第1章液压传动概述

1、液压传动概述液压传动概述机电教研室机电教研室v课程的性质、任务：课程的性质、任务：本课程是机电类专业的一门技术基础课。是考试课。本课程是机电类专业的一门技术基础课。是考试课。具有实践性较强，与生产实际联系紧密的特点。课具有实践性较强，与生产实际联系紧密的特点。课程的任务是：掌握液压和气压传动的基本知识；液程的任务是：掌握液压和气压传动的基本知识；液压和气压元件的选配；液压和气压基本回路；常用压和气压元件的选配；液压和气压基本回路；常用液压系统和气压系统功能分析；了解国内外先进技液压系统和气压系统功能分析；了解国内外先进技术成果在机械设备中的应用。术成果在机械设备中的应用。v专业期刊专业期刊：机

2、床与液压、液压与气动机床与液压、液压与气动v考核方法考核方法：期末考试期末考试 60% 平时（考勤、作业、提问、测验）平时（考勤、作业、提问、测验）40%v 液压传动的定义和发展概况液压传动的定义和发展概况v 液压传动的工作原理和系统组成液压传动的工作原理和系统组成v 液压系统的图形符号液压系统的图形符号 v 液压传动的特点液压传动的特点 一、液压传动的定义一、液压传动的定义一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分，工作一部完整的机器是由原动机、传动机构及控制部分，工作机（含辅助装置）组成。机（含辅助装置）组成。 传动机构通常分为传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构和气机械传动

3、、电气传动和流体传动机构和气压传动。压传动。机械传动（机械传动（mechanicsmechanics）:常用零件为齿轮，轴，皮带等。常用零件为齿轮，轴，皮带等。气压传动（气压传动（pneumaticspneumatics）: :常用空气或其它气体为传输介质。常用空气或其它气体为传输介质。电气传动（电气传动（electricselectrics）: :常用零件是直流电机，可控硅，交常用零件是直流电机，可控硅，交流电机变频器等。流电机变频器等。流体传动（流体传动（Fluid Power TransmissionFluid Power Transmission ):是以流体为工作介是以流体为工作介质

4、进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液质进行能量转换、传递和控制的传动。它包括液压传动、液力传动。力传动。第一节第一节 液压传动的定义和发展概况液压传动的定义和发展概况v那么，到底什么是液压传动液压传动呢 液压传动液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介质，通过驱动装置驱动装置将原动机的机械能转换为液压的压力能，然后通过管道、管道、液压控制及调节装置液压控制及调节装置等，借助执行装置执行装置，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.？ 系统组成系统组成: 两个不同直径的液压泵两个不同直径的液压泵2 和缸和缸4 紧密配合的活塞紧密配合的活塞1和和 5 连通件管

5、道连通件管道3系统要求系统要求:活塞活塞1和和 5密封无泄漏密封无泄漏活塞活塞1和和 5与液压缸间无摩擦与液压缸间无摩擦泵缸51234 如果活塞如果活塞5 5上有重物上有重物W,W,则当活塞则当活塞1 1上施加的上施加的F F力达到一定大小时，就能阻止重物力达到一定大小时，就能阻止重物W W下降，这下降，这就是说可以利用密封容积中的液体传递力就是说可以利用密封容积中的液体传递力。 泵缸51234 2.2.当活塞当活塞1 1在力在力F F力作用下向下运动时，重物将随之上升力作用下向下运动时，重物将随之上升. . 3. 3.结论结论: :密封容积中的液体不仅可以传递力，还可以传递运动密封容积中的液

6、体不仅可以传递力，还可以传递运动. . 1.作用在密封容器内平衡液体表面上的压强（液压力）将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，且不改变大小均匀地传递到液体中所有各点上，且不改变大小.由帕斯卡定律由帕斯卡定律:泵缸 v 将能量从机械能转换为液压能，而后又将液将能量从机械能转换为液压能，而后又将液压能转换为机械能，何必多此一举呢？压能转换为机械能，何必多此一举呢？ 几乎所有的机械或机器都需要传动机构。这几乎所有的机械或机器都需要传动机构。这因为原动机一般很难直接满足执行机构在速度、因为原动机一般很难直接满足执行机构在速度、力、转矩或运动方式等方面的要求

7、，力、转矩或运动方式等方面的要求，必须通过必须通过中间环节中间环节传动装置传动装置进行调节控制。液压传进行调节控制。液压传动就是这种调节控制方式中的一种。动就是这种调节控制方式中的一种。压力取决于负载压力取决于负载特性一特性一泵缸1234A15A2 为了能提升重物为了能提升重物W W，必须在活塞，必须在活塞1 1上施加主动力上施加主动力F1,F1,这时，这时，重物重物W W就是工作的负载。就是工作的负载。很明显在活塞很明显在活塞5下的压力下的压力 这时活塞这时活塞1下的压下的压力力 ，根据，根据，该压力，该压力P1将在这个封闭将在这个封闭的液体间等值传递，的液体间等值传递，22AWP 11AF

8、P 21AWAFP运动速度取决于流量运动速度取决于流量特性二特性二 单位时间内从液压缸单位时间内从液压缸2中排出的液体体积或挤入液压缸中排出的液体体积或挤入液压缸4的体积称为流量的体积称为流量Q(Flow)。实质上就是说排出液压缸。实质上就是说排出液压缸2的的流量等于挤入液压缸流量等于挤入液压缸4的流量。的流量。v2缸2A1A234h1h2由上式可得负载的运动由上式可得负载的运动速度速度 。则：则：活塞活塞5的运动速度只取的运动速度只取决于液压缸决于液压缸4的流量。的流量。即：即：在液压系统中执行在液压系统中执行机构的速度只取决于流机构的速度只取决于流量。量。22AQv 2211hAhA二、液

9、压传动的发展概况二、液压传动的发展概况1.1.从从1717世纪中叶帕斯世纪中叶帕斯卡提出静压传动原理，卡提出静压传动原理，1818世纪末英国制成第世纪末英国制成第一台水压机算起，液一台水压机算起，液压传动已有压传动已有2 23 3百年百年的历史。的历史。 v 水压机：工作行程大，在全行程中都能对工件施加最大工作力，能更水压机：工作行程大，在全行程中都能对工件施加最大工作力，能更有效地锻透大断面锻件，没有巨大的冲击和噪声，劳动条件较好，环境有效地锻透大断面锻件，没有巨大的冲击和噪声，劳动条件较好，环境污染较小。水压机特别适用于锻压大型和难变形的工件污染较小。水压机特别适用于锻压大型和难变形的工件

10、 。锻造水压机2.202.20世纪世纪3030年代液压年代液压传动普遍地应用于起传动普遍地应用于起重机、机床及工程机重机、机床及工程机械。械。 工程机械领域工程机械领域压路机压路机挖掘机挖掘机铲运车铲运车3.3.近近3030年来，由于原子能技术、航空航天技年来，由于原子能技术、航空航天技术、控制技术、材料科学、微电子技术等学术、控制技术、材料科学、微电子技术等学科的发展，再次将液压技术推向前进，使它科的发展，再次将液压技术推向前进，使它发展成为包括传动、控制、检测在内的一门发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各个部门完整的自动化技术，在国民经济的各个部门都得到了

11、应用，如工程机械、数控加工中心、都得到了应用，如工程机械、数控加工中心、冶金自动线等。冶金自动线等。航天工业航天工业军事、雷达等军事、雷达等 第二节第二节 液压传动的工作原理及系统组成液压传动的工作原理及系统组成一、液压传动系统的工作原理一、液压传动系统的工作原理1. 液压千斤顶常用于顶升重物,如顶起汽车以便拆换轮胎液压传动系统的工作原理液压传动系统的工作原理提起杠杆提起杠杆1 1，活塞，活塞2 2上升，小缸体上升，小缸体3 3下腔下腔的工作容积增大，形成局部真空，于的工作容积增大，形成局部真空，于是油箱是油箱1010中的油液在大气压力的作用中的油液在大气压力的作用下，推开单向阀下，推开单向阀

12、4 4进入小油缸进入小油缸3 3的下腔的下腔（此时单向阀（此时单向阀5 5关闭）完成吸油动作；关闭）完成吸油动作；当压下杠杆当压下杠杆1 1时，活塞时，活塞2 2下降，油缸下降，油缸3 3下下腔的容积缩小，油液的压力升高，打腔的容积缩小，油液的压力升高，打开单向阀开单向阀5 5（此时单向阀（此时单向阀4 4关闭），油关闭），油缸缸3 3下腔的油液进入大工作缸下腔的油液进入大工作缸6 6的下腔的下腔（此时截止阀（此时截止阀8 8关闭），使大活塞关闭），使大活塞7 7向向上运动，将重物顶起一段距离。如此上运动，将重物顶起一段距离。如此反复提压杠杆反复提压杠杆1 1，就可以使重物不断上，就可以使重物

13、不断上升，达到顶起重物的目的。工作完毕，升，达到顶起重物的目的。工作完毕，将泄油阀将泄油阀9 9转动转动90900 0，使油缸，使油缸6 6下腔的油下腔的油液通过管路直接流回油箱，活塞液通过管路直接流回油箱，活塞7 7在外在外力外力和自重的作用下实现回程。力外力和自重的作用下实现回程。 工作台简单往复运动液压系统工作台简单往复运动液压系统 1-油箱油箱2-滤油器滤油器3-液压泵液压泵4-溢流阀溢流阀5-节流阀节流阀6-换向阀换向阀7-手柄手柄8-液压缸液压缸9-工作台工作台10-管路管路2.2.磨床工作台液压系统磨床工作台液压系统 1918171614151391121436578101216

14、15911磨床工作台磨床工作台（1 1）液压系统结构液压系统结构1-油箱；油箱； 2-过滤器；过滤器； 3,12,14-回油管；回油管；4-液压泵；液压泵；5-弹簧；弹簧； 6-钢球；钢球；7-溢流阀；溢流阀； 8,10-压力油管；压力油管；9-开停阀；开停阀； 11,16-换向手柄；换向手柄；13-节流阀；节流阀； 15-换向阀；换向阀；17-活塞；活塞； 18-液压缸；液压缸；19-工作台工作台 工作台向右移工作台向右移 将换向阀将换向阀15的手柄扳的手柄扳16向右。向右。 液压泵液压泵4从油箱从油箱1吸油，吸油，油液经油管油液经油管10通过开停通过开停阀阀9 、节流阀、节流阀13、换向、

15、换向阀阀15进入液压缸左腔推进入液压缸左腔推动活塞动活塞17，活塞带动工，活塞带动工作台作台19 向右移动。向右移动。（2）工作原理）工作原理191817161415139112143657810121615911右移右移换向阀换向阀节流阀节流阀开停阀开停阀液压缸液压缸 工作台向左移工作台向左移 手动换向阀手动换向阀15的手柄扳的手柄扳16向左。液压油进入液压向左。液压油进入液压缸缸18的右腔，推动活塞的右腔，推动活塞17和工作台和工作台19向左移动。向左移动。 工作台移动速度的调节工作台移动速度的调节 当节流阀开大时，进入当节流阀开大时，进入液压缸液压缸18的油液增多，工的油液增多，工作台的

16、移动速度增大；作台的移动速度增大；191817161415139112143657810121615911左左 移移换向阀换向阀节流阀节流阀开停阀开停阀液压缸液压缸 当节流阀关小时，工作当节流阀关小时，工作台的移动速度减小。台的移动速度减小。 注意：注意：输入液压缸油液输入液压缸油液由节流阀调节，多余油液由节流阀调节，多余油液经溢流阀经溢流阀7排回油箱。排回油箱。 推力的产生推力的产生 液压缸产生推力克服工液压缸产生推力克服工作台移动时所受阻力，推作台移动时所受阻力，推力由液压油液的压力产生。力由液压油液的压力产生。 泵出口处油液压力：泵出口处油液压力： 由溢流阀决定。由溢流阀决定。19181

17、7161415139112143657810121615911 如果将手动开停阀如果将手动开停阀9 9转换成如图（转换成如图（C C）所示）所示的状态（将手柄的状态（将手柄1111扳向扳向左），液压泵输出的油左），液压泵输出的油液经手动换向阀液经手动换向阀9 9流回流回油箱，这时工作台停止油箱，这时工作台停止运动，液压系统处运动，液压系统处卸荷卸荷状态。状态。191817161415139112143657810121615911 工作台停止工作台停止二、液压传动系统的组成二、液压传动系统的组成 液压系统一般有以下四个部分组成：液压系统一般有以下四个部分组成： （l l）动力元件：动力元件：是

18、将是将机械能转换机械能转换成液体压力能成液体压力能的装置，其作用是向液的装置，其作用是向液压系统提供压力油，液压泵是液压系压系统提供压力油，液压泵是液压系统的心脏。统的心脏。 （2 2）执行元件：执行元件：把把液体压力能转液体压力能转换成机械能换成机械能以驱动工作机构的装置，以驱动工作机构的装置，执行元件包括液压缸和液压马达。执行元件包括液压缸和液压马达。 （3 3）控制元件：控制元件：是对系统中油是对系统中油液压力、流量、流动方向进行控制液压力、流量、流动方向进行控制和调节的装置。包括压力、方向、和调节的装置。包括压力、方向、流量控制阀。流量控制阀。 （4 4）辅助元件辅助元件：上述三个组成

19、：上述三个组成部分以外的其它装置，如：油箱、部分以外的其它装置，如：油箱、滤油器、管道、管接头等为辅助装滤油器、管道、管接头等为辅助装置。置。 第三节第三节 液压系统的图形符号液压系统的图形符号191817161415139112143657810121615911图1.1磨床工作台液压传动系统 工作原理91087653214 图1.2用图形符号表示的磨床工作台液压系统图 l-油箱；2-过滤器；3-液压泵； 4-溢流阀； 5-手动换向阀；6-节流阀；7-换向阀； 8-活塞；9-液压缸 液压缸液压缸液压缸液压缸换向阀换向阀换向阀换向阀节流阀节流阀节流阀节流阀液压泵液压泵液压泵液压泵溢流阀溢流阀溢

20、流阀溢流阀油箱油箱油箱油箱第四节第四节 液压传动的特点液压传动的特点一、液压传动系统的主要优点一、液压传动系统的主要优点 液压传动可在运行过程中进行无级调速，调速方便且调速范围大；液压传动可在运行过程中进行无级调速，调速方便且调速范围大； 液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击小，能快速启动、制动和液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击小，能快速启动、制动和频繁换向；频繁换向； 液压传动易实现过载保护，液压元件能够自行润滑，故使用寿命较长；液压传动易实现过载保护，液压元件能够自行润滑，故使用寿命较长；液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动；液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实

21、现低速大吨位运动； 在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、质量小、结构紧凑；在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、质量小、结构紧凑； 液压传动的控制调节简单，操作方便、省力，易实现自动化，与电气控液压传动的控制调节简单，操作方便、省力，易实现自动化，与电气控制结合，更易实现各种复杂的自动控制；制结合，更易实现各种复杂的自动控制；由于液压元件已实现了系列化、标准化和通用化，故安装、调试和使用由于液压元件已实现了系列化、标准化和通用化，故安装、调试和使用都比较方便。都比较方便。 二、液压传动的缺点二、液压传动的缺点 液体的泄漏和可压缩性使液压传动难以保证严格的传动比；液体的泄漏和可压缩性使

22、液压传动难以保证严格的传动比； 液压传动在工作过程中能量损失较大，传动效率较低；液压传动在工作过程中能量损失较大，传动效率较低； 液压传动对油温变化比较敏感，不宜在很高和很低的温度下工液压传动对油温变化比较敏感，不宜在很高和很低的温度下工作；作；液压传动出现故障时，不易诊断。液压传动出现故障时，不易诊断。本章重要概念v压力取决于负载压力取决于负载系统的压力取决于作用系统的压力取决于作用的负载；的负载；v速度取决于流量速度取决于流量传递的速度取决于流体传递的速度取决于流体的流量；的流量；v功能取决于结构功能取决于结构系统的功能取决于系统系统的功能取决于系统的结构。的结构。课后练习1.什么叫液压传

23、动？液压传动所用的工作介质是什么？什么叫液压传动？液压传动所用的工作介质是什么？答：利用液体的压力能来传递动力的的传动方式答：利用液体的压力能来传递动力的的传动方式被称之为液压传动。液压传动所用的工作介质是被称之为液压传动。液压传动所用的工作介质是液体。液体。课后练习2.液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作液压传动系统由哪几部分组成？各组成部分的作用是什么？用是什么？答：（答：（1）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换）动力装置：动力装置是指能将原动机的机械能转换成为液压能的装置成为液压能的装置.（2）控制装置：其作用是用来控制和调节工作介质的流动方）控制装置：其作用是用来控制和

24、调节工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构的工作要求。向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构的工作要求。（3）执行装置：其作用是在工作介质的推动下输出力和速度）执行装置：其作用是在工作介质的推动下输出力和速度（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。（或转矩和转速），输出一定的功率以驱动工作机构做功。（4）辅助装置：如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、）辅助装置：如油箱、过滤器、蓄能器、冷却器、管件、管接头以及各种信号转换器等。管接头以及各种信号转换器等。（5）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使）工作介质：工作介质指传动液体，在液压系统中通常使用液压油液作为工作介质。用液压油液作为工作介质。课后练习答：比机械传动结构紧凑，易于布置；比电气传答：比机械传动结构紧凑，易于布置；比电气传动质量轻，结构紧凑；比气动传动惯性小，功率动质量轻，结构紧凑；比气动传动惯性小，功率大。大。3.与其他传动方式相比，液压传动油哪些主要特点？与其他传动方式相比，液压传动油哪些主要特点？重物W直径D直径dFLl 有一个液压千斤有一个液压千斤顶，其工作原理顶，其工作原理如图所示，大小如图所示，大小活塞的直径比为活塞的直径比为D/d