液壓-第1章 液壓傳動(dòng)概述(1)課件

1液壓傳動(dòng)2學(xué)時(shí)：24(授課）考核方式：考試＋作業(yè)教材及參考書：液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)，第三版

楊曙東何存興主編

，華科大學(xué)出版社第一章液壓傳動(dòng)概述第三章液壓泵第四章液壓執(zhí)行元件第五章壓力控制閥第五章流量控制閥第五章方向控制閥第六章液壓輔助元件第七章液壓基本回路第八章典型液壓系統(tǒng)第九章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算第十章及以后氣壓傳動(dòng)總結(jié)復(fù)習(xí)課程內(nèi)容4

本章主要內(nèi)容為：①

液壓傳動(dòng)的定義②液壓傳動(dòng)的工作原理及系統(tǒng)構(gòu)成③液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)④液壓傳動(dòng)的工作介質(zhì)第1章液壓傳動(dòng)概述51.1液壓傳動(dòng)定義一、液壓傳動(dòng)的定義

一部完整的機(jī)器是由動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分及控制部分、執(zhí)行部分（含輔助裝置）組成。

◆傳動(dòng)部分通常分為機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)和流體傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

◆流體傳動(dòng)是以流體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動(dòng)。它包括液壓傳動(dòng)、液力傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)。◆液壓傳動(dòng)和液力傳動(dòng)均是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)方式。

◆液壓傳動(dòng)主要是利用液體的壓力能來傳遞能量；液力傳動(dòng)則主要是利用液體的動(dòng)能來傳遞能量。

6一、液壓傳動(dòng)的定義

液壓傳動(dòng)（Hydraulics）是以液體為工作介質(zhì)，通過驅(qū)動(dòng)裝置將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，然后通過管道、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)。什么是液壓傳動(dòng)？

手柄機(jī)械能小油缸壓力能壓力能大油缸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能負(fù)載電機(jī)機(jī)械能油泵壓力能壓力能油缸馬達(dá)機(jī)械能負(fù)載7一、液壓傳動(dòng)的定義為什么要用液壓傳動(dòng)？

將能量從機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，而后又將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，何必多此一舉？

幾乎所有的機(jī)械或機(jī)器都需要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這因?yàn)樵瓌?dòng)機(jī)一般很難直接滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)在速度、力、轉(zhuǎn)矩或運(yùn)動(dòng)方式等方面的要求，必須通過中間環(huán)節(jié)——傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。液壓傳動(dòng)就是這種調(diào)節(jié)控制方式中的一種。其它的傳動(dòng)方式有：

機(jī)械傳動(dòng)（mechanics）:常用零件為齒輪，曲軸。軸，皮帶等。

氣壓傳動(dòng)（pneumatics）:常用空氣或其它氣體為傳輸介質(zhì)。

電氣傳動(dòng)（electrics）:常用零件是直流電機(jī)，可控硅，交流電機(jī)，變頻器等。8二、液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)壓力取決于負(fù)載1234A15A2

當(dāng)大、小活塞平衡時(shí)，大活塞下腔的介質(zhì)將產(chǎn)生一定的壓力p，p=W/A2。p在物理學(xué)中稱為壓強(qiáng)，液壓傳動(dòng)中稱為壓力。根據(jù)帕斯卡原理“在密閉容器內(nèi)，施加于靜止液體上的壓力將以等值同時(shí)傳遞到液體各點(diǎn)”。即：由上式可知：系統(tǒng)壓力取決于外負(fù)載的大小，而與流入的流體多少無關(guān)。

所以，只有大活塞上有負(fù)載，活塞才能施加作用力F，并且使液體受到壓力p。就負(fù)載和液體二者來說，負(fù)載是第一性的，壓力是第二性的。即有了負(fù)載并且有作用力后，液體才受到壓力。

液壓傳動(dòng)中的壓力決定于負(fù)載9二、液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)q運(yùn)動(dòng)速度取決于流量

活塞1向下移動(dòng)h1,通過液體的能量傳輸，將使活塞5上升一段距離h2，很顯然h1≠h2。

忽略液體的泄露及可壓縮性，在Δt時(shí)間里從液壓缸2中擠出的液體體積；通過管道3擠入液壓缸4的體積。2A1A2341v2缸h1h25

的物理意義是單位時(shí)間內(nèi)液體流過截面積為A的某一截面的體積，稱為流量。則：兩邊同除，則：或即

活塞速度由上式可知：活塞移動(dòng)的速度與輸入流量成正比，而與負(fù)載無關(guān)。速度可以通過流量調(diào)節(jié)。b.活塞速度與面積成反比，控制活塞面積也可控制速度。10二、液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)由于及活塞1功率：活塞5功率：2A1A2341v2缸h1h25

說明不計(jì)損失的情況下，輸入功率等于輸出功率，且液壓傳動(dòng)的功率等于壓力與流量的乘積。壓力與流量是液壓傳動(dòng)中最重要、最基本的兩個(gè)參數(shù)，相當(dāng)于機(jī)械傳動(dòng)的力與速度。單位：p—單位為帕（Pa），使用中MPa較多,1MPa=106Pa。

q—單位為m3/s,常用ml/min或l/min。P—單位為W或KW。功率關(guān)系11

液壓技術(shù)自1795年英國(guó)制成世界上第一臺(tái)水壓機(jī)算起，已有二三百年的歷史，但其真正的發(fā)展只是在第二次世界大戰(zhàn)后的近50年的時(shí)間內(nèi)，戰(zhàn)后液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用工業(yè)，在機(jī)床、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、汽車等行業(yè)中逐步推廣。

20世紀(jì)60年代以來，隨著原子能、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓技術(shù)得到了很大的發(fā)展，并滲透到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)城中去。液壓工業(yè)中的知名品牌有：博士-力士樂(Bosch-Rexroth)、威格士(Vickers)、派克Parker）、ATOS、力源液壓、榆次液壓件廠、上海液壓件廠。

機(jī)械工業(yè)的各個(gè)部門應(yīng)用液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)其出發(fā)點(diǎn)是不盡相同的。例如，工程機(jī)械、礦山機(jī)械、壓力機(jī)械和航空工業(yè)中采用液壓傳動(dòng)的主要原因是取其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、重量輕，輸出力大；機(jī)床上采用液壓傳動(dòng)是取其能在工作過程中方便地實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速、易于實(shí)現(xiàn)頻繁的換向、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；在電子工業(yè)、包裝機(jī)械、印染機(jī)械等方面應(yīng)用氣壓傳動(dòng)主要是取其操作方便，且無油、無污染的特點(diǎn)。三、液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況

12三、液壓傳動(dòng)的發(fā)展概況

液壓新技術(shù)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1.微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用。微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓技術(shù)相結(jié)合，可以形成機(jī)、電、液一體化的元件。電比例控制、液壓比例控制、伺服控制、數(shù)字控制、計(jì)算機(jī)控制

2.高壓大流量小型化與液壓系統(tǒng)的高度集成化。即液壓元件模塊化，減小通道距離。131.2液壓傳動(dòng)的工作原理及系統(tǒng)構(gòu)成

一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

液壓千斤頂

液壓千斤頂常用于頂升重物,如頂起汽車以便拆換輪胎……14一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

液壓千斤頂

在杠桿上沒有作用力時(shí),負(fù)載可以停止在任意位置;在液壓缸行程范圍內(nèi),可以將負(fù)載提升到任意位置。

其實(shí)液壓千斤頂是前面討論過的簡(jiǎn)化模型的進(jìn)一步完善，它具有以下一些簡(jiǎn)化模型所不具備的功能：15一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

h1截止閥單向閥缸體活塞重物G單向閥小油缸F1手柄FA2A1pph2v1v2由于G=F1·A2/A1，若將A2/A1>>1時(shí)，即可利用一個(gè)較小F1的舉起一個(gè)較重的重物G。16一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

油缸（執(zhí)行元件）手動(dòng)油泵（油源）

液壓千斤頂?shù)南到y(tǒng)中，小缸、小活塞以及單向閥4和7組合在一起，就可以不斷從油箱中吸油和將油壓入大缸，這個(gè)組合體的作用是向系統(tǒng)中提供一定量的壓力油液，稱為液壓泵。大活塞和缸用于帶動(dòng)負(fù)載，使之獲得所需運(yùn)動(dòng)及輸出力，這個(gè)部分稱為執(zhí)行元件。

放油閥門（截止閥）11的啟閉決定執(zhí)行元件是否向下運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)控制元件。另外，要進(jìn)行動(dòng)力傳輸必須借助輔助元件。17二、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成

從千斤頂?shù)囊簤合到y(tǒng)組成和工作原理可以看出，液壓系統(tǒng)一般有以下幾個(gè)部分組成：動(dòng)力元件傳動(dòng)介質(zhì)控制元件輔助元件執(zhí)行元件18二、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成

從前面可以看出，液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行工作的，一個(gè)完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由以下幾部分組成：

（l）液壓泵（動(dòng)力元件）：是將原動(dòng)機(jī)所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的元件，其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油，液壓泵是液壓系統(tǒng)的心臟。

（2）執(zhí)行元件：把液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)的元件，執(zhí)行元件包括液壓缸和液壓馬達(dá)。

（3）控制元件：包括壓力、方向、流量控制閥，是對(duì)系統(tǒng)中油液壓力、流量、方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的元件。如換向閥15即屬控制元件。

（4）輔助元件：上述三個(gè)組成部分以外的其它元件，如：管道、管接頭、油箱、濾油器等為輔助元件。

19三、液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)液壓系統(tǒng)常用符號(hào)按國(guó)標(biāo)執(zhí)行GB/T786.1-93工作管路控制管路連接管路柔性管路油箱閥泵輔件執(zhí)行元件（油缸）20液壓缸液壓缸換向閥換向閥節(jié)流閥節(jié)流閥液壓泵液壓泵溢流閥溢流閥油箱油箱三、液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)21

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)；反映各元件在油路連接上的相互關(guān)系，不反映其空間安裝位置；只反映靜止位置或初始位置的工作狀態(tài)，不反映其過渡過程。

液壓缸液壓泵節(jié)流閥換向閥油箱溢流閥液壓傳動(dòng)系統(tǒng)-傳遞動(dòng)力為主,傳遞信息為輔液壓控制系統(tǒng)-傳遞信息為主,傳遞動(dòng)力為輔,

采用伺服閥等控制閥。液壓泵手柄流量控制閥換向閥液壓缸工作臺(tái)液壓泵手柄伺服閥液壓缸工作臺(tái)檢測(cè)反饋元件+-四、液壓系統(tǒng)類型231.3液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):

液壓傳動(dòng)同電氣傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)相比有許多優(yōu)異的特點(diǎn)。（1）單位功率的質(zhì)量輕（2）布局靈活方便（3）調(diào)速范圍大（6）自動(dòng)化和機(jī)電液一體化（5）易于操縱控制并實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)（4）工作平穩(wěn)、快速（7）易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)（8）液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和維修方便242.液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn):（2）傳動(dòng)效率偏低

存在能量損失。特別在使用節(jié)流調(diào)速時(shí),更不適合遠(yuǎn)距離傳動(dòng)（3）工作穩(wěn)定性易受溫度影響（4）造價(jià)較高（5）故障不易診斷（1）不能保證定比傳動(dòng)25

不燃或難燃液壓油系可分為合成型、油水乳化型和高水基型三大類。

合成型是由多種磷酸脂和舔加劑用化學(xué)方法合成，其優(yōu)點(diǎn)是潤(rùn)滑性能好、疑固點(diǎn)低、防火性能好，缺點(diǎn)是價(jià)格貴、且有毒。一般用于鋼鐵廠、壓鑄車間、火力發(fā)電廠和飛機(jī)等防火要求較高的場(chǎng)合。油水乳化型是指互不相溶的油和水，使其中的一種液體以極小的液滴均勻地分散在另一種液體中所形成的抗燃液體。分水包油乳化液和油包水乳化液兩大類．高水基型的主要成分是水，加入某些防銹、潤(rùn)滑等添加劑。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜、不怕火、不燃燒，缺點(diǎn)是潤(rùn)滑性能差、腐蝕性大、適用溫度范圍小，一般用于水壓機(jī)、礦山機(jī)械和液壓支架等特殊場(chǎng)合。

液壓傳動(dòng)是以油液作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞的，這類工作介質(zhì)