三一掘进机液压系统讲座.ppt

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1、三一掘进机液压系统讲座,井工设备维修中心,目 录,1 液压概述2 液压泵3 液压马达4 液压缸5 压力控制阀6 流量控制阀7 方向控制阀8 液压附件9 液压油,10 液压系统原理特点11 液压系统安装调试12 液压系统故障排除,1 液压概述,1.1 何谓液压传动？,主要靠液体压力能传递动力,机 器,原动机,传动装置,工作机,机械传动,流体传动,电气传动,液体传动,气体传动,液力传动,液压传动,主要靠液体动能传递动力,机械能,作功,能量,控 制,帕斯卡定律,帕斯卡定律（Pascal law）内容：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递。这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的

2、压强将以等值同时传到各点。这就是帕斯卡原理，或称静压传递原理。,1.2 液压传动的工作特征,小柱塞 a=78.5cm2大柱塞 A=2827cm2A/a=(D/d)2=36压力p=F/a=1.27bar,1）力的传递靠压力F=pa=1000N pA=36000N2）运动传递靠流量,（容积变化相等）。Va=VA=al=AL,1.3 液压系统和主机的关系,刨头电机,1个,2个,2个,2个,2个,动作共10个：,液压 9个：星轮一运履带行走截割升降左右摆动铲板后支撑截割伸缩,1个,1.4 液压系统的结构图与符号图,职能符号图,1.5 液压系统的组成部分和作用,机械能,机械能,液压功率=压力流量泵缸马达

3、各种阀均适用,1.6 液压功率,各种传动，功率计算类似：电功率=电压电流 力速度 转矩转速,机械功率=,力变量：压力,电压,力和转矩流变量：流量,电流,速度和转速传动功率=力变量 流变量,1.7 液压系统常用的图形符号,（1）定量泵（2）变量泵（3）定量马达（4）变量马达（5）电动机（6）液压缸（7）电磁换向阀（8）手动换向阀（9）力士乐多路阀,1.8 液压系统常用的图形符号（续）,（10）溢流阀（11）减压阀（12）顺序阀（13）节流阀（14）单向阀（15）滤油器（16）散热器（17）连接管路（18）交叉管路（19）柔性管路,l,d,n,L,F,u,p,q,p,泄漏,理论流量,实际流量,V,

4、大气压,D,0,2 液压泵,2.1 液压泵工作原理容积变化吸油、压油吸油条件靠大气压力大小靠负载,排量泵轴转一圈，吸油或压油体积理论流量=排量转速,2.2 LRDS负载敏感变量泵,变量泵特点：较复杂，较贵；容积-节流调速,适用多执行机构;泵流量和系统需要相适应，系统性能好，效率高。S负载敏感：各缸马达,分别调速、稳速 LR恒功率：pq=常数 D压力截断：达到截断压力，排量迅减,2.2.1 LRDS变量泵结构,2.2.2 LRDS变量泵的油管,压油管,吸油管,泄油管,LS 管,接压力表,电机 双泵同轴驱动,电机,LRDS 负载敏感阀、压力切断阀、恒功率阀,2.6.3 LRDS变量泵变量原理,缸或

5、马达要动作，泵就必须得陪着；泵的性能系全局，就像心脏和人体。三一掘进机用泵：LRDS 变量泵德国：力士乐/哈威 泵的性能好，功能多：负载敏感，恒功率，压力截断，待命压力（低压小功率卸荷）；寿命长，效率高，故障少，液压系统高效可靠。,2.3 液压泵对系统的重要性,3 液压马达,3.1 工作原理液压马达均靠作用在相关零件上的液压力对轴产生转矩油泵=发电机 液压马达=电动机3.2 低速大扭矩马达主要特点:排量大，启动负载能力大，可不用减速机;,机型：EBZ160加强EBZ200星轮和一运马达：德国力士乐，法国波克兰。,3.2.1 内曲线马达,3.2.2 曲轴连杆马达,机型：EBZ160标准/定量EB

6、Z132EBZ100星轮和一运马达：国产马达强化，配进口轴承和密封。,总成的基本构成构成：A2FE马达+减速机+制动阀（多功能）安装简便插装式EBZ160行走马达：排量107mL/r，额定压力400bar，尖峰压力450bar，最高转速4000r/min制动器弹簧制动，液压打开。制动阀：设计完善，平稳启动，失速刹车，过载保护。,3.3 履带行走马达总成,3.4.1 液压泵的主要参数3.4.1.1 压力 工作压力:泵工作时的压力 额定压力:泵正常工作时的最高压力 极限压力:泵工作中允许短时间(t3分钟)出现的最高 压力,3.4 液压泵和马达的主要参数和计算,3.4.1.2 流量 理论流量:不计泄

7、漏时的流量 实际流量:实际工作时泵的输出流量;额定流量:在额定转速和额定压力下,泵的输出流量3.4.1.3 转速 工作转速:泵工作时的转速 额定转速:泵正常工作时的最高转速,3.4.1 液压泵的主要参数（续）,3.4.2 液压马达的主要参数,3.4.2.1 压力（MPa）工作压力:马达工作时的压力 额定压力:马达正常工作时的最高压力 极限压力:马达允许短时间(t3分钟)出现的最高压力3.4.2.2 流量(单位为:m3/s 或 L/min）理论流量:不计泄漏时的流量实际流量:实际工作时马达的输入流量;额定流量:在额定转速和额定压力下,马达的输入 流量3.4.2.3 转速(r/min 或 rad/

8、s）工作转速:马达工作时的转速 额定转速:马达正常工作时的最高转速,工程机械：多用单杆缸只在活塞一边有杆4.1 单杆缸特点1)供油流量相同,往返速度不同2)供油压力相同,往返出力不同3)可组成差动缸,4 液压缸,4.3 三一液压缸特点要求：出力大，强度高，活塞杆外露，适应恶劣环境。掘进机油缸：三峡主船闸主油缸制造厂密封结构适用额定压力=48MPa,4.2 液压缸结构,液压阀,液压阀是液压传动中控制液体压力、流量和方向的原件。,5 压力控制阀,5.1 溢流阀5.1.1 直动式溢流阀,溢流阀是维持阀进口压力近于恒定，系统中多余的流体通过该阀回流的压力控制阀。实际应用中一般有：作卸荷阀用，作远程调压

9、阀，作高低压多级控制阀，作顺序阀，用于产生背压（串在回油路上）。,A,5.1.2先导式溢流阀工作原理,上半部可以看做先导阀；下半部可以看做直动式溢流阀。,5.2 减压阀,5.2.1 减压阀手柄调压弹簧腔通油箱，节流口减压，减压阀出口油压和弹簧力平衡。,三一选用力士乐先导手柄,特点：性能好，操作轻便。,5.2.2 减压阀的应用,手柄比例控制：手柄角度与输出压力成比例；输出压力与换向阀口比例；换向阀口与活塞活塞速度成比例。,5.2.2 先导式减压阀工作原理,调压弹簧腔通油箱；主阀弹簧是软簧；减压口的形成；减压、稳压；,5.3.1 直动式顺序阀调压弹簧腔通油箱,5.3 顺序阀,p1达到弹簧调定值-主

10、阀开-p2有输出；达到调定压力油过去；p2取决于其后的负载。,5.3.2 先导式顺序阀,6 流量控制阀,6.1.2 节流阀特点结构简单；负载变化时，流量随之变化。,6.1 节流阀6.1.1 工作原理靠改变通流开口大小工作,弱簧:刚度k,且初始压缩量X0大,p2,p3,p1,减压口,A,工作原理：,6.2 调速阀,调速阀符号,K-和节流口有关的系数,7.1 单向阀7.1.1 普通单向阀,7 方向控制阀,7.1.2 液控单向阀,7.2 换向阀,8.1 液压油箱8.1.1油箱作用储油、散热、沉淀杂质、逸出空气等。配有自封式吸油滤油器；回油滤油器；空滤器和油标。,8 液压附件,油箱安装，应便于油箱散热

11、。,8.1.2.1 人孔油箱较大时，应设置人孔，清洗时，避免死角。8.1.2.2 清洗注意切忌使用纤维织物清洗擦拭油箱内部，留下纤维后患无穷；放油后，简单清理，好油合面，面团粘滚。8.1.2.3 油箱内放置磁体吸附铁类杂质,8.1.2 油箱的清理,8.2 滤油器,8.2.1 滤油器的作用滤去杂质，保护油的清洁，进而保护液压元件和系统。8.2.2 滤油器的使用依据元件和系统要求选择过滤精度；根据回路和系统特点，选择过滤器的应用回路：吸油过滤；系统进油过滤；系统回油过滤；旁路过滤和磁性过滤等。滤油器应定期清洗或更换滤芯滤油器有方向性，安装时切勿装反。,9 液压油,9.1 对液压油的要求功能上：传递

12、动力；散热；润滑；防锈1）可压缩性小 2）粘性合适 3）润滑性好4）稳定性好：不因热，汽化，水解而变质，稳定好，寿命长5）防锈防腐蚀性好 6）抗泡沫性好7）油水分离容易，抗乳化性好 8）洁净性好9）相容性好（包括金属、橡胶密封、涂料等）10）阻燃性好,9.3.1 粘度是划分液压油牌号的依据 油的牌号，用40时的运动粘度中心值表示,单位为mm2/s.对于某一粘度等级,其粘度范围距中心值允差为10%,相邻粘度等级间的中心粘度值相差50%.常用液压油的粘度等级为10号100号,主要集中在1568号.关于液压油的选择：环境温度：温度高-高粘度；温度低-低粘度；工作压力：高压-高粘度；低压-低粘度；运行

13、速度：高速-低粘度；低速-高粘度。,9.3 液压油的选择,10 液压系统原理特点,10.1 液压系统的结构形式10.1.1 开式系统泵从油箱吸油，缸、马达回油到油箱。图中溢流阀为安全阀。,主泵补油泵同轴驱动；启动时主泵自行从油箱吸油，缸或马达回油到主泵吸入口。,10.1.2 半闭式系统,启动后，补油泵补充泄漏。,主泵和补油 泵分别驱动；主泵供油给 马达或油缸，系统回油到 主泵；补油泵补油。,10.1.3 闭式系统,10.2.1 开式油箱系统,10.2 液压油箱的构成形式,10.2.2 加压油箱系统,开式油箱,加压油箱,开式油箱,10.3 掘进机简化液压系统图,11.1 液压系统的安装11.1.

14、1 安装前的准备与检查1）检测仪表校准 2）元附件等齐全3）外观检查：如轴身，油口，连接法兰和螺纹，阀和调控手柄等是否有损坏现象。如发现，应及时处理或更换相应元附件。4）启封有关油口的防尘帽时，谨慎小心，切忌赃物落入。,11 液压系统安装调试,1）泵和马达支座刚性足够;2）安装泵的底座设置弹性减振垫，泵轴与原动机轴之间采用弹性联轴节,同轴度符合泵和原动机厂的规定。3）轴不受外力;或所受外力必须样本规定在限度以内。4）进出油管采用相应胶管，防止产生装配应力。5）泵的吸油管短而粗,并且防止吸瘪。6）泄油管取自上边,泄油管直接通油箱，确保散热和轴承润滑，必要时可加装开启压力0.5bar的单向阀；,1

15、1.1.2 液压泵和马达安装注意事项,7）轴封的内压轴封的外压。8）一般吸油高度 500mm(泵轴线到油箱最低油面）。9）吸油管或泄油管相对于油箱的最低油面，其淹没深度为200mm；吸油和回油管尽量远离。10）马达一般要求有背压,特别是低速大转矩马达,背压通常要求23bar,有的要求10bar以上，间歇工作时保持背压更重要；11）注意马达在惯性作用下的泵作用(设计和配管)。,11.1.2 液压泵和马达安装注意事项（续-1）,11.1.3 液压缸安装注意事项,1）一般液压缸只承受额定轴向力,承受径向力十分有限；2）注意缸的泵作用(设计和配管)；3）注意单杆缸的特殊性(面积不等=排量不等,力不等,

16、流量不等)；4）固定长行程液压缸时,注意热胀冷缩问题(一端固定,另一端浮动)。,11.2.1 调试前的准备1）事先准备好调试规程2）外观检查油箱-油位-管道-接头(吸油球阀开否)-执行元件-回油-泄油3）泵马达壳体预先灌油（和泵轴方位有关）泵入口（同时扳 动联轴节）-出口-油流出-无气泡止；泵轴朝上，应使位于注油口之上的排气口溢油为止。4）各阀在适当位置如压力表开关,溢流阀旋松，换向阀中位等等.,11.2 液压系统的调试,11.2.2 液压系统调试,1）点动电机，判断转向-转向不对，马上更正；2）泵严禁带负载启动；切记缸和马达空载，并且空载运转一定时间，直至将系统内空气排净；3）加载时，注视压

17、力表-压力上升，否则，对于定量泵，检查溢流阀；对于变量泵，检查有关控制阀。4）切记最高压力和最高转速不可同时使用。5）液压缸是有限行程的执行器,调试时要特别注意；,13.1 拆卸液压系统注意事项,13 液压系统故障排除,1）确认动力已经关闭，且压力已经释放；2）可能产生负载压力的缸或马达已经落下或释放能量；3）蓄能器已经泄压；4）堵住所有拆开的油口，切记勿使纤维等物落入油腔内。,监测对在运转中的元件或系统，进行宏观上的连续观察、监督测试；检测在检测和元件的实验中，一般要求测量压力（含真空镀），流量，转矩，转速，力，速度，温度，油的黏度，密度，酸值，含水量，污染度等。14.3.1 阀芯突然卡住，

18、其结果必然反映到压力和速度上。14.3.2 泵、马达、液压缸发生突然损坏的现象相对很少，但会由于自身运动的磨损而降低性能。,13.2 液压系统的检测与早期诊断,不发热,不振动,无噪声,突然不动作或误动作，先不必怀疑泵、马达、液压缸有故障，应先检查电控系统和液压阀及供油压力等。多个执行机构，多数能正确动作，只有个别的不动作或误动作，应先检查接管是否正确，特别是出厂后有二次装配的液压设备。,13.3 执行元件误动作,运行中四类故障：漏油、发热、振动、噪声 通常伴随出现，也有伴随其他故障。14.7.1 预防性检查，耳听、目测、手感等手段。1)泵吸空,有时可听到噗噗声,同时油管振动。2)溢流阀阀芯振动

19、,甚至高频啸叫,溢流阀附近高压管振动。3)壳体发热,手摸可感知。温度65时,一般人的手只能碰一下,即离开。若手能坚持住,说明油温尚在最高允许范围内,否则,说明油温过高。,13.4 漏油、发热、振动、噪声,4)泵和马达故障,常伴随壳体发热和不易听出的噪声;若发热同时噪声大,应停机检修。5)为预防元件损坏,可在泄油管接上透明管子,观察流速、颜色、泡沫等。,漏油,泄漏机理：缝隙泄漏：q h3；多孔泄漏（表面粗糙）；粘附泄漏；动力泄漏。,13.5 漏油、发热、振动、噪声（续-1）,1）卸荷回路动作不良，当系统不需要压力油时，油仍在溢流阀的设定压力下溢流检查先导回路和卸荷阀的动作是否正常；2）多路阀上的

20、二次溢流阀压力与LS溢流阀压力不匹配（二次阀应比LS溢流阀压力高10bar以上），重新调节;3）多路阀上的安全阀压力与泵上的压力切断阀压力不匹配重新调节安全阀应比切断阀压力高15bar以上。,发热,4）与元件质量和系统装配质量有关：系统发热和元件损坏有关，二者经常互为因果，恶性循环。元件质量不好，出厂时就有内在污染；或冷热加工过程中有缺欠，调试时往往发现不了问题。5）液压元件规格选用不合理根据系统的工作压力和通过阀的最大流量选取。6）冷却不足，散热不足；冷却水供应失灵，冷却水管道中有结沉淀，油箱的散热面积不足改装冷却系统或加大油箱容量及散热面积；消除故障，消除沉淀。,发热,7）用泵时，泵的流量

21、过大合理选泵。8）油箱中液面太低，油液循环太快加油液到至少在油标处可见的位置9）使用一段时间后，零件磨损，问题暴露，局部发热，高温，油变稀，油膜变薄，甚至铁磨铁，系统发热，漏油量大。由于高温，油变稀，元件更热，越热越稀，恶性循环。10）元件虽好，但油受污染，也会造成泵、马达摩擦副过度磨损，甚至产生更多金属污染物，又产生恶性循环。,发热,两方面：机械振动；液压系统本身。一般在加速度比 a/g0.3时，须考虑缓冲1)振动和噪声实质：不同频率的周期性振动，互为因果.2)泵与联轴节不同心或轴承损坏；马达和缸也产生噪声，但工作时间比泵短；阀的噪声也比泵小.3)如吸油管螺纹没拧紧，运转后漏气，吸空，产生噪

22、声。4)伴随吸空引起振动，或阀突然换向等也会引起振动，乃至接头松动，进一步引起振动。,振动和噪声,1)调试系统或检查元件，拆装管道后，油中会出现泡沫，但运行一段时间后，会自然消失。若泡沫并不消失或运转中突然出现泡沫，应检查相关元件是否漏气，方法是：将黄油或肥皂水涂在可疑处。2)油的颜色如变成乳白色或浑浊不清，表示油中进水，应及时查找原因。油的颜色变化在先，所以经常注意油的颜色是必要的。,油中有泡沫和水,空滤器堵塞,吸滤器堵塞,吸油管漏气,油箱油面低,油温低,油箱油面压力低,液压泵吸油不足,泵吸油不足导致压力不正常,压力不正常或上不去,油粘度大,变量泵的排量过小,泵吸油正常时压力上不去原因分析,

23、泵的泄漏过大,泵压油管路系统泄漏过大,安全阀调整不当,压力不正常或上不去,和压油管路相连的阀泄漏过大,相关的缸或马达泄漏过大,泵内LS阀卡滞,液压泵过热,泵内零件磨损,液压泵过热,泵泄漏过大,泵泄漏过小,发热增多,热量带不走,系统发热量大,油温升高,冷却器散热差,冷却水量不足,泵、马达轴封漏油,泵泄油管阻力过大,泵泄漏过多,泵轴封损坏,泵启动时泵体内无油,泵、马达轴封漏油,马达动作缓慢,外负载过大,多路阀流量限制器调得过小,马达泄漏严重,马达机械效率严重下降,马达动作缓慢,系统泄漏过大,液压缸推力不足或速度渐慢甚至停止,缸两腔间的密封处间隙大,缸两腔间的密封件损坏,缸的泄漏过多,缸端油封太紧或活塞杆弯曲,缸体内孔某一段磨损严重,推力不足或速度渐慢甚至停止,系统泄漏过大,谢谢大家！,