起重机检验员资格培训课程 起重机械专业基础知识(6) (上课时，请将手机改至振动或静音！)

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1 起重机检验员资格培训课程 起重机械专业基础知识(6) (上课时，请将手机改至振动或静音！)
起重机检验员资格培训课程 起重机械专业基础知识(6) (上课时，请将手机改至振动或静音！) 主讲人：许志沛 西南交通大学 机械工程学院 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 1

2 第6章 液压系统与气压系统 §6.1 液压系统 §6.2 气压系统 (未要求) 一、液压传动的定义（1p） 二、液压传动原理
三、液压传动的系统构成 6.1.1 常见液压元件 动力元件 执行元件 控制元件 辅助元件 6.1.2 常见液压系统组成 (要求) 6.1.3 液压系统安全性能要求(要求) §6.2 气压系统 (未要求) 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 2

3 §6.1 液压系统 一、液压传动的定义（2-1） 液压传动:以液体为工作介质→通过驱动装置将原动机的机械能转换为液压的压力能→通过管道、液压控制及调节装置等，借助执行装置→将液体的压力能转换为机械能→驱动负载实现直线或回转运动。

4 第6章 液压系统与气压系统 §6.1 液压系统 §6.2 气压系统 (未要求) 一、液压传动的定义 二、液压传动原理（3p）
三、液压传动的系统构成 6.1.1 常见液压元件 动力元件 执行元件 控制元件 辅助元件 6.1.2 常见液压系统组成 (要求) 6.1.3 液压系统安全性能要求(要求) §6.2 气压系统 (未要求) 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 4

5 §6.1 液压系统 二、液压传动原理（3-1） 由于作用在密封容器内平衡液体表面上的压强（液压力）将均匀地传递到液体中所有各点上，且不改变大小（帕斯卡定律），这样：当活塞1在力F力作用下向下运动时，重物将随之上升，这说明密封容积中的液体不仅可以传递力，还可以传递运动。 泵 缸

6 §6.1 液压系统 二、液压传动原理（3-2） 1 能量的表示方法 由于 （帕斯卡原理） 及 活塞1的输入功率： 活塞5的输入功率： v2
由于 （帕斯卡原理） 及 活塞1的输入功率： 活塞5的输入功率： v2 2 A1 A2 3 4 h1 h2 液压系统中，功率表达式N=pQ，压力p和流量Q是液压传动中最基本也是最重要的参数。 由于N1=N2=pQ（不考虑任何损失），因此液压系统中的能量传输和转换是守恒的，满足能量守恒定律。

7 §6.1 液压系统 二、液压传动原理（3-3） 千斤顶液压传动的构造图

8 第6章 液压系统与气压系统 §6.1 液压系统 §6.2 气压系统 (未要求) 一、液压传动的定义 二、液压传动原理
三、液压传动的系统构成（3p） 6.1.1 常见液压元件 动力元件 执行元件 控制元件 辅助元件 6.1.2 常见液压系统组成 (要求) 6.1.3 液压系统安全性能要求(要求) §6.2 气压系统 (未要求) 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 8

9 §6.1 液压系统 三、液压传动的系统构成（3-1） 从千斤顶液压系统构造图可看出，液压系统一般有以下几部分组成。 传动介质 控制元件
辅助元件 动力元件 执行元件

10 §6.1 液压系统 三、液压传动的系统构成(3-2) 液压系统的图形符号（2-1）
下页左图所示的液压系统图是一种半结构式的工作原理图。它直观性强，容易理解，但难于绘制。 在实际工作中，除少数特殊情况外，一般都采用液压图形符号（参见GB/T786.1）来绘制，如右图所示。

11 §6.1 液压系统 三.液压传动的系统构成(3-3) 液压系统的图形符号（2-2）
◆图形符号表示元件的功能，而不表示元件的具体结构和参数； ◆反映各元件在油路连接上的相互关系，不反映其空间安装位置； ◆只反映静止位置或初始位置的工作状态，不反映其过渡过程。 液压缸 三位四通手动换向阀 两位三通手动换向阀 可调式节流阀 油箱 溢流阀 液压泵 吸油滤油器 油箱

12 第6章 液压系统与气压系统 §6.1 液压系统 §6.2 气压系统 (未要求) 6.1.1 常见液压元件 6.1.1.2 动力元件
执行元件 控制元件 辅助元件 6.1.2 常见液压系统组成 (要求) 6.1.3 液压系统安全性能要求(要求) §6.2 气压系统 (未要求) 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 12

13 §6.1 液压系统 6.1.1 常见液压元件 6.1.1.2 动力元件 1．液压泵的分类
6.1.1 常见液压元件 动力元件 1．液压泵的分类 （1）单柱式液压泵。如手动应急液压泵。图6.2 工作原理图。 （2）齿轮泵。一般为定量泵,按结构不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,而以外啮合齿轮泵应用最广。对油液的污染也不敏感，压力较高，自吸性好，性价比高。流量脉动明显。 图6.3、图6.4 外啮合渐开线齿轮泵的结构简图和其工作原理。 （3）叶片泵。结构较齿轮泵复杂,但其工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长。所以它被广泛应用于机械制造中的专用机床、自动线等中低液压系统中，但其结构复杂，吸油特性不太好，对油液的污染也比较敏感 (4)定量、变量斜盘式轴向柱塞泵或斜轴式径向柱塞泵。其工作压力高，吸油特性不太好，对油液的污染较敏感。工作平稳,噪声较小,寿命较长，流量脉动小。 2．液压泵选用 表6.1列出了液压系统中常用液压泵主要性能 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 13

14 第6章 液压系统与气压系统 §6.1 液压系统 §6.2 气压系统 (未要求) 6.1.1 常见液压元件 6.1.1.2 动力元件
执行元件 控制元件 辅助元件 6.1.2 常见液压系统组成 (要求) 6.1.3 液压系统安全性能要求(要求) §6.2 气压系统 (未要求) 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 14

15 §6.1 液压系统 6.1.1 常见液压元件 执行元件 1．液压缸 （1）液压缸的基本类型和特点。直线运动（活塞式、柱塞式液压缸）、摆动（摆动液压缸）。单作用液压缸和双作用液压缸。 （2）液压缸的结构。由缸体组件、活塞组件、密封装置等部分组成。常用的缸体组件结构如图6.7。 2．液压马达 液压马达是把液压能转变为机械能的装置。原动机带动其转动时，即为泵，输出压力油(流量和压力)； 当向其通入压力油时，即为马达，输出机械能（转矩和转速）。按工作原理，这是可逆的，但在构造上有限定。实际上一般液压泵和液压马达不可互逆运用。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 15

16 第6章 液压系统与气压系统 §6.1 液压系统 §6.2 气压系统 (未要求) 6.1.1 常见液压元件 6.1.1.2 动力元件
执行元件 控制元件 辅助元件 6.1.2 常见液压系统组成 (要求) 6.1.3 液压系统安全性能要求(要求) §6.2 气压系统 (未要求) 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 16

17 §6.1 液压系统 6.1.1 常见液压元件 6.1.1.4 控制元件 1．控制阀的分类 2．方向控制阀
分为压力控制阀、方向控制阀和流量控制阀3大类。 2．方向控制阀 在液压系统中起阻止和引导油液按规定流向进出通道，即油路中起控制油液流动方向作用。 方向阀→单向阀→普通单向阀、液控单向阀。 →换向阀→转阀式换向阀 →滑阀式换向阀：手动式换向阀、机动式换向阀、电动式换向阀、液动式换向阀、电液式换向阀。 （1）单向阀。控制油液的单向流动（单向导通，反向截止）。正向流动阻力损失小，反向时密封性好，动作灵敏。 （2）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。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 17

18 §6.1 液压系统 6.1.1 常见液压元件 控制元件 3．压力控制阀。控制油液压力的液压阀。主要有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等，利用作用在阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的原理工作。 （1）溢流阀。溢流阀的主要作用是对液压系统定压或进行安全保护。 （2）减压阀。使出口压力低于进口压力的压力控制阀。其作用是减低液压系统中某一回路的油液压力，用一个油源能提供两个或几个不同压力输出。 （3）顺序阀。利用油液压力作为控制信号实现油路的通断，以控制执行元件顺序动作的压力阀。 （4）压力继电器。压力继电器是一种将油液的压力信号转换成电信号的电液控制元件，当油液压力达到压力继电器的调定压力时，即发出电信号。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 18

19 §6.1 液压系统 6.1.1 常见液压元件 6.1.1.4 控制元件 6.1.1.5 辅助元件 4. 流量控制阀
6.1.1 常见液压元件 控制元件 4. 流量控制阀 在液压系统中，执行元件运动速度的大小是由输入执行元件的油液流量的大小来确定。 流量控制阀依靠改变阀口通流面积（节流口局部阻力）大小或通流通道的长短来控制流量的阀。 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。 辅助元件 液压系统中的液压辅件是动力元件、执行元件和控制元件以外的其它配件，如管件、油箱、过滤器、密封件、压力表、蓄能器等。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 19

20 起重机检验员资格培训课程 起重机械专业基础知识 (上课时，请将手机改至振动或静音！) 课间休息10分钟
起重机检验员资格培训课程 起重机械专业基础知识 (上课时，请将手机改至振动或静音！) 课间休息10分钟 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 20

21 §6.1 液压系统 6.1.1 常见液压元件 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.1 液压系统的分类 6.1.2.2 液压系统基本回路
6.1.3 液压系统安全性能要求 《GB 起重机械安全规程 第1 部分：总则》对液压系统安全性能的要求 《GB/T 塔式起重机》对液压系统安全性能的要求 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 21

22 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.1 液压系统的分类 按工作介质的循环方式分类
（1）开式系统。泵从油箱中吸油，执行元件的回油返回油箱的系统称为开式系统（如图6.21 所示）。 （2）闭式系统。执行元件的回油直接接至泵吸入口的系统称为闭式系统（如图6.22 所示）。 闭式系统中，为了补充系统的泄漏，进行热交换以及供给低压控制油液，必须设置辅助泵。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 22

23 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类）
1.方向控制回路 （1）换向回路→图6.23 换向回路 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 23

24 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类）
1.方向控制回路 （2）闭锁回路→锁紧回路，用以实现使执行元件在任意位置上停止，并防止停止后蹿动。 图6.24 换向阀滑阀机能闭锁回路 图6.25 液控单向阀的闭锁回路 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 24

25 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类）
2. 压力控制回路.利用各种压力阀控制系统或回路。用来实现调压、减压、增压、卸荷、平衡等控制，以满足执行元件对力或 转矩的要求。 （1）调压回路. 根据系统负载的大 小来调节系统工作 压力的回路叫调压 回路。调压回路的 核心元件是溢流阀。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 25

26 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类） 2. 压力控制回路. （2）减压回路
图6.29 用减压阀的减压回路 图6.30 用单向减压阀的减压回路 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 26

27 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类）
2. 压力控制回路. （3）增压回路:用来使局部油路或个别执行元件得到比主系统油压高得多的压力，图6.31为采用增压液压缸的增压回路。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 27

28 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类） 2. 压力控制回路.
（4）卸荷回路:当液压系统中的执行元件停止运动或需要长时间保持压力时，卸荷回路可以使液压泵输出的油液以最小的压力直接流回油箱，以减小液压泵的输出功率，降低驱动液压泵电动机的动力消耗，减小液压系统的发热，从而延长液压泵的使用寿命。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 28

29 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统 基本回路（4类） 2. 压力控制回路. 垂直放置的液压缸及其
（5）平衡回路.为防止 垂直放置的液压缸及其 工作部件因自重自行下 落或在下行运动中因自 重造成的失控失速→平 衡回路作用。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 29

30 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类） 3.速度控制回路
（1）调速回路(3类) ① 节流调速——用定量泵供油，由流量阀改变进入执行元件流量实现调速。图6.38进油路节流、图6.39回油路节流、图6.40旁油路节流调速回路 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 30

31 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类） 3.速度控制回路
（1）调速回路 ② 容积调速——采用变量泵或变量马达实现调速。 1—变量泵 2—安全阀 3—背压阀 4—定量马达 5—辅助泵 6—溢流阀 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 31

32 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类） 3.速度控制回路
（1）调速回路 ③ 容积节流调速——用变量泵和流量阀联合调速 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 32

33 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类） 3.速度控制回路 （2）快速运动回路
1）差动连接快速运动回路， 图6.45所示 2）双泵供油快速运动回路， 图6.46所示 3）蓄能器快速运动回路， 图6.47所示→ （3）速度换接回路 1）快速与慢速的速度换接 回路如图6.48所示 2）两种慢速的速度换接回 路如图6.49、图6.50所示 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 33

34 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类） 4.多缸动作控制回路(2-1)
当液压系统有两个或两个以上的执行元件时，一般要求这些执行元件作顺序动作或同步动作。 （1）顺序回路 1）用压力控制的顺序动作回路 ① 采用顺序阀控制的顺序动 作回路，图6.51 ② 采用压力继电器控制的顺 序动作回路，图6.52 2）用行程控制顺序动作回路 ① 采用行程阀控制的顺序动 作回路，图6.53 ② 采用行程开关控制的顺序 动作回路，图6.54→ 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 34

35 §6.1 液压系统 6.1.2 常见液压系统组成 6.1.2.2 液压系统基本回路（4类） 4．多缸动作控制回路(2-2) （2）同步回路。
包括速度同步和位置同步两类。 1）液压缸机械联结的 同步回路，图6.55 → 2）采用调速阀的同步 回路，图6.56 3）用串联液压缸的同 步回路，图6.57→ 4）用同步马达的同步 回路，图6.58 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 35

36 第6章 液压系统与气压系统 §6.1 液压系统 6.1 液压系统 (考纲要求) 6.1.1 常见液压元件 (考纲要求)
6.1.2 常见液压系统组成 6.1.3 液压系统安全性能要求 《GB 起重机械安全规程 第1 部分：总则》对液压系统安全性能的要求 《GB/T 塔式起重机》对液压系统安全性能的要求 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 36

37 §6.1 液压系统 6.1.3 液压系统安全性能要求 《GB 起重机械安全规程 第1 部分：总则》对液压系统安全性能的要求 液压系统应有防止过载和冲击的安全装置。采用溢流阀时，溢流阀的最高工作压力不得大于系统最大工作压力的1.1 倍，同时不得大于液压泵的额定压力。 为了故障诊断的需要，应在系统中适当位置设压力检测点并在回路图中注明。 系统中应防止系统背压对制动器意外控制和损坏零部件 液压系统应有符合液压元件对介质清洁度要求的过滤器或其他防止油污染的装置。 液压系统中，应有防止被物品或臂架等部件作用，使液压马达超速的措施或装置，如平衡阀。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 37

38 §6.1 液压系统 6.1.3 液压系统安全性能要求 《GB 起重机械安全规程 第1 部分：总则》对液压系统安全性能的要求 平衡阀与变幅液压油缸、伸缩臂液压油缸、顶升液压油缸和液压马达的连接应是刚性连接。如果与平衡阀的连接管路过长，在靠近压力管路接头处应装设自动保护装置（防破裂阀）以避免出现任何意外的起升物品下降。 液压系统的液压油应按照设备使用说明书的要求，根据环境条件选用；油箱的最高和最低油位应有明显的油位标志。液压系统工作时，液压油的最高温升不得影响安全性能。 液压系统应在合适部位设置排气装置。 液压系统中使用的蓄能器，应在其上或附近的明显处设置安全警示标志。应在标志或使用说明书中标明蓄能器的预定压力和充填介质的充气量。 应采取有效措施防止液压系统在装配、安装、保养和维修过程中落入污物，污染度应符合使用说明书的规定。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 38

39 §6.1 液压系统 6.1.3 液压系统安全性能要求 《GB 起重机械安全规程 第1 部分：总则》对液压系统安全性能的要求 液压钢管连同它们的终端部件，爆破压力与工作压力的安全系数应不小于2.5。 液压软管连同它们的终端部件，爆破压力与工作压力的安全系数应不小于4。 液压油缸端口和阀（例如：保护阀）间的焊接或装配连接件，爆破压力与工作压力的安全系数不小于2.5。 对于工作压力超过5MPa 和/或温度超过50℃，并位于起重机操作者1m 之内液压软管，应加装防护安全措施。 任何润滑、液压系统或其他含油装置在运行和安装时应不会使油滴到电气设备上，否则电气设备应加保护。 日常检查液压系统软管在正常工作情况下是否有非正常弯曲和磨损，周检需检查液压系统有无渗漏。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 39

40 第6章 液压系统与气压系统 §6.1 液压系统 6.1 液压系统 (考纲要求) 6.1.1 常见液压元件 (考纲要求)
6.1.2 常见液压系统组成 6.1.3 液压系统安全性能要求 《GB 起重机械安全规程 第1 部分：总则》对液压系统安全性能的要求 《GB/T 塔式起重机》对液压系统安全性能的要求 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 40

41 §6.1 液压系统 6.1.3 液压系统安全性能要求 6.1.3.2《GB/T5031-2008 塔式起重机》对液压系统安全性能的要求
液压油物理和化学特性应满足使用和预期循环次数要求。液压油的黏度确定应考虑塔机工作温度范围及温升，保证系统准确工作。 油箱应设有最高最低油面的标识。放油孔大小和位置的选择应能限制油的流速以避免形成紊流。 滤油器的过滤能力应能满足液压元件工作的要求。滤油器规格应能满足所有工况，考虑允许温升后预期黏度变化范围内流速的需要。 滤油器设计成只为一部分集成回路使用时，如果说明书中提供了它们的清洗和更换清单，则可不设堵塞指示器。这种情况下，要有详细的滤油器拆洗以及系统部件拆洗和油箱清洗的详细程序。如没有提供堵塞指示器时，建议安装旁路以便滤油器堵住时油液从旁路通过。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 41

42 §6.1 液压系统 6.1.3 液压系统安全性能要求 《GB/T 塔式起重机》对液压系统安全性能的要求 液压回路的设计与制造应遵循即使有一个或更多的元件损坏或发生故障也要使事故风险为最小的原则。 液压回路的特性设计应使在一切正常操作状况下，油缸和保压装置运动的可控制。 在回路的主要点应能预先观测到压力值。应有预防在执行机构长期不动作后产生气穴现象的措施。 泵的流量和压力应满足工作要求。泵极限压力应大于溢流阀设定压力。 为避免泵或其他元件的损坏，应防止或限制发动机反转。如不会造成损坏，则可只标现场选择运动方向指令或警告。 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 42

43 §6.1 液压系统 6.1.3 液压系统安全性能要求 6.1.3.2《GB/T5031-2008 塔式起重机》对液压系统安全性能的要求
油缸在正常状态下．考虑可预见的如温度变化造成压力增大等情况下油缸产生的最大力不应对结构产生破坏。 使用单作用缸时，应保证活塞杆安全收回。回路设计应能防止油缸内腔的部分或全部为真空。使用说明书应有使用前检查系统可能形成真空的检查要求和处理方法。 应考虑塔机在使用环境条件下和停用时期活塞杆的防腐蚀。油缸应有截止阀，在无动力或油管失效时停止油缸动作。截止阀应有防止超压的功能。 当外载作用使油缸运动时，应有保持活塞杆速度稳定的装置，以防止对结构的振动。油缸的安装除了要方便部件的拆卸，还要易于塔机和相关部件的维修操作。需要使用者进行调整的阀应安装在容易操作的地方。（end） 涉有争议 恕不翻录 起重机械专业基础知识-许志沛主讲 43