液壓傳動(dòng)主講陳昭印制作杜平

1、本章主要內(nèi)容為：1.液壓傳動(dòng)的定義；2.液壓傳動(dòng)的工作原理（以常見(jiàn)的液壓千斤頂為例）；3.帕斯卡原理；4.液壓傳動(dòng)的基本特點(diǎn)；5.液壓系統(tǒng)的基本組成；6.液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)；7.液壓傳動(dòng)的圖形符號(hào)。1.液壓傳動(dòng)的基本概念液壓傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓的壓力能，然后通過(guò)管道、液壓控制及調(diào)節(jié)裝置等，借助執(zhí)行裝置，將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載實(shí)現(xiàn)直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.液壓傳動(dòng)的工作原理（以常見(jiàn)的液壓千斤頂為例） 液壓千斤頂是一個(gè)最簡(jiǎn)單而又比較完整的液壓傳動(dòng)裝置。圖中小液壓缸2與大液壓缸是兩個(gè)密封而又可以變化的空間容積，當(dāng)手柄1向上提起時(shí)，小液壓缸2中的密封容積

2、增大，內(nèi)部壓力減小而形成“真空”狀態(tài)。這時(shí)，油缸5中的工作液體便在大氣壓力的作用下推開(kāi)單向閥4，從而被吸入小液壓缸2的密封容積中，當(dāng)向下壓手柄1時(shí)，小液壓缸2中的工作液體因受到擠壓而將單向閥4關(guān)閉，小液壓缸2的容積縮小，于是工作液體便頂開(kāi)3，通過(guò)管道9進(jìn)入大液壓缸11中的密封容積，將大活塞向上推起，達(dá)到升起重物的目的，不停提壓手柄1便可使工作液體源源不斷的壓入大液壓缸11中，使重物12上升到必要的高度。工作完畢后，將閥門(mén)8轉(zhuǎn)到接通大液壓缸11和油箱5的位置，在重物12的作用下活塞下降，大液壓缸11的密封容積縮小，工作液體被排回油箱5，重物下降?？梢?jiàn)，在液壓千斤頂提升重物的過(guò)程中，小液壓缸與大液

3、壓缸相當(dāng)于一個(gè)被活塞密封的連通器。4.帕斯卡原理如圖所示的系統(tǒng)中，有兩個(gè)不同直徑的液壓缸，且缸內(nèi)各有一個(gè)與內(nèi)壁緊密配合的活塞。假設(shè)活塞在缸內(nèi)自由滑動(dòng)（無(wú)摩擦力），且液體不會(huì)通過(guò)配合面產(chǎn)生泄漏。兩缸下腔用一管道連通，其中充滿液體。這些液體是密封在缸內(nèi)壁、活塞和管道組成的容積中的。泵缸 如果其中一個(gè)活塞上有重物W,則當(dāng)另一活塞上施加的F力達(dá)到一定大小時(shí)，就能阻止重物W下降，這就是說(shuō)可以利用密封容積中的液體傳遞力。泵缸 由于作用在密封容器內(nèi)平衡液體表面上的壓強(qiáng)（液壓力）將均勻地傳遞到液體中所有各點(diǎn)上，且不改變大小（帕斯卡定律），這樣：當(dāng)活塞在力F力作用下向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重物將隨之上升，這說(shuō)明密封容積中的

4、液體不僅可以傳遞力，還可以傳遞運(yùn)動(dòng)。泵缸4.液壓傳動(dòng)的基本特點(diǎn)綜上所述，液壓傳動(dòng)的基本特點(diǎn)是：（1）以液體為傳動(dòng)介質(zhì)；（2）由于液體沒(méi)有固定形狀，但有一定體積，所以這種傳動(dòng)必須在密封容器（缸或管道等）內(nèi)進(jìn)行；（3）液體只能受壓力，不能受其他應(yīng)力，所以這種傳動(dòng)式靠受靜壓力的液體進(jìn)行的。5.液壓系統(tǒng)的基本組成綜上所述，一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)應(yīng)包括以下5個(gè)組成部分 （1）動(dòng)力元件，即液壓泵。液壓泵式液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，是將原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)或內(nèi)燃機(jī)等）所提供的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ饕后w的液壓能的能量轉(zhuǎn)換裝置。 （2）執(zhí)行元件，指各種液壓控制閥。他們的作用是控制工作液體的液壓能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)負(fù)載的機(jī)械能的換能裝置。做直線

5、往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液動(dòng)機(jī)稱為液壓缸；做連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液動(dòng)機(jī)稱為液壓馬達(dá)。5.液壓系統(tǒng)的基本組成 （3）控制元件，指各種液壓控制閥。他們的作用是控制工作液體的壓力、流量和流動(dòng)方向，相應(yīng)的稱為壓力閥、流量閥和方向閥 （4）輔助元件，包括油箱、管道、過(guò)濾器、蓄能器、冷卻器、加熱器及檢測(cè)儀表等。他們的功能是多方面的，各不相同。5.液壓系統(tǒng)的基本組成 （5）工作液體，指液壓油和乳化液等。他是液壓系統(tǒng)中傳遞力和運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)，即能量的載體；同時(shí)又是液壓系統(tǒng)的狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷的信息載體，所以他是液壓系統(tǒng)中最本質(zhì)的一個(gè)組成部分。 液壓系統(tǒng)中各元件的相互關(guān)系及傳遞、轉(zhuǎn)換能量的方式如圖1-4所示。圖1-4 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基

6、本組成6.液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)與電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)易于實(shí)現(xiàn)直線和往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在高壓下可獲得很大的力和力矩。（2）液壓元件體積小，質(zhì)量輕。在相同的輸出功率條件下，液壓馬達(dá)的體積僅是電動(dòng)機(jī)體積的12%13%；在轉(zhuǎn)速相同的條件下，液壓泵質(zhì)量?jī)H為電機(jī)的10%12%。（3）能在較大范圍內(nèi)方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：（4）運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，耐沖擊，低速穩(wěn)定性好。液壓傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，工作液體具有吸震能力，液壓元件受沖擊力小，傳動(dòng)平穩(wěn)。這對(duì)于運(yùn)動(dòng)均勻性要求很高的設(shè)備尤其重要。（5）慣性小，響應(yīng)速度快。液壓馬達(dá)的力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之比較電動(dòng)機(jī)大得多，所以其加速性能好。加速中等功率

7、電動(dòng)機(jī)需要12s，而加速同等功率的液壓馬達(dá)只需0.1s左右。（6）操縱方便，易于控制。液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：（7）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。（8）工作液體一般都是液壓油，液壓元件都在油中工作，具有良好的潤(rùn)滑條件，因此有利于提高液壓元件工作的可靠性和使用壽命。（9）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，便于批量生產(chǎn)和推廣使用，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)有：（1）由于工作液體的泄露和可壓縮性，液壓系統(tǒng)的剛性較差，因此液壓傳動(dòng)無(wú)法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。（2）由于液體流動(dòng)的阻力損失，油液的泄露及機(jī)械摩擦的存在，液壓傳動(dòng)的效率較低（一般為0.750.80左右）。且不宜于遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。（3）溫度的變化對(duì)系統(tǒng)

8、工作性能影響較大，所以一般的液壓系統(tǒng)不適合在高溫或低溫的環(huán)境中工作。液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)：（4）液壓元件對(duì)工作液體的污染很敏感。污染的液壓油會(huì)使液壓元件磨損、堵塞、性能變壞、壽命縮短。因此，液壓系統(tǒng)對(duì)工作液體的使用維護(hù)要求十分嚴(yán)格。（5）液壓元件的制造精度要求高。（6）液壓系統(tǒng)的故障判斷和處理比較困難，因此要求使用和維護(hù)人員有較高的技術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)計(jì)水平和制造工藝的提高，這些缺點(diǎn)會(huì)被逐漸克服，液壓傳動(dòng)的應(yīng)用范圍將越來(lái)越廣。7.液壓傳動(dòng)的圖形符號(hào)兩種工作原理圖：兩種工作原理圖：1 1、半結(jié)構(gòu)式、半結(jié)構(gòu)式 直觀，畫(huà)法復(fù)雜。直觀，畫(huà)法復(fù)雜。2 2、職能符號(hào)、職能符號(hào) 畫(huà)法簡(jiǎn)單，清晰。畫(huà)法簡(jiǎn)單，清晰。半結(jié)構(gòu)式的工作原理圖半結(jié)構(gòu)式的工作原理圖, ,在實(shí)際工作中，除少數(shù)特殊情況在實(shí)際工作中，除少數(shù)特殊情況外，一般都采用國(guó)標(biāo)外，一般都采用國(guó)標(biāo)GBGBT786.1T786.19393所規(guī)定的液壓與氣所規(guī)定的液壓與氣動(dòng)圖形符號(hào)動(dòng)圖形符號(hào)( (參看附錄參看附錄) )來(lái)繪制，圖形符號(hào)表示元件的功來(lái)繪制，圖形符號(hào)表示元件的功能，而不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)；反映各元件在油能，而不表示元件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)；反映各元件在油路連接上的相互關(guān)系，不反映其空間安裝位置；只反映路連接上的相互關(guān)系，不