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常用液壓件知識(shí)

1.1

概述

在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓泵是將動(dòng)力機(jī)械（如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等）傳輸?shù)臋C(jī)械能轉(zhuǎn)化為流動(dòng)液體壓力能的能量轉(zhuǎn)換裝置，其功能是給液壓系統(tǒng)提供足夠的壓力油以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作。而液壓馬達(dá)則相反，是向液壓馬達(dá)輸入液體壓力能，使馬達(dá)產(chǎn)生機(jī)械能。見圖1所示：

圖1 液壓泵與液壓馬達(dá)的能量轉(zhuǎn)換

從原理角度來說，液壓泵和馬達(dá)是可逆工作的元件，同樣類型的液壓泵和液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)很相似，但是由于工作條件和性能不同，大部分液壓泵和液壓馬達(dá)不能互相代用。

液壓泵分為：齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵。

液壓馬達(dá)分為：高速小轉(zhuǎn)矩馬達(dá)、低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)、中速中轉(zhuǎn)矩馬達(dá)。

1.2

齒輪泵

1.2. 1工作原理

齒輪泵是通過一對(duì)相互嚙合齒輪的密封容腔容積變化輸出壓力油的。圖2所示為外嚙合式齒輪泵的工作原理。兩個(gè)齒輪的齒廓、泵殼體和側(cè)蓋板等形成兩個(gè)獨(dú)立的密封容腔，即吸油區(qū)和壓油區(qū)。

圖2 外嚙合式齒輪泵工作原理圖

1.2.2 齒輪泵型號(hào)釋義：

某公司常用的齒輪泵型號(hào)有CBN-E550（5t自卸車）、CBN-F563（8t自卸車）、CBN-E432（轎運(yùn)車）等。圖3所示為CBN-E550齒輪泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

圖3 CBN-E550型齒輪泵結(jié)構(gòu)圖

1.2.3 齒輪泵旋向與吸油口、壓油口的辨別：

齒輪泵旋向定義：面向齒輪泵的動(dòng)力輸入端，順時(shí)針為右旋，逆時(shí)針為左旋。

如圖2所示，根據(jù)齒輪泵的外觀和旋向，再參照外嚙合齒輪泵工作原理（見圖1），即可判斷出哪邊為吸油口（低壓口），哪邊為壓油口（高壓口），見圖4所示。

液壓泵應(yīng)按原動(dòng)機(jī)的旋向來確定，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原因，不能將左旋泵當(dāng)作右旋泵使用，也不能將右旋泵當(dāng)作左旋泵使用。

圖4 齒輪泵油口的辨別

1.3

葉片泵工作原理

葉片在轉(zhuǎn)子的葉片槽內(nèi)滑動(dòng)，由葉片、定子、轉(zhuǎn)子和配流盤間密封腔容積的變化來輸出壓力油。見圖5所示。

圖5 葉片泵工作原理

1.4

柱塞泵與柱塞馬達(dá)

1.4.1 柱塞泵工作原理

柱塞泵是通過圓柱形的柱塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，改變缸體柱塞腔容積而實(shí)現(xiàn)吸入和排出液體的。圖6所示為端面配流的柱塞泵工作原理。

圖6 柱塞泵工作原理

1.4.2 斜軸式軸向柱塞泵及馬達(dá)

圖7所式為斜軸式軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)圖。缸體與傳動(dòng)軸之間最大擺角可達(dá)40度。斜軸式軸向柱塞馬達(dá)結(jié)構(gòu)與之相似。

圖7 斜軸式軸向柱塞泵結(jié)構(gòu)圖

1.5

混凝土攪拌車液壓傳動(dòng)系統(tǒng)

圖8所示為。動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪取力，由傳動(dòng)軸傳給變量泵，變量泵輸出高壓油驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)與減速機(jī)相連接，由減速機(jī)將轉(zhuǎn)速降低，帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。

圖9所示為液壓系統(tǒng)原理圖。變量泵的后端裝有用于補(bǔ)油和操縱變量機(jī)構(gòu)的輔助泵，用兩個(gè)直徑相等的變量缸推動(dòng)斜盤實(shí)現(xiàn)變量和換向。

圖8 混凝土攪拌車液壓傳動(dòng)系統(tǒng)裝配圖

圖9 混凝土攪拌車液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖

2液壓缸

2.1 概述

與液壓馬達(dá)相似，液壓缸也是將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種執(zhí)行元件。不同的是，液壓馬達(dá)用于要求實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合，而液壓缸要求實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。

液壓缸的種類較多，目前我公司使用的液壓缸有單作用活塞式、雙作用單活塞桿式和單作用伸縮套筒缸共四種。

2.2

單作用活塞缸

單作用活塞缸僅能實(shí)現(xiàn)單向輸出，反向靠外力或彈簧復(fù)位。如自卸車舉升機(jī)構(gòu)液壓缸，圖10所示為內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

該油缸上部有回油裝置。當(dāng)活塞上升超過回油銷時(shí)，油缸下腔的液壓油經(jīng)回油銷上的油槽流回齒輪泵，因此活塞不再上升，此時(shí)車廂處于最大傾卸角度狀態(tài)。油缸下部和活塞桿端設(shè)有緩沖裝置，當(dāng)車廂將要完全落下時(shí)，通過緩沖裝置產(chǎn)生節(jié)流作用，使車廂的下降速度變慢，從而減緩了對(duì)車架的沖擊。

1.尾銷軸總成 2.緩沖閥 3.限位閥 4.密封圈 5.活塞 6.支承環(huán) 7.密封圈 8.缸體9.活塞桿 10.回油接頭 11. 密封圈12.螺栓 13.彈簧墊圈 14.缸蓋 15.防塵圈 16.密封圈

圖 10 自卸車用單作用液壓缸結(jié)構(gòu)

2.3

雙作用單活塞桿式液壓缸

雙作用單活塞桿式液壓缸用于實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。圖11所示為其3種安裝形式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。該類型液壓缸無回油裝置，故液壓系統(tǒng)中必須設(shè)置溢流閥，行程終了時(shí)液壓系統(tǒng)壓力升高到額定壓力，由溢流閥卸荷回油箱。該類型油缸廣泛應(yīng)用于轎運(yùn)車上底架的升降動(dòng)作，以及車廂可卸式垃圾車的各種動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。

a）外螺紋聯(lián)接式

b） 內(nèi)卡鍵聯(lián)接式

c） 法蘭聯(lián)接式

d）職能符號(hào)

圖11 雙作用單活塞桿式液壓缸結(jié)構(gòu)

2.4

單作用伸縮套筒缸

單作用伸縮套筒缸是由兩個(gè)或多個(gè)活塞缸套裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞是后一級(jí)活塞缸的缸筒，伸出時(shí)有很長的工作行程，縮回時(shí)可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸。我公司主要應(yīng)用于自卸半掛車上，圖12所示為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，

圖12 單作用伸縮套筒缸結(jié)構(gòu)圖

3.1 普通單向閥

單向閥可分為普通單向閥和液控單向閥。普通單向閥只允許油液往一個(gè)方向流動(dòng)。液控單向閥在外控油液作用下，反方向也可流動(dòng)。

圖13所示為普通單向閥結(jié)構(gòu)圖，壓力油從p1口進(jìn)入，克服彈簧力推動(dòng)閥芯，使油路接通，壓力油從p2口流出。當(dāng)液壓油從p2口流入時(shí)，液壓油壓力和彈簧力將閥芯緊壓在閥座上，油液不能通過。

1. 閥體 2. 閥芯 3. 彈簧 p1—進(jìn)油口 p2—出油口

圖13 普通單向閥結(jié)構(gòu)圖

3.2

液控單向閥

液控單向閥是可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)液壓油逆向流動(dòng)的單向閥。圖14所示是將兩個(gè)液控單向閥布置在同一個(gè)閥體內(nèi)，成為雙液控單向閥，又叫雙向液壓鎖。其工作原理是：當(dāng)液壓系統(tǒng)一條通路的油液從A腔進(jìn)入時(shí)，依靠油液壓力自動(dòng)將左邊的閥芯推開，使A腔的油流到A1。同時(shí)將中間的控制活塞向右推，將右邊的閥芯頂開，使B腔與B1腔相溝通，把原來封閉在B1腔通路上的油液通過B腔排出。總之就是當(dāng)一腔正向進(jìn)油時(shí)，另一腔就是反向出油。

圖14 雙液控單向閥的結(jié)構(gòu)

雙液控單向閥能夠?qū)⒁簤焊椎幕钊i緊在任何位置，并可防止換向閥的內(nèi)部泄漏引起帶有負(fù)載的活塞桿下落。

3.3

溢流閥

溢流閥通過閥口的溢流，使被控制系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、調(diào)壓或限壓作用。

圖15所示為CA3118K2B型底盤自卸車液壓系統(tǒng)圖，溢流閥設(shè)置在手動(dòng)閥內(nèi)。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力超過設(shè)定的額定值后，油液推動(dòng)錐閥克服彈簧阻力從溢流口流出。

a）液壓系統(tǒng)圖

b）手動(dòng)閥結(jié)構(gòu)圖

圖15 CA3118K2B型底盤自卸車液壓系統(tǒng)

圖16所示為轎運(yùn)車用溢流閥結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可知，與高壓油（齒輪泵出油端）相通的進(jìn)油口往往遠(yuǎn)離調(diào)節(jié)螺釘，而與低壓油（如油箱）相通的溢油口往往靠近調(diào)節(jié)螺釘。

圖16 轎運(yùn)車用溢流閥結(jié)構(gòu)示意圖

3.4

多路換向閥

3.4.1 手動(dòng)換向閥

手動(dòng)換向閥是通過手動(dòng)杠桿的作用來操縱滑閥實(shí)現(xiàn)換向。圖17所示為其典型結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)手柄在中間位置時(shí)，T、A、P、B腔相互封閉，當(dāng)手柄向右扳動(dòng)時(shí)，

圖17 手動(dòng)換向閥結(jié)構(gòu)圖

閥芯左移，P、A腔相通，B、T腔通過閥芯內(nèi)的長孔相通；反之，當(dāng)手柄向左扳動(dòng)時(shí)，閥芯右移，P、B腔相通，A、T腔相通。

3.4.2 多路換向閥

多路換向閥是由兩個(gè)以上手動(dòng)換向閥為主體，并可根據(jù)不同的工作要求加上溢流閥、單向閥補(bǔ)油閥等輔助裝置構(gòu)成的多路組合閥。圖18所示為我公司轎運(yùn)車用的兩組多路換向閥。

圖18 DL-8J-2型多路換向閥

圖19所示為轎運(yùn)車液壓系統(tǒng)圖。取力器由電開關(guān)控制的電磁氣閥操縱其結(jié)合與分離。在齒輪泵進(jìn)出管路之間設(shè)置溢流閥，用于保護(hù)齒輪泵。牽引車和半掛車之間采用快速接頭相連接。裝在半掛車部分的手動(dòng)多路閥用于控制液壓缸的動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)上層底架的升降。

3.5

Q23-E15L型氣控?fù)Q向閥

圖20所示為某公司廣泛使用的Q23E15L型氣控?fù)Q向閥，其內(nèi)設(shè)有溢流閥。

圖20 Q23E15L型氣控?fù)Q向閥

圖21為Q23E15L型氣控?fù)Q向閥應(yīng)用于開式自卸車的液壓系統(tǒng)圖，向上扳起手動(dòng)氣閥時(shí)，儲(chǔ)氣筒向取力器供氣，取力器帶動(dòng)齒輪泵轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓油經(jīng)過氣控?fù)Q向閥推動(dòng)油缸舉升車廂；扳動(dòng)手動(dòng)氣閥在中間位置時(shí)，儲(chǔ)氣筒停止向取力器供氣，取力器不工作，液壓油依靠齒輪泵出口處的單向閥封住，油缸活塞不能動(dòng)彈，車廂實(shí)現(xiàn)中停；向下扳起手動(dòng)氣閥時(shí)，儲(chǔ)氣筒向氣控?fù)Q向閥供氣，油缸下腔油液回油箱，車廂落下。

圖21 開式自卸車液壓系統(tǒng)圖

3.6

單向節(jié)流閥

單向節(jié)流閥是通過改變節(jié)流口的開口面積來控制流量，從而控制執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度。如圖22所示為轎運(yùn)車用。

圖22 管式單向節(jié)流閥

當(dāng)壓力油從錐閥背面B流入時(shí)，作為節(jié)流閥使用，若從相反方向流入時(shí)，它作為單向閥使用。通過調(diào)節(jié)套可以調(diào)節(jié)節(jié)流口的開口面積，實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)，達(dá)到轎運(yùn)車左右油缸升降同步的目的。

4.1 焊接式管接頭及油管（GB9065.3-88即JB1885-77）

圖23所示為焊接式管接頭及油管結(jié)構(gòu)。管接頭與機(jī)件之間主要采用普通細(xì)牙螺紋連接。當(dāng)管接頭與機(jī)件擰入時(shí)，采用組合墊圈（或金屬墊圈）實(shí)現(xiàn)端面密封。管接頭與油管之間用O型圈密封。該油管通常成為A型。

1.機(jī)件 2.組合墊圈 3.管接頭 4.油管 5.O型圈

圖23 焊接式管接頭連接結(jié)構(gòu)

4.2

D型管接頭及油管 （DKL/DKM標(biāo)準(zhǔn)）

圖24所示為D型管接頭及油管結(jié)構(gòu)。管接頭為凹錐面結(jié)構(gòu)，油管端面為球面，兩者相互壓緊達(dá)到密封目的。

1.機(jī)件 2.組合墊圈 3.管接頭 4.油管

圖24 D型管接頭連接結(jié)構(gòu)

4.3

鉸接接頭及油管（JB978-1977）

圖25所示為鉸接接頭及油管結(jié)構(gòu)，油管端頭為鉸接體，用鉸接螺栓與機(jī)件相連接，鉸接體上下用組合墊圈密封。

1.鉸接螺栓 2.組合墊圈 3.油管 4.機(jī)件

圖25 D型管接頭連接結(jié)構(gòu)

4.4

錐密封焊接式管接頭及油管（JB/T6381.1-1992）

圖26所示為錐密封焊接式管接頭及油管結(jié)構(gòu)圖。管接頭與油管端頭采用錐面連接，中間采用O型圈密封。

1.機(jī)件 2.組合墊圈 3.管接頭 4.油管 5.O型圈

圖26 錐密封焊接式管接頭連接結(jié)構(gòu)

4.5

快換接頭

快換接頭適用于經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合。管子拆開后可自行密封，管道內(nèi)液體不會(huì)流失。圖27為其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。兩個(gè)接頭體內(nèi)各有一個(gè)單向閥，兩接頭體分離時(shí)單向閥關(guān)閉，兩接頭體連接時(shí)，單向閥打開，管路連通。兩接頭體依靠鋼珠連接。

圖27 快換接頭結(jié)構(gòu)圖

(完)