液压基本知识与应用维修(二)

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1、换向阀工作与原理换向阀 利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。按阀芯相对于阀体的运动方式：滑阀和转阀按操作方式：手动、机动、电磁动、液动和电液动等按阀芯工作时在阀体中所处的位置：二位和三位等按换向阀所控制的通路数不同：二通、三通、四通和五通等。1、工作原理 图4-3a所示为滑阀式换向阀的工作原理图，当阀芯向右移动一定的距离时，由液压泵输出的压力油从阀的P口经A口输向液压缸左腔，液压缸右腔的油经B口流回油箱，液压缸活塞向右运动；反之，若阀芯向左移动某一距离时，液流反向，活塞向左运动。 图4-3b为其图形符号。 2、

2、 换向阀的结构1） 手动换向阀 利用手动杠杆来改变阀芯位置实现换向。分弹簧自动复位（a）和弹簧钢珠（b）定位两种。2） 机动换向阀 机动换向阀又称行程阀，主要用来控制机械运动部件的行程，借助于安装在工作台上的档铁或凸轮迫使阀芯运动，从而控制液流方向。3） 电磁换向阀 利用电磁铁的通电吸合与断电释放而直接推动阀芯来控制液流方向。它是电气系统和液压系统之间的信号转换元件。 图4-9a所示为二位三通交流电磁阀结构。在图示位置，油口 P和A相通，油口B断开；当电磁铁通电吸合时，推杆1将阀芯2推向右瑞，这时油口P和A断开，而与B相通。当电磁铁断电释放时，弹簧3推动阀芯复位。图 49b为其图形符号。 4）

3、 液动换向阀 利用控制油路的压力油来改变阀芯位置的换向阀。阀芯是由其两端密封腔中油液的压差来移动的。如图所示，当压力油从K2进入滑阀右腔时，K1接通回油，阀芯向左移动，使P和B相通，A和T相通；当K1接通压力油，K2接通回油，阀芯向右移动，使P和A相通，B和T相通；当K1和K2都通回油时，阀芯回到中间位置。5）电液换向阀 由电磁滑阀和液动滑阀组成。电磁阀起先导作用，可以改变控制液流方向，从而改变液动滑阀阀芯的位置。用于大中型液压设备中。3、 换向阀的性能和特点1）滑阀的中位机能 各种操纵方式的三位四通和三位五通式换向滑阀，阀芯在中间位置时，各油口的连通情况称为换向阀的中位机能。其常用的有“”型

4、、“”型、“”型、”型、“”型等。 分析和选择三位换向阀的中位机能时，通常考虑：（1） 系统保压 P口堵塞时，系统保压，液压泵用于多缸系统。（2） 系统卸荷 P口通畅地与T口相通，系统卸荷。（H K X M型）（3） 换向平稳与精度 A、B两口堵塞，换向过程中易产生冲击，换向不平稳，但精度高；A、B口都通T口，换向平稳，但精度低。（4） 启动平稳性 阀在中位时，液压缸某腔通油箱，启动时无足够的油液起缓冲，启动不平稳。（5） 液压缸浮动和在任意位置上停止2）滑阀的液动力 由液流的动量定律可知，油液通过换向阀时作用在阀芯上的液动力有稳态液动力和瞬态液动力两种。（1）稳态液动力：阀芯移动完毕，开口固

5、定后，液流流过阀口时因动量变化而作用在阀芯上有使阀口关小的趋势的力，与阀的流量有关。（2）瞬态液动力：滑阀在移动过程中，阀腔液流因加速或减速而作用在阀芯上的力，与移动速度有关。3）液压卡紧现象卡紧原因：脏物进入缝隙；温度升高，阀芯膨胀；但主要原因是滑阀副几何形状和同心度变化引起的径向不平衡力的作用，其主要包括：a阀芯和阀体间无几何形状误差，轴心线平行但不重合b 阀芯因加工误差而带有倒锥，轴心线平行但不重合c 阀芯表面有局部突起减小径向不平衡力措施：1） 提高制造和装配精度2） 阀芯上开环形均压槽液压控制元件,流量控制阀液压系统中执行元件运动速度的大小，由输入执行元件的油液流量的大小来确定。流量

6、控制阀就是依靠改变阀口通流面积（节流口局部阻力）的大小或通流通道的长短来控制流量的控制阀。常用的流量控制阀有普通节流阀、压力补偿和温度补偿调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。一、流量控制原理及节流口形式 节流阀的节流口通常有三种基本形式：薄壁小孔、细长小孔和厚壁小孔。为保证流量稳定、节流口的形式以薄壁小孔较为理想。 节流阀是一种可以在较大范围内以改变液阻来调节流量的元件。因此可以通过调节节流阀的液阻，来改变进入液压缸的流量，从而调节液压缸的运动速度。 液压传动系统对流量控制阀的主要要求有：1)较大的流量调节范围，且流量调节要均匀。2)当阀前、后压力差发生变化时，通过阀的流量变化要小，以保证负载运

7、动的稳定。3)油温变化对通过阀的流量影响要小。4)液流通过全开阀时的压力损失要小。5)当阀口关闭时，阀的泄漏量要小。二、普通节流阀 下图所示为一种普通节流阀的结构和图形符号。这种节流阀的节流通道是轴间三角槽式。这种节流阀的进出油口可互换。三、节流阀的压力和温度补偿节流阀的压力补偿有两种方式：一种是将定差减压阀与节流阀串联起来，组合而成调速阀；另一种是将稳压溢流阀与节流阀并联起来，组织成溢流节流阀。这两种压力补偿方式是利用流量变动所引起油路压力的变化，通过阀芯的负反馈动作，来自动调节节流部分的压力差，使其基本保持不变。 油温的变化也必然会引起油液粘度的变化，从而导致通过节流阀的流量发生相应的改变

8、，为此出现了温度补偿调速阀。1调速阀 调速阀是在节流阀前面串接一个定差减压阀1组合而成。下图为其工作原理图。液压泵的出口（即调速阀的进口）压力 ，由溢流阀调定，基本上保持恒定。调速阀出口处的压力 由液压缸负载L决定。 因为弹簧刚度较低，且工作过程中减压阀阀芯位移很小，可以认为只基本保持不变。故节流阀两端压力差也基本保持不变，这就保证了通过节流阀的流量稳定。 节流阀的流量随压力差变化较大，而调速阀在压力差大于一定数值后，流量基本上保持恒定。 当压力差很小时，由于减压阀阀芯被弹簧推至最下端，减压阀阀口全开，不起稳定节流阀前 后压力差的作用，故这时调速阀的性能与节流阀相同,所以调速阀正常工作时,至少

9、要求有0.40.5MPa以上的压力差，图b、c为其图形符号。温度补偿调速阀温度补偿调速回的压力补偿原理部分与普通调速阀相同。如何正确选择阀门电动装置阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的设备，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置，因此，正确选择阀门电动装置，对防止出现超负荷现象(工作转矩高于控制转矩)至关重要。 通常，正确选择阀门电动装置的依据如下：操作力矩 操作力矩是选择阀门电动装置的最主要参数，电动装置输出力矩应为阀门操作最大力矩的1.21.5倍。操作推力 阀门电动装置的主机结构

10、有两种：一种是不配置推力盘，直接输出力矩;另一种是配置推力盘，输出力矩通过推力盘中的阀杆螺母转换为输出推力。输出轴转动圈数 阀门电动装置输出轴转动圈数的多少与阀门的公称通径、阀杆螺距、螺纹头数有关，要按M=H/ZS计算(M为电动装置应满足的总转动圈数，H为阀门开启高度，S为阀杆传动螺纹螺距，Z为阀杆螺纹头数)。阀杆直径 对多回转类明杆阀门，如果电动装置允许通过的最大阀杆直径不能通过所配阀门的阀杆，便不能组装成电动阀门。因此，电动装置空心输出轴的内径必须大于明杆阀门的阀杆外径。对部分回转阀门以及多回转阀门中的暗杆阀门，虽不用考虑阀杆直径的通过问题，但在选配时亦应充分考虑阀杆直径与键槽的尺寸，使组

11、装后能正常工作。输出转速 阀门的启闭速度若过快，易产生水击现象。因此，应根据不同使用条件，选择恰当的启闭速度。阀门电动装置有其特殊要求，即必须能够限定转矩或轴向力。通常阀门电动装置采用限制转矩的连轴器。当电动装置规格确定之后，其控制转矩也就确定了。一般在预先确定的时间内运行，电机不会超负荷。但如出现下列情况便可能导致超负荷：一是电源电压低，得不到所需的转矩，使电机停止转动;二是错误地调定转矩限制机构，使其大于停止的转矩，造成连续产生过大转矩，使电机停止转动;三是断续使用，产生的热量积蓄，超过了电机的允许温升值;四是因某种原因转矩限制机构电路发生故障，使转矩过大;五是使用环境温度过高，相对使电机

12、热容量下降。过去对电机进行保护的办法是使用熔断器、过流继电器、热继电器、恒温器等，但这些办法各有利弊。对电动装置这种变负荷设备，绝对可靠的保护办法是没有的。因此，必须采取各种组合方式，归纳起来有两种：一是对电机输入电流的增减进行判断;二是对电机本身发热情况进行判断。这两种方式，无论那种都要考虑电机热容量给定的时间余量。通常，过负荷的基本保护方法是：对电机连续运转或点动操作的过负荷保护，采用恒温器;对电机堵转的保护，采用热继电器;对短路事故，采用熔断器或过流继电器。液压与气动标准大全一、采标情况：idt或IDT表示等同采用；eqv或MOD表示等效或修改采用；neq表示非等效采用。二、国家标准GB

13、/T 786.11993（2001*） 液压气动图形符号eqv ISO 1219-1:1991GB/T 23462003 流体传动系统及元件 公称压力系列ISO 2944:2000，MODGB/T 23471980（1997） 液压泵及马达公称排量系列eqv ISO 3662:1976GB/T 23481993（2001*） 液压气动系统及元件 缸内径及活塞杆外径neq ISO 3320:1987GB/T 23491980（1997） 液压气动系统及元件 缸活塞行程系列eqv ISO 4393:1978GB/T 23501980（1997） 液压气动系统及元件 活塞杆螺纹型式和尺寸系列eqv

14、ISO 4395:1978GB/T 23511993 液压气动系统用硬管外径和软管内径neq ISO 4397:1978GB/T 23522003 液压传动 隔离式蓄能器 压力和容积范围及特征量ISO 5596:1999,IDTGB/T 2353.11994 液压泵和马达安装法兰和轴伸的尺寸系列及标记neq ISO 3019-2:1986 第一部分：二孔和四孔法兰和轴伸GB/T 2353.21993（2001*） 液压泵和马达 安装法兰与轴伸的尺寸系列和标记液压系统中控制阀起什么作用?通常分为几大类?液压系统中的执行元件（如液压缸、液压油马达）在工作时，需要经常地启动、制动、换向和调节运动速度

15、及适应外负载的变化，因此就要有一套对机构进行控制和调节的液压元件，通常用控制阀来完成。它对外不做功，仅用于控制执行元件，使其满足主机工作性能要求。 1、控制阀按其功能分类（1）方向控制阀，这类阀，如单向阀和换向阀等，用于控制油流方向，以实现执行元件的启动、停止、前进和后退。（2）压力控制阀，这类阀，如溢流阀、减压阀和顺序阀等，用于控制液压系统中的压力，以满足执行元件所需要的力、转矩或工作程序的控制。（3）流量控制阀，这类阀，如节流阀和调速阀等，用于控制液压系统中的油液流量的大小，以实现执行元件所需要的运动速度。2、控制阀按其连接方式分类（1）管式连接，管式阀采用螺纹连接，它直接串联在系统的管路

16、上，不需要专用的连接板。（2）板式连接，板式阀需要专用的连接板，将阀用螺钉装在连接板上，管子与连接板相连，板的前面安装阀，板的后面接油管。（3）法兰连接，流量大于300L/min时，用法兰连接。在管子端部焊接法兰盘，用螺钉与阀体连接。（4）集成块式，集成块是一块通用化的六面体，四周的一面装有与执行元件相连的管接头，其余三面安装阀类元件。集成块的内孔道与各阀相通，组成不同的基本回路。集成块上下面为块与块之间的连接面，几个集成块用长螺栓叠装起来，既形成了整个液压系统。 它的特点是：结构紧凑、油管少、便于装卸与维修。（5）叠加阀式，叠加阀是标准化的液压元件，通过螺栓将阀体叠接在一起，叠加阀互相直接连

17、接即可组成液压系统。每个叠加阀即起控制阀的作用，又起通道体的作用。 它的特点是：结构紧凑、油管少、体积小、重量轻、不需要管道连接、压力损失小、节省了大量的油管和管接头。（6）插装式，这类阀无单独的阀体，由阀芯、阀套等组成的插装元件插装在插装块体的预制孔中，插装块体起到阀体和管路作用，通过块内通道将几个插将元件组成在一起，即可成回路。 它的特点是：非常适合用大流量的场合。3、控制阀按其操纵方式分类通用有手动、脚踏、机动、气动、电动和液动等方式，有时是几种方式组合的形式。4、按工作压力分类按控制阀在液压系统的工作压力分为：低压阀、中压阀和高压阀。5、按控制原理分类通常有开关阀、比例阀、伺服阀和数字

18、阀。开关阀调定后只能在调定状态下工作。比例阀和伺服阀能根据输入信号连接地或按比例地控制系统的参数。数字阀侧用数字信号直接控制阀的动作。如何选用液压油及液压油的品种国际标准化组织把液压油用H来表示，分为易燃的烃类油、抗燃液压油两大类，而我国液压油参照ISO6743/4，把液压油分为矿油型和全成烃型、耐燃型、制动液航空、舰船和液力传动等用途。 现将液压系统每种油代号，组成和特性及应用作详细介绍：HH型是无抗氧剂的精制矿物油；HL型是精制矿油，并改善其防锈和抗氧性；HM型是比HL型的抗磨性好；HR型是比HL型粘温性好，HV型是比HL低温性能好，HS是无特定难燃性的合成液，具有特殊性能；HG型具有粘滑

19、性，主要应用在液压和滑动轴承导轨润滑系统合用的机床，在低粘速下使用振动或间断滑动（粘滑）减为最小。 另外，还有难燃液压油类，HFAE水包油乳化液，HFAS水的化学溶液，HFB油包水乳化液，HFC含聚合物水溶液；HFDR磷酸酯无水合成液，HFDS氯化烃无水合成液，HFDU其他成分的无水合成液。 其上的所有型号油都是在高载荷部件的一般液压系统机械和船用设备应用。只是根据设备的要求和工作状况不同进行选用。 液压系统液力传动油目前按100度的粘度分为6号和8号，及液力传动两用油。液压油的分类采用国际标准用40度的粘度的中心值为粘度牌号，共分为10、15、22、32、46、68、100、150八个粘度等

20、级。 液压油选用的一般原则及注意事项：理想液压油是不存在的，各种液压油都会有着这样或者那样的不足，而我们选用的原则是根据液压系统的工作条件和工作环境，并结合维护保养与经济因素综合考虑的。4、1液压油的选用4：1、压系统的工作压力不同的工作压力对液压油品质的要求是有一定差异的。一般，随工作压力的增加，要求液压油的抗磨性、抗氧化性、抗泡性以及抗乳化和水解安定等性能要提高。另外，为防止随压力的增加而引起泄露，其粘度也应相应的增加；反之，则降低，具体如表3：表4按压力选液压油品种压力16MPa液压油品种HH，HL叶片泵时用HMHL，HM，HVHM，HV表5按压力选液压油的粘度压力02.5MPa2.5M

21、Pa8MPa8MPa16MPa16MPa32MPa粘度(cst)V501030204030504060以0832捣固车为例，其上压力Pmax=15Mpa、Pmin=4.5Mpa。据表4、5可粗选液压油HM（抗磨液压油），粘度牌号可选N46、N68、N100。2、工况，环境条件工作条件较恶劣或工作环境温度较高，对油液的粘温特性、热稳定性、润滑性以及防锈蚀等性能有严格的要求。一般情况下环境温度高（40）或靠近热源的机械，为保证系统的安全可靠，应优先选用难燃性及粘温性较高的油品，环境条件恶劣或温差变化大时，应选用粘温特性好及润滑性能优良的油品，具体见表2：表6不同环境和工况条件下适用的液压油品种工况

22、环境压力7.0MPa以下温度50以下压力7.0-14.0MPa温度50以下压力7.0-14.0MPa温度50-80压力14.0MPa以上温度80-100室内，固定液压机械L-HLL-HL或L-HML-HML-HM露天，寒冷和严寒区L-HRL-HV或L-HSL-HV或L-HSL-HV或L-HS地下，水上L-HLL-HL或L-HML-HL或L-HML-HM以0832捣固车为例，根据我省的气候特征及捣固车的作业特点，选择HM油，可基本满足要求。3、泵的类型和液压系统的特点由于液压系统最繁重的元件是泵与马达，故一般液压油粘度的选用主要是根据液压泵的类型及液压系统工作部件的运动速度与压力合理选择。液压泵

23、用的最佳粘度应当在满足轴承和其他相对运动零件的润滑所要求的最小粘度基础上，使液压泵的效率最高；一般说来，润滑性的顺序为叶片泵柱塞泵齿轮泵。工作部件低速运动的液压系统应选用粘度较高的油液。反之，应选用粘度较低的油液。具体如表5：表7各种液压泵选用的液压油要求泵种类粘度(40)mm2/s适用液压油种类与牌号5404080叶片泵7MPa以下30504075HM(抗磨液压油)N32，N46，N687MPa以上50705590HM(抗磨液压油)N46，N68，N100特种泵30504080HL(抗氧防锈)N32，N46，N68齿轮泵307095165HL，HMN32，N46，N68，N100，N150径

24、向柱塞泵305065240HL，HMN32，N46，N68，N100，N150轴向柱塞泵4070150HL，HMN32，N46，N68，N100，N150捣固车上使用的液压油泵为赫格丹尼逊公司生产的T6DC系列双联叶片泵和T2SDCB系列三联叶片泵。参照表7，并结合工作压力与工作环境要求，可得选N46抗磨液压油是合适的。4、密封材料的适应要求液压装置的密封圈等橡胶材料，如在使用前不很好的选择则在液压油工作时会出现膨胀、收缩、侵蚀、溶解等现象，造成系统性能下降，如HM抗磨液压油与天然橡胶、丁基橡胶、乙烯橡胶、硅橡胶等相容性较差，这点在实际使用当中是要予以重视的。4.2需注意的事项：1）液压品种，

25、质量和粘度要符合工程机械说明书的要求，不同品种、牌号的液压油是严禁混用的，甚至同一品种牌号但不同厂家的油品也不能混用。2）要严格控制污染，尤其是大养设备液压系统的电液伺服系统对油品清洁度有较高要求。因此，在加换新油时，必须要充分过滤。3）当油质下降，如发黑、发臭、粘度降低等，应及时换油。4）如用国产油代替进口油时，代替的原则是以高质油代低质油，如HM代HL、HV代HM等，这样比较保险。如何选用流量控制阀流量控制阀主要有节流阀和调速阀两大类。选用时，首先根据液压系统中的最大流量和压力确定流量控制阀的规格；然后根据负载运动速度的稳定性要求及流量控制阀的特点，确定流量控制阀的类型；再次要保证所选用阀

26、的额定流量应大于工作中的最大实际流量；还要使所选用阀的最小稳定流量应小于该阀所控制的系统执行元件最低运动速度所决定的流量值。例如，对于运动稳定性要求严格的或微量进给液压系统，应选用温度补偿式调速阀；对执行件要求速度稳定，而且不产生爬行，应选用普通调速阀。在选用调速阀时，应注意调速阀的最小稳定流量，使其务必小于执行元件所需的最小稳定流量。液压技术的基本知识液压技术在国民经济中有哪些应用！1、由于液压技术有许多的突出优点，从民国用到国防，由一般传动到精确度很高的控制系统，都得到广范的应用。2、在机床工业中，目前机床传动系统有85%采用了液压传动与控制。如磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、剪床、和组合

27、机床等。3、在冶金工业中，电炉控制系统、轧钢机的控制系统、平炉装料、转炉控制、高炉控制、带材跑偏和恒张力装置等都采用了液压技术。4、在工程机械中，普遍采用了液压传动，如挖掘机、轮胎装载机、汽车起重机、履带推土机、轮胎起重机、自行式铲运机、平地机和振动式压路机等。5、在农业机械中，采用液压技术也很广泛，如联合收割机、拖拉机和犁等。6、在汽车工业中，液压越野车、液压自卸式汽车、液压高空作业车和消防车等均采用了液压技术。7、在轻纺工业中，采用液压技术的有塑料注塑机、橡胶硫化机、造纸机、印刷机和纺织机等。总之，一切工程领域，凡是有机械设备的场合，均可采用液压技术，其前景非常光明。千斤顶 液压千斤顶原理

28、知识由于17世纪时不存在牙膏管，因此，人们怀疑布雷斯帕斯卡（Blaise Pascal，16231662，法国著名的科学家和哲学家）是否提出了帕斯卡原理，是否每天早晨都在冥思苦想它的功能。 不过，可以肯定的是，许多与液体静压力有关的其他效应都逃不出他的注意力，首先就是液压起重机的原理。很久之前，工程师们就利用过这种类型的机器，今天，只要在停车场或者加油站，就可以看到液压起重机，利用它使出一个孩子的力气就能将一辆汽车抬起来。让我们看看这种器械是如何工作的，并设法自己制作一个器械以供实验之用。 请看图2。用一根管手将两个充满了液体（水或油）的容器连起来。其中一个容器截面很大，另一个容器截面则很小，

29、假设它比前一个截面小1000倍。如果用一个活塞（A）向下压截面小的容器液面，液体就受到了一个压力，这个压力的强度会按照原来的大小传递到液体表面的任何其他部分，当然也包括在大截面容器里与活塞（B）接触的液体的表面。压强等于作用力除以作用面积。根据帕斯卡原理，活塞A下的压强与活塞B下的压强相等，又由于活塞B下的面积比活塞A下的大1000倍，在它上面的作用力就应比在A上的作用力也大1000倍。因此，为了将一辆1吨重的汽车抬起来，只要1公斤的作用力就够了。液压制动器、压缩机、汽车的千斤顶、水泵等许多器械都得益于这一原理。验证帕斯卡原理的小实验利用两个去掉了针头的注射器，我们就可以在家里制作一个这类小型

30、液压装置。 比如，用一个截面为5平方厘米输血用的粗注射器和一个截面为05平方厘米的很小的注射器，将它们的开口用又粗又短的管子连起来。根据帕斯卡原理，力的转化系数大约为10。将水、油或其他的液体灌满注射器，即两个活塞中间的全部空间，注意将气泡排除掉。然后请你的朋友用大姆指挤压两个活塞中的一个，你同时用大拇指挤压另一个活塞。我们可以将这个小小的游戏取名为“铁大拇指的较量”，或者叫“帕斯卡大拇指的较量”。当然，谁挤压细小的注射器，谁就会不费力气地取胜。如果你有一定的创造力和做实验的才能，就可以用一个弹簧测力计或者称东西的磅秤（如图3所示），想方设法去测量在挤压两个活塞中的一个时（或者用一个重量比活塞

31、与注射器管壁之间的摩擦力大的砝码）所施加的压力，验证一下帕斯卡原理，看看两边的压力是否相等。不要忘记从测到的数值中减去挤压注射器之前已存在的值，相当于这一系统的活动部分，即液体加上活塞的重量。最后，如果你想验证作为压力器的这种装置的效能，可在磅秤盘子与大活塞之间放上一个核桃：你将会看到挤压一下小注射器的活塞就能轻易地将核桃压碎。用这种小机器就能完成“海格立斯”（宙斯之子，力大无穷，曾完成12项英雄业绩）那样的伟业。准备好一个充满液体的封闭木桶（不要留有空气，因为空气在压力下会被压缩），就可以开始向你的朋友们演示了。将盛满液体的木桶同一支同样也灌满液体的小注射器和小管子连起来，你将看到后两者能将

32、木桶瞬间击碎。我们试着算一笔账：一支截面为05平方厘米的普通注射器，用大拇指施加在活塞上的压力为20公斤（用磅秤验证一下，达到此重量并不难），结果出来的压强竟是40个大气压！很少有木桶能承受住这样的压强。一位农民遗憾地发现了这种现象。他想通过一根很长的细管子将珍贵的葡萄酒从自己的乡间农舍输送到低30多米的山脚下的一位朋友家里。一切都很顺利：朋友家的酒桶灌满了葡萄酒，但随后液体管子内的压力很快使木桶破碎，葡萄酒浸泡了房子。气泡对液压系统的危害及其对策随着现代化生产和科学技术的进步，液压传动领域向着成本低、体积小、寿命长、自动化程度高、可靠性好等方向发展已成为一种必然趋势。为此而展开的研究课题很多

33、，作者就油中气泡的形成、危害及去除技术等有关问题作一简要叙述。 1、油中气泡的来源及其对系统的危害 （1）气泡的来源 液压油在生产、储运以及系统在大气压力下工作，因此油液中含有空气是不可避免的。往往把油中空气称之为掺混空气，掺混空气是以直径很小的球状气泡悬浮于油中，掺混空气的生成有两条途径： 主要是通过油箱和泵的吸入管掺混入油内，如油箱油面太低，泵吸入管口半露于油面或淹深很浅时，均可将空气吸入；若泵的进油管路漏气，则大量的空气会被吸入；再如系统回油管口高于油箱油面时，高速喷射的系统回油卷带着空气进入油中，又再度经油泵带入系统。 实践虽然证明溶解于油液中的空气，对油的物理性质没有什么直接的影响。

34、但溶解了一定数量的空气处于饱和状态的油液，流经节流口或泵入口段，当绝对压力下降到油液的空气分离压时，油中过饱和的空气就会被析出，使本来溶解于油中的微细气泡聚集成较大的气泡出现在系统中。 （2）对系统的危害 从经济性和系统工作质量的角度来看，油中气泡对系统的危害是相当大的，主要有以下几个方面： 系统工作不良。在液压传动系统中，油液是动力的传递介质，在没有空气混入的场合下，其压缩率约为（57）10-10m3/N，也就是压力增加10MPa时，容积仅被压缩减少为0.625。因此，在一般的液压系统中可以认为油是非压缩性流体，而不考虑其压缩性。一旦油中混入空气，其压缩率便会大幅度增加，油液本身具有相当高的

35、刚度或是大的体积弹性系数（压缩率的倒数）则大大减低，严重地危害着系统的工作可靠性，如自动控制失灵、工作机构产生间歇运动、被加工件的废品率增大等。由于气泡引起的装置误动作还会发生机械及人身事故。 油温升高。气泡如在泵等的瞬间压缩之后，其温度会急剧升高。如果气体不溶解于油中，其绝热压缩的温升近似值是不难计算的，例如，将35的气泡加压至3.5MPa时，其温升可达到580。气泡在达到高温之后，其周围的油便会产生燃烧，成为系统油温骤然升高的主要原因。然而空气是难以导热的，油中存有气泡时，其导热系数大大减低，严重地影响着油的冷却效果。油温升高带来的不良后果有以下几个主要方面： a.加速油的氧化。油温的升高

36、是促进油液氧化的主要原因。根据氧化的机理可知，油温在60以上时每升高10，其氧化速度成倍递增。氧化后的油液通常都会使粘度增加并生成酸性化合物，引起系统中金属件的腐蚀现象。并且氧化物的化学性质一般比热解作用的产物更为活泼，所以更容易产生渣泥，连同铁锈、金属屑等机械杂质又作为氧化过程的催化剂，使油液加速氧化。一般希望油温能在90以下，使其具有好的化学稳定性。 b.油的润滑性能下降。性能良好的油液能在金属摩擦表面形成牢固的油膜。油膜的强度和厚度主要取决于油液的质量。变质后的油液其油膜强度不足以承受工作负载的压力，致使金属表面互相接触，从而导致摩擦力急剧增加，加速零件的磨损，所以说油液的润滑性对于液压

37、装置具有重要意义。 c.加速密封件老化。液压系统中采用的密封件均由不同化学成分的材料制成各种形式的密封圈、垫，不但要求与油液有好的相容性，而且还要要求有适当的工作油温，如油温超过密封件的正常耐热温度，便会使其加速老化，失去应有的弹性，而导致过早地丧失密封性能。 导致气蚀的发生。油中气泡被油液带到高压区时，体积急剧缩小，气泡又重新凝聚为液体，使局部区域形成真空，周围液体质点以高速来填补这一空间，质点互相碰撞而产生局部高压，形成液压冲击，使局部压力升高可达数百甚至上千个大气压力。如果这个局部液压冲击作用在固体壁面上，可引起固体壁面的剥蚀，称之为气蚀现象，它对系统的危害性很大。 油中气泡还能起系统的

38、振动和噪声的增加以及泵的容积效率减低等不良影响。 2、传统气泡去除方法的剖析 人们对气泡研究及其危害性的认识虽然存在差异，但在液压装置的设计制造过程中均考虑了气泡的去除问题，那就是沿用至今唯一方法，即利用系统中必备的油箱进行气泡的去除，尽管在油箱的结构上采取了多种措施，如水平截面积大于油液深度、设置隔板而延长油在油箱内的停留时间、进出油口尽量设置得远些以及体积要大等。但从气泡去除效果以及装置结构方面来看仍有下列不足： （1）气泡去除效果差 采用油箱自然去除法，就是靠气泡自身的浮力而自行浮至油面溶入大气的方法。气泡的直径一般为0.250.5mm，如果气泡界面的油液没有作向上运动的话，完全要靠自身

39、浮力克服油液的摩擦阻力而向上运动。根据斯托克斯法则可知，气泡的上浮速度与气泡的大小及油液粘度有关，也就是说上浮速度与气泡大小成正比、与油液粘度成反比。如直径为0.3mm的气泡在粘度为10010-6m2/s的油液中每分钟只上浮30mm。由于泵的搅拌作用，微细化后的气泡再经阀口高速喷出成为乳化液状气泡，即使在油箱内滞留相当长的时间，靠自行浮上也是极其困难的。由此可见，仅靠油箱来去除气泡，其效果是相当差的，研究和开发强制式气泡去除装置势在必行。 （2）液压装置结构增大 油箱除具有储油、冷却功能之外，体积大的一个根本原因就是考虑到气泡的去除，我国油箱的体积一般为泵流量的35倍，美国行业规定油箱的体积不

40、得小于泵流量的3倍。由于采用大体积油箱，往往使装置整体结构变大，且不经济。 3、强制式气泡去除器 （1）基本结构与原理 强制式气泡去除器的基本结构如图1所示。主要由进油腔、工作腔、导向叶轮、出油腔及排气管等组成。当油液从切线方向进入油腔时，以一定的动能冲向导向轮叶片，在导向轮的作用下，液体作螺旋加速运动，由于油液质量大于气泡质量，在离心力的作用下，气泡向中心轴线处集聚，中心轴线上的压力是随着液流螺旋加速度的增加而递减的，在工作腔最小直径处的中心压力最低，气泡在中心轴线上的压差和接近中心液流的连带作用下向工作腔最小直径处运动而集合，在工作腔与出油腔结合处的右侧附近，液流由于没有螺旋运动，所以此处

41、的压力高于出油腔入口处的压力，大量聚积起来的气体在压力的作用下通过排气管排出装置之外。其工作原理可用图2表示。 线段说明： OA段为进油腔（内装导向叶轮）。其中对应的两线段分别是：OA为轴线方向的压力值；OA为轴线方向原有气泡含量。 AB段为工作腔。其中对应的两线段分别是：AB为轴线中心处的压力变化趋势；AB为轴线中心处的气泡析出量变化趋势。 BC为排气段（为出油腔右侧很小一部分）。其中对应的两条线段分别是：BC为轴线中心处的压力变化趋势；BC为排出气体量变化趋势。 CD段为出油腔。其中对应的CD为脱气后油液流经出油腔的压力变化趋势。 （2）本装置的主要特点 由于液流在工作腔的旋流半径很小，气

42、泡很容易向中心方向移动。还有在工作腔的液体有较大的离心加速度，所以在半径方向上形成了较大的压力梯度，十分有助于气泡的析出。 进入到工作腔的液体在导向叶轮作用下具有较大的角动能，促使液体能够维持较长距离的加速旋转运动，这就增加了气泡随油在工作腔内的旋转次数，所以有着相当高的气泡去除效率。 本装置具有较大的压差范围，所以有较大的流量适应区域，即对于某一规格的装置来说，最大流量不小于最小流量的三倍，通过控制进油压力，可使本装置在一定流量范围内的任一流量下均处良好的气泡去除工况。 适用于动力传递介质的任何粘度油液的气泡去除。 由于本装置体积较小，可以忽略其内部通流液体的重量，所以具有任意的安装位置，而

43、不影响气泡去除效果。 （3）应用方式及其效果 单独使用。将本装置的进油腔与系统回油路相接，出油腔直接通向油箱，一遍去除效果最高可达99.9。 与泵组合使用。将本装置的进油腔与系统回油路相接，出油腔与泵的进油口相接，一遍去除效果最高可达100。 两种方式共同的特点：一是均安装于油箱内，不怕泄漏；二是安装方便，组成简单；三是无需专用动力，节省能源。 就谋求油压系统高效率、低成本，把着眼点放在油的质量上，这种说法一点儿也不过份。从液压装置的使用成本来看，除了动力源耗能之外，就要数液压油了。如果能延长油的使用周期，那么就可以使液压系统长时间地处于高效率、低成本的良好状态。事实说明，要使液压油长时间的质

44、量稳定，关键的问题是要解决好油中混入空气这一对油液危害最大的难题。对此，开发和应用强制式液压油气泡去除装置有着十分重要的意义。液压控制阀的分类及其原理液压传动中用来控制液体压力流量和方向的元件。其中控制压力的称为压力控制阀，控制流量的称为流量控制阀，控制通断和流向的称为方向控制阀。压力控制阀按用途分为溢流阀减压阀和顺序阀。(1)溢流阀：能控制液压系统在达到调定压力时保持恆定状态。用於过载保护的溢流阀称为安全阀。当系统发生故障，压力昇高到可能造成破坏的限定值时，阀口会打开而溢流，以保证系统的安全。(2)减压阀：能控制分支迴路得到比主迴路油压低的稳定压力。减压阀按它所控制的压力功能不同，又可分为定

45、值减压阀(输出压力为恆定值)定差减压阀(输入与输出压力差为定值)和定比减压阀(输入与输出压力间保持一定的比例)。(3)顺序阀：能使一个执行元件(如液压缸液压马达等)动作以后，再按顺序使其他执行元件动作。油泵產生的压力先推动液压缸1运动，同时通过顺序阀的进油口作用在面积A上，当液压缸1运动完全成后，压力昇高，作用在面积A的向上推力大於弹簧的调定值后，阀芯上昇使进油口与出油口相通，使液压缸2运动。流量控制阀利用调节阀芯和阀体间的节流口面积和它所產生的局部阻力对流量进行调节，从而控制执行元件的运动速度。流量控制阀按用途分为5种。(1)节流阀：在调定节流口面积后，能使载荷压力变化不大和运动均匀性要求不

46、高的执行元件的运动速度基本上保持稳定。(2)调速阀：在载荷压力变化时能保持节流阀的进出口压差为定值。这样，在节流口面积调定以后，不论载荷压力如何变化，调速阀都能保持通过节流阀的流量不变，从而使执行元件的运动速度稳定。(3)分流阀：不论载荷大小，能使同一油源的两个执行元件得到相等流量的为等量分流阀或同步阀；得到按比例分配流量的为比例分流阀。(4)集流阀：作用与分流阀相反，使流入集流阀的流量按比例分配。(5)分流集流阀：兼具分流阀和集流阀两种功能。方向控制阀按用途分为单向阀和换向阀。单向阀：只允许流体在管道中单向接通，反向即切断。换向阀：改变不同管路间的通断关係根据阀芯在阀体中的工作位置数分两位三

47、位等；根据所控制的通道数分两通三通四通五通等；根据阀芯驱动方式分手动机动电动液动等。图2为三位四通换向阀的工作原理。P为供油口，O为回油口，AB是通向执行元件的输出口。当阀芯处於中位时，全部油口切断，执行元件不动；当阀芯移到右位时，P与A通，B与O通；当阀芯移到左位时，P与B通，A与O通。这样，执行元件就能作正反向运动。60年代后期，在上述几种液压控制阀的基础上又研製出电液比例控制阀。它的输出量(压力流量)能随输入的电信号连续变化。电液比例控制阀按作用不同，相应地分为电液比例压力控制阀电液比例流量控制阀和电液比例方向控制阀等。换向阀的常见故障及维修方法换向阀的常见故障及维修方法 换向阀的故障有

48、：阀不能换向或换向动作缓慢，气体泄漏，电磁先导阀有故障等。 （1）换向阀不能换向或换向动作缓慢，一般是因润滑不良、弹簧被卡住或损坏、油污或杂质卡住滑动部分等原因引起的。对此，应先检查油雾器的工作是否正常；润滑油的粘度是否合适。必要时，应更换润滑油，清洗换向阀的滑动部分，或更换弹簧和换向阀。 （2）换向阀经长时间使用后易出现阀芯密封圈磨损、阀杆和阀座损伤的现象，导致阀内气体泄漏，阀的动作缓慢或不能正常换向等故障。此时，应更换密封圈、阀杆和阀座，或将换向阀换新。 （3）若电磁先导阀的进、排气孔被油泥等杂物堵塞，封闭不严，活动铁芯被卡死，电路有故障等，均可导致换向阀不能正常换向。对前3种情况应清洗先

49、导阀及活动铁芯上的油泥和杂质。而电路故障一般又分为控制电路故障和电磁线圈故障两类。在检查电路故障前，应先将换向阀的手动旋钮转动几下，看换向阀在额定的气压下是否能正常换向，若能正常换向，则是电路有故障。检查时，可用仪表测量电磁线圈的电压，看是否达到了额定电压，如果电压过低，应进一步检查控制电路中的电源和相关联的行程开关电路。如果在额定电压下换向阀不能正常换向，则应检查电磁线圈的接头（插头）是否松动或接触不实。方法是，拔下插头，测量线圈的阻值，如果阻值太大或太小，说明电磁线圈已损坏，应更换.电磁阀的原理与结构知识简介电磁阀的原理与结构知识简介 直动式电磁阀 原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件

50、从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。 特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。 分布直动式电磁阀原理： 它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。特点： 在零压差或真空、高压时亦能可靠动作，但功率较大，要求必须水平安装。 先导式电磁阀 原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔

51、室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。 特点： 流体压力范围上限较高，可任意安装(需定制)但必须满足流体压差条件 输油泵出现故障的原因及的判断方法输油泵出现故障的原因及的判断方法 输油泵故障原因： 一般来说，机器式输油泵十分可靠，即使出了故障，往往是膜片破裂引起输油不足。有时油泵摇臂或弹簧磨损过度，也会造成输油不足，该故障较易识别。老式输油泵可修，但新式的输油泵因不可拆，一旦失效就的换新。 检修方法： 1、首先检查泵机构中驱

52、动膜片工作的推杆是否损坏用手指轻轻的堵住油泵进油口，试起动发动机，此时若感觉有吸力，可证明推杆完好无损。 2、指尖无被吸感，说明推杆已损坏，喷油泵应整体更换。 电动喷油泵工作时，若发出一种有力的泵油声，说明该泵完好，如果无此泵油声，说明供油泵发生故障。齿轮式润滑油泵的修理常识随着使用时间的增长，齿轮式润滑油泵会出现泵油不足，甚至不泵油等故障，主要原因是有关部位磨损过大。齿轮式润滑油泵的磨损部位主要有主动轴与衬套、被动齿轮中心孔与轴销、泵壳内腔与齿轮、齿轮端面与泵盖等。润滑油泵磨损后其主要技术指标达不到要求时，应将其拆卸分解，查清磨损部位及程度，采取相应办法予以修复。 主动轴与衬套磨损后的修复

53、润滑油泵主动轴与衬套磨损后，其配合间隙增大，必将影响泵油量。遇此，可采用修主动轴或衬套的方法恢复其正常的配合间隙。若主动轴磨损轻微，只需压出旧衬套后换上标准尺寸的衬套，配合间隙便可恢复到允许范围。若主动轴与衬套磨损严重且配合间隙严重超标时，不仅要更换衬套，而且主动轴也应用镀铬或振动堆焊法将其直径加大，然后再磨削到标准尺寸，恢复与衬套的配合要求。 润滑油泵壳体的修理 壳体裂纹的修理：壳体裂纹可用铸508镍铜焊条焊补。焊缝须紧密而元气孔，与泵盖结合面平面度误差不大于005毫米。 主动轴衬套孔与从动轴孔磨损的修理：主动轴衬套孔磨损后，可用铰削方法消除磨损痕迹，然后配用加大至相应尺寸的衬套。从动轴孔磨

54、损也以铰削法消除磨损痕迹，然后按铰削后孔的实际尺寸配制从动轴。 泵壳内腔的修理：泵壳内腔磨损后，一般采取内腔镶套法修复，即将内腔搪大后镶配铸铁或钢衬套。镶套后，将内腔搪到要求的尺寸，并把伸出端面的衬套磨去，使其与泵壳结合面平齐。 阀座的修理：限压阀有球形阀和柱塞式阀两种。球形阀座磨损后，可将一钢球放在阀座上，然后用金属棒轻轻敲击钢球，直到球阀与阀座密合为止。如阀座磨损严重，可先铰削除去磨痕，再用上法使之密合。柱塞式阀座磨损后，可放入少许气门砂进行研磨，直到密合为止。 泵盖的修理 工作平面的修理：若泵盖工作平面磨损较小，可用手工研磨法消除磨损痕迹，即在平台或厚玻璃板上放少许气门砂，然后将泵盖放在

55、上面进行研磨，直到磨损痕迹消除，工作表面平整为止。当泵盖工作平面磨损深度超过01毫米时，应采取先车削后研磨的办法修复。 主动轴衬套孔的修理：泵盖上的主动轴衬套孔磨损的修理与壳体主动轴衬套孔磨损的修理方法相同。 齿轮的翻转使用 润滑油泵齿轮磨损主要是在齿厚部位，而齿轮端面和齿顶的磨损都相对较轻。齿轮在齿厚部位都是单侧磨损，所以可将齿轮翻转180度使用。当齿轮端面磨损时，可将端面磨平，同时研磨润滑油泵壳体结合面，以保证齿轮端面与泵盖的间隙在标准范围内。液压控制阀故障问题分析MS9001E型燃气轮机发电机组其简单循环带基本负荷燃用180号重油时的功率为13.8MW, 压比为l2.3。 其总体结构布置

56、中2号轴承布置在压气机与透平机之间, 3号轴承布置在透平排气扩压段内。压气机进口导叶可调, 通过9OTV-1控制。由主燃油泵供给燃料, 主燃油泵的燃油旁通阀调节机组的燃料量, 进而控制负荷的变化。而燃油旁通阀由65FP-1控制, 该燃机自2002 年下半年以来多次发生因65FP-l故障造成开机延时或燃料量大幅波动而跳机。 1.故障及原因分析 65FP-1是一个电液转换器（或称伺服阀），当输入线圈的电流信号发生变化时, 扭矩马达带动电枢和柔性管动作, 引起第一级喷射管两侧的流量变化, 进而改变第二级滑阀两端压力并带动滑阀动作, 使油缸进油或出油，从而带动燃油旁通阀工作。燃油旁通阀故障现象主要有两

57、种: 一是在开机过程中, 点火后燃油流量FQL偏离流量输入信号FSR, 流量过大造成超流量保护动作而启动失败, 有时没有流量或者流量非常大而启动失败。另一种是在正常运行过程中, 燃油流量FQL瞬间偏离流量输入信号FSR, 在几秒钟内燃油流量上飚或下降, 但在几秒钟内又能恢复。当燃油流量下降时, 负荷下滑, 即刻又恢复, 一般不会发生跳机, 而当燃油流量上飚时, 负荷上升, 有可能造成排气温度高而跳机。 65FP-1电液转换器发生故障后, 曾经解体清理，从解体情况看, 内部油滤上有不少油泥, 滑阀金属表面能刮下一层漆状沉积物, 呈硬质半透明棕色涂层。这种油泥和漆状物是伺服阀故障的原因。造成液压控

58、制阀故障的原因好像是油质恶化, 但润滑油常规化验指标(粘度、清洁度、酸值等)均符合要求, 而且润滑油到液压油有一个0.5m的精滤, 滤网压差正常, 即使更换了油滤，液压控制阀并没有好转的迹象。进一步（2002年5月）分析润滑油指标, 润滑油的抗氧化性试验得出，7号、8号机Millipore油泥已分别达到4.21mg/100mL和6.12mg/10OmL。 由于备品油选型和工期安排问题, 在2003年初先对8号机用TURBO GT32润滑油进行了更换。更换后, 没有再发生65FP-1的卡涩问题。但7号机没有更换，问题依然存在, 而且有严重化趋势。到2003年3 月中旬, 对7号机润滑油再次取样，

59、Millipore 油泥达到了9.16mg/100mL，在4月大修中用TURBO GT32油更换, 更换后几次开停机都没出现65FP-1的卡涩现象。 2.润滑油的选型 燃气轮机中的润滑油处于极为恶劣的高温氧化环境中,巴氏合金轴承可承受的温度高达120，但轴承周围的密封空气温度更高, 那里油膜温度可达130, 有的最高甚至有140150, 这已达到或超过矿物油及添加剂的温度极限。加上暴露于密封空气中, 油的氧化非常剧烈。正因为燃机润滑油在运行中遇到的最大挑战是高温氧化, 所以燃机润滑油规格中抗高温氧化性能是最值得关注的指标。联邦氧化试验能比较好地反映油在高温下的抗老化、抗油泥生成性能。联邦氧化试

60、验时, 油中加入五种金属作为催化剂(铜、银、铝、镁、铁), 在175下，通入空气流进行72h的老化。试验报告油老化后粘度的变化、酸值的增加量、油泥的含量等。油品在此试验中经历最苛刻的高温抗氧化考验。常规化验对粘度和酸值关注比较多, 但对于要用作液压油的燃机润滑油, 油泥对液压控制器的威胁要引起足够的重视。 在比较了多种润滑油的各种技术经济指标后, 选择壳牌公司的TURBO GT32。 它是由基础油XHVI和特殊的耐高温添加剂配方。 XHVI基础油是合成烃类油, 它的独到之处是自身抗氧化性强, 不易生成氧化物, 同时具有很好的聚合物溶解性。经油泥生成试验（175、72h）,TURBOGT仅为35

61、mg/100mL，而矿物燃气轮机油高达7501000mg/100mL。 3.换油工作 为了最大限度地清除系统中残存的旧油、油泥、沉积物、漆膜等在维修过程中进入的杂质, 经过清洗油箱及管路、反复用冲洗油冲洗、再清洗、再用工作油冲洗、排放后加注全新工作油。换油时，尽量放尽旧油, 减少对冲洗油的污染。在 6070油温时排放, 清除油箱、冷却器等大容器内积油, 打开低位阀门和管路接头, 更换所有过滤器。冲洗过程中, 尽量形成湍流, 油温最好能在3080波动。在进油口和回油管上加装滤网, 当滤网压差过大时, 应及时更换。加热油时, 不得超过88, 加热器表面温度不得超过120, 停止油循环时加热器表面温度不得超过66。 冷却器单独循环, 伺服阀、轴承等敏感部件走旁路。工作油冲洗时油温最好控制在6070。换油后, 提取油样全面化验, 与桶中新油对比。 4.结论 对于燃汽轮机的润滑油品质建议定期进行分析试验, 特别对要用作液压油的润滑油，要进行旋转氧弹试验和Millipore油泥含量分析。当油泥含量达到 5mg/100mL时, 应及时换油, 否则油泥生成速率会加快, 给液压控制件带来威胁。 由于润滑油不可避免接触高温介质和高温部件, 容易发生氧化, 加剧了油泥的析出, 从而不适合用作液压油。因此，建议燃气轮机设计中考虑将润滑油与液压油分开, 从而避免