理装置。空气处理四联体由过滤器、油雾分离器、调压阀和润滑器组成，用于需要高质量压缩空气的场合。调压阀（减压阀） 调压阀是输出压力低于输入压力江苏阀门厂家，保持输出压力稳定的压力控制元件。因为大部分都与过滤器和润滑器相连

21、 车身使用，所以归类为空气处理组件。润滑器气动系统中有许多具有滑动部件的装置，如：缸体和活塞、阀体和阀芯等。为了保证滑动部件的正常工作需要润滑，润滑器是一种装置提供润滑油的三、控制元件 换向阀 换向阀用于气动控制回路中，用于控制气体流动的方向和气体流动的中断，从而使气体流道中的执行机构可以向需要的方向移动。在所有类型的元件中，方向控制阀的种类最多。有换向阀和单向阀两大类。前者包括电磁阀、气控阀等，后者主要有止回阀、梭阀等，应用广泛。换向阀 换向阀主要有两种类型：旋转阀和滑阀。滑阀依靠其内的滑阀式阀芯来接通或切断不同位置的气路。一般来说，阀芯的切换位置主要有两个或三个，即

22、有二位和三位阀。该表表示阀门的一个切换位置，因此有几个矩形表示阀门的位置。矩形中的箭头#$表示该位置的气流方向，表示该位置的气流被截断。二位阀有自复位和自保持两种。三位阀的阀芯除止于阀体两端外，还可以有中间位置。气动阀通过气压信号切换阀芯，分为直接作用和间接作用两种。拆下电磁线圈后，气动阀就像一个电磁阀。由于采用气压信号控制，动作慢，不能指望像电磁阀那样高速动作，但使用寿命一般较长。气动控制阀与电磁阀的区别在于不使用电磁铁，因此控制信号不是电信号而是气压信号，常用于防爆场合或无电的简单生产线。单向阀 如图1所示，单向阀只允许空气单向流动，不能反向流动。单向

23、该阀用于气路中需要防止空气倒流的场合，也可用于供气时需要保持压力的地方停止。梭阀相当于两个单向阀的合成，有两个进气口和一个出气口，所以无论哪个进气口进，出气口总是有输出，总出气口接进气口高压。双压阀是“与”功能，只有两个端口都有气流时，出口才有输出。图2显示了快速排气阀的工作原理。当吸入P腔时，活塞向上运动，阀口2打开，阀口1关闭，P A 接通。排气时，活塞下移，阀口2关闭，1打开，AR接通，管道气体从R口排出。快速排气阀主要用于气缸排气，以加速气缸的动作。流量控制阀 在气动系统中，如果要控制气缸的运动速度或需要对延时元件进行计时，就需要控制压缩空气的流量。在流量控制中，只需尝试更改管道的截面即可。流量控制

24、阀门分为节流阀、调速阀、排气节流阀等。 节流阀 可调节流阀依靠改变流通面积来调节气流。调速阀调速阀由节流阀和单向阀组成。因此也称为单向节流阀，可以通过调节流量来控制执行机构的速度。压力控制阀 压力控制阀是利用阀芯上的气压和弹簧力保持平衡工作。平衡状态的任何损坏都会导致阀芯位置发生变化，其结果不是改变阀口（如溢流阀、减压阀）的大小，就是改变阀口的通断（如安全阀、顺序阀）。 1. 溢流阀 溢流阀由入口（P）处的气压控制，以控制阀芯的动作。当进口压力达到预设值时，阀芯克服弹簧力使进出口导通，从而实现溢流作用。如图3（a）所示。 (a) (b)2.减压阀减压阀是

25、阀芯由出口压力驱动。当出口压力达到预设值时，阀芯克服弹簧力切断进出口，从而实现减压。如图3（b）所示。 The of are shown in the table 1四、 In the , the of the air is into , so as to the of the , which is the . It is into two : and air . with and , it has and . But the of air is 0.3-0.6Mpa, the force is small. The is a that uses air as a power to or swing, and force or to do work. The main types and of main are shown in Table 2. 五、 (一）The of the basic of the (Fig. There are - and - gas

26、. The basic that drive these are below. The of the - is only in one by air, and the is by the of force. 5 is a gas of a - for . The valve ( valve) uses a 2/3-way valve. The P port of the valve is with the air , and the A port is with the . The speed valve is the valve and the . The speed valve is and be when . The of the is as : in the , the P port is , and the head side of the is to the the one-way valve and the valve of the speed valve. The stops at the fully by the of the force. When the valve is and , the air air to the the speed valve, and the makes the . the size of the hole of the speed valve, It can the speed of the . When the valve is off and to the , the P port

27、 is again, and the air in the is . The and to the under the of the force. At this time, the speed of the be . 2）The of the - is shown in 6. Air for of a - . The valve uses a two- five-way valve (two- four-way valve can also be used), and the P port of the valve is to the air . Port A is with the port on the rod side, and port B is with the port on the head side. The speed valve is the valve and the (note that the is to that of the - ). In the , the P port with the rod side, on the other hand, the head side with the the valve. At this time, the is at the of the rear dead . When the valve is and , the air is the head side, the air is from the rod side, and the moves . The speed of the is by a speed valve. When the valve is off and to the , the rod side is , and the head

28、 on one side, back. The speed of the is by the speed valve. 2- Speed ​​ Loop loops can be used to the speed of the based on and . The basic used are below. In this way, the speed of the is by the flow to the . 7 shows a for this . When the air from the valve flows the speed valve, the one-way valve is , and the air flows to the only the valve. the valve is , the speed of the can be set by the valve. . When the air flow is , i.e. from the side to the valve side, the one-way valve opens and the air flow is (free flow). In the meter-in , the side of the is , so it is by in the air . For the case where the load is a load, the speed is poor, so for (such as anti

29、stop out-of- loop, etc.), the type to be below is used. The meter-out the speed by the flow of the . 8 shows a for this . Note that the of the speed valve is the of the inlet. When the air from the valve flows the speed valve, the one-way valve opens, so it free flow, and the air flows to the . The air from one side of the the one-way valve, and the valve the flow, the speed of the . When the two ports of the are to the speed valve to the , the on both sides of the ( by the speed valve on the side) acts. , it has speed than the meter-in under load . is the most way to apply. is a of the valve to the port of the valve to the flow of gas

30、 to the speed of the . the air flow to the does not pass the valve, no one-way valve is . It is the same as -out flow in terms of the flow to speed , , if the line the and the valve is long, this part the air tank, the When the load , the speed .如图。 9 is a of an . The basic uses with to form . basic drive are below. The of the - 5 shows the of the - . But it is a one-way , the speed of the is only when it is . If you want to its speed when (by force), you can a speed valve in the valve and the to form an speed , or in the R of the valve A valve is to the port to form an . - 6 shows the - . In this , the valve used is a , and the is and held at the top dead when the coil is . Once the power is off, the reset, and the moves back . , it is for where you want the to to the in an (such as a power ). - with self- If you want the to the in case of , the shown in 10 can be used. to 6, this the - - valve with a dual- valve with self- . After this valve is and on one side of the coil, it can be