液压元件第一章绪论

1、液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 液压元件是热动专业流控方向的一门专业课程。 要求学生在学习本课程之后，能够掌握液压元件、 液压元件变量控制的工作原理，以及各大类元件的 一般性概念、结构特征和设计理论；熟悉液压元件 的三个主要部分:动力部分（液压泵）、控制部分 （液压阀）、执行部分（液压缸、液压马达）的基 本工作原理及性能分析和实验方法。了解液压元件 的控制机理和静动态特性。通过理论教学、实验、 设计等环节，使学生初步具备分析和设计液压元件 及解决液压元件中一般技术问题的能力。 液压元件第一章绪论 掌握液压传动的基础理论。 掌握各种液压元件的工作原理、结构特点 及其在回路、系统中作用。

2、掌握分析液压元件设计的步骤与方法。 了解国内外液压元件先进技术成果在机械 设备中的应用。 其中授课44学时，实验4学时。 液压元件第一章绪论 1绪论：液压元件发展简史，组成系统的 工作原理、优缺点及应用；液压介质概述。 2液压控制阀 (三大类)。 3. 液压泵（齿轮泵、叶片泵，柱塞泵）及液 压马达（低速大扭矩液压马达）。 4液压缸及辅件简介。 5.实践（实验：溢流阀起闭特性；液压泵效率实验）。 液压元件第一章绪论 1、何存兴.液压元件M.北京：机械工业出 版社，1982. 2、李壮云.液压元件与系统第三版M.北 京：机械工业出版社，2011. 闭卷考试 总成绩=考试成绩+平时成绩（作业+考勤）

3、 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 原动机的作用原动机的作用：把各种形态的能量转变为机械能，是 机器的动力源。 工作机：工作机：是完成工作任务的直接工作部分，即利用机 械能对外做功,如剪床的剪刀、车刀、卡盘等。 传动装置的作用传动装置的作用: 将原动机产生的能量(或动力)按工 作机的要求进行变化和传递。 液压元件第一章绪论 原动机 液压元件第一章绪论 按照所采用的机件或工作介质的不同： 机械传动（齿轮、齿条、带、链条等机件）机械传动（齿轮、齿条、带、链条等机件） 电气传动（利用电设备并调节电参数）电气传动（利用电设备并调节电参数） 流体传动流体传动 气压传动气压传动 液体传动液体传动 液

4、压传动液压传动 液力传动液力传动 液压元件第一章绪论 并 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 液压传动与液力传动的区别： （1）（传动装置单位 重量所传递的机械能），所以在传递同样大功率时，液力传 动轻的多，体积也小的多。目前，液力传动传递的最大功率 至几千千瓦，而液压传动一般只能达到200300KW左右。 （2） 液力传动内部压力不高，密封条件要求低，而且对液体介质 清洁度和对液体介质粘温特性要求都远低于液压传动，因此， 在运行、维护和制造成本等方面显示优越性。 （3） 正因为如此，在大多数场合， 液力传动无法取代液压传动，例如，在工程车辆上，有许多 作业机构，它们对传动的要求相差悬殊，

5、只能采用液压传动， 往往只有行走机构是用液力传动的。 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 液压千斤顶的工作过程，是将手动 ，又将输出的过 程。 手动液压千斤顶液压系统所反应关系： 手动液压千斤顶是一个组成简单的液压系统， 它。 液压元件第一章绪论 （1）以液体为工作介质，依靠处于密闭工作容 积内的液体压力来传递能量。 （2）液体压力的高低取决于负载。即“ ” （3）执行元件运动速度的大小取决于流量。即 “” （4）压力和流量是液压传动中最基本、最重要的 两个参数。 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 说明：

6、 改变流量控制阀的开口，可以改变进入液压缸 的流量，从而控制液压缸活塞的运动速度。液压泵 排出的多余的油液经溢流阀和管道流回油箱。液压 缸的工作压力取决于负载，液压泵的最大工作压力 由溢流阀调定，其调定值应为液压缸的最大工作压 力及系统中油液流经阀和管道的压力损失的总和。 因此，系统的工作压力不会超过溢流阀的调定值， 溢流阀对系统起过载保护的作用。 液压元件第一章绪论 由此可知，完整的液压系统包括五个基本组成部分： （1）液压泵。将原动机输入的机械 能转换为液体的压力能，作为系统供油能源装置。 （2）液压缸（或马达）。将液体压 力能转换为机械能，对负载作功。 （3）各种液压控制阀，用以控制流

7、体的方向、压力和流量，以保证执行元件完成预期 的工作任务。 （4）油箱、油管、滤油器、密封件、 压力表、冷却器、管件、管接头和各种信号转换器 等。 （5）传递能量和信号的流体。 液压元件第一章绪论 液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它 与机械传动、电气传动相比具有以下的主要优点： (1) 例如，在井下抽取石油的泵可采用 液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。 由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘 机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传 动，不仅操作方便，而且外形美观大方。 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 (2) 例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12% 13

8、%。液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前 是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达 可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为。 (3)借助阀或变量 泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达 12000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。 (4) 正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几 乎都采用液压传动。 液压元件第一章绪论 (5)借助于设置 溢流阀等，同时液压件能自行润滑，因此使用寿命 长。 (6)借助于各种控 制阀，特别是采用液压控制和电气控制结合使用时， 能很容易地实现复杂的自动工作循环，而且可以实 现遥控。 (7) 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪

9、论 (1)。 (2)液压传动对油温的变化比较敏感，温度变化时， 液体粘性变化，引起运动特性的变化，使得工作的 稳定性受到影响， 所以它不宜在温度变化很大的环境条件下工作。 (3)为了减少泄漏，以及为了满足某些性能上的要 求，液压元件的 。 液压元件第一章绪论 (4)，不像电源那样使 用方便。 （5）。 （6）。 总之，液压传动的优点是主要的，随着设计制造 和使用水平的不断提高，有些缺点正在逐步加以克服。 液压传动有着广泛的发展前景。 液压元件第一章绪论 1.液压传动的发展概况 布拉默（） 液压元件第一章绪论 詹尼（Janney） 油径 向柱塞泵。 斜轴式轴 向柱塞泵 先导控制式压力控制阀 液压

10、元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 2.2.液压技术的应用概况液压技术的应用概况 行走机械液压 工业液压 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 工程机械的概况 种类繁多 挖掘机械、铲运机械、工程起重机械，压实机械、 路面机械、桩工机械、叉车与工业搬运车辆、气动 工具、凿岩机械、钢筋与与预应力机械、混凝土机 械、装修机械、城市公用设施机械、军用工程机械、 线路工程机械。 具体如装载机、液压挖掘机、叉车、推土机、平 地机等。 工程机械产品需求与经济社会发展具有较强相关性。 多学科知识的载体：机械学、液压、电控、材料、 人机工程学等。 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 液

11、压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 工业机械工业机械 液压元件第一章绪论 液压元件第一章绪论 作 业 1 1、什么叫液压传动？液压传动的特征是什么？、什么叫液压传动？液压传动的特征是什么？ 2 2、液压传动系统的组成和作用各是什么？、液压传动系统的组成和作用各是什么？ 3 3 、液压传动系统的优缺点是什么？、液压传动系统的优缺点是什么？ 液压元件第一章绪论 液压工作介质就是液压系统的血液（液压泵比喻 成液压系统的心脏）。 液压系统的故障，约70%以上都与液压油污染有 关。 液压介质的性能对液压系统的工作状态有很大 影响，液压在很大的 范围内变化，因此液压油的质量优劣直接影响液压 系统的工作性

12、能。故此，合理的选用液压油也是很 重要的。 液压元件第一章绪论 （1）对粘度的要求对粘度的要求：对一定的液压系统，只能选 择粘度变化范围有限的工作介质才能正常工作。粘 度过高，阻力增大，温升快，泵的吸入性能变差， 启动困难，甚至产生汽蚀。反之，粘度过低将使泄 漏增加、泵的容积效率降低；液体润滑膜变薄，甚 至无法形成液体润滑而使得磨损加剧。因此，在系 统运行过程中，要求工作介质有合适的粘度及良好要求工作介质有合适的粘度及良好 的粘温特性。的粘温特性。 （2）良好的氧化安定性和热安定性：良好的氧化安定性和热安定性：氧化安定性 是指抵抗与含氧物质，特别是抵抗与空气起化学反 应而保持其理化性能不发生永

13、久变化的能力。热安 定性是指油液在高温时抵抗化学反应和分解的能力。 液压元件第一章绪论 工作介质与空气介质，特别在高温、高压下容 易氧化、变质。氧化后酸值会增加腐蚀性，粘稠 状物质会堵赛滤器。油液的氧化安定性和热安定 性越好，其使用寿命就越长。 （3）良好的润滑性（抗磨性）良好的润滑性（抗磨性）：液压元件内部 摩擦副多数处于边界润滑状态，为减少各类摩擦， 要求介质对元件的摩擦副有良好的润滑性。 （4）良好的剪切安定性良好的剪切安定性：介质通过液压元件的 狭窄通道时，要经受剧烈的剪切作用，会使一些 聚合物型增粘剂高分子断裂，造成粘度永久下降， 在高速、高温下尤其严重。 （5）良好的防锈和抗腐蚀性

14、良好的防锈和抗腐蚀性：溶解的空气和水 分，会锈蚀金属零件的表面。锈蚀颗粒在系统内 循环，会产生磨损和引起故障。 液压元件第一章绪论 （6）抗乳化性抗乳化性：混入水分的工作介质在泵和其 他元件的剧烈搅拌下，容易形成乳化液，降低润 滑性。 （7）抗泡沫性抗泡沫性：混有气泡的介质在液压系统内 循环，不仅使润滑条件恶化，还会产生异常噪声、 振动和响应变慢。会加速介质的氧化。 （8）对密封材料的相容性对密封材料的相容性：或使密封材料溶胀 软化、或使其硬化。其结果都会使密封失效。 （9）良好的抗燃性良好的抗燃性：为了人身安全，液压介质 不起爆、不易燃是绝对必要的。 （10）其他要求其他要求：化学稳定性、比

15、热和热传导 率要大、热膨胀系数要小、足够的清洁度、无毒 性、与产品的相容性、良好的过滤性等等。 液压元件第一章绪论 V m 液压元件第一章绪论 V V p 1 1pV K V 液压元件第一章绪论 3. 3.： 液体在外力作用下流动时，由于液体分子间的 内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进行相对运动 的内摩擦力，液体的这种产生内摩擦力的性质称为 。 由于液体具有粘性，当流体发生剪切变形时， 流体内就产生阻滞变形的内摩擦力，由此可见，粘粘 性表征了流体抵抗剪切变形的能力性表征了流体抵抗剪切变形的能力。 也就是粘性才表 现出来。 粘性所起的作用为阻滞流体内部的相互滑动， 在任何情况下它都只能延缓滑动的

16、过程而不能消除 这种滑动。 液压元件第一章绪论 ， 。 粘度包括：动力粘度、运动粘度、相对粘度。 ，油液的粘度指 数是目前国际上通用的表示油液粘度随温度变化特 性的约定值。粘度指数高，表明油液的粘度随温度 变化较小。 4. 4. 5. 5. 液压元件第一章绪论 凝点是指油液冷却到失去流动性的最高温度。 倾点是指油液的规定的实验条件下，冷却到能 够流动的最低温度。 4. 4. 液压元件第一章绪论 工作介质的主要性能是由基础液的物理性质基础液的物理性质 和化学性质决定和化学性质决定的。目前液压系统使用的工作介质 都含有各种作用的添加剂。添加剂大致分为两类： 一类是改善基础液的化学性质一类是改善基础

17、液的化学性质，如抗氧化剂、 防腐剂、防锈剂等； 一类是改善基础液的物理性质一类是改善基础液的物理性质，如增粘剂、抗 泡剂、抗磨剂等。 液压元件第一章绪论 普通液压油普通液压油 专用液压油专用液压油 1 1、石油基液压油、石油基液压油 抗磨液压油抗磨液压油 高粘度指数液压油高粘度指数液压油 石油基液压油是以石油的精炼物为基础，加 入抗氧化或抗磨剂等混合而成的液压油，不同性 能、不同品种、不同精度则加入不同的添加剂。 液压元件第一章绪论 （1）无水合成液 磷酸脂液压油是难燃液压油之磷酸脂液压油是难燃液压油之 一一。它的使用范围宽，可达-54135。抗燃性好， 氧化安定性和润滑性都很好。缺点是与多种密封材 料的相容性很差