液压传动基础知识课件

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主要介绍四个方面内容第一章液压传动基本知识第二章液压元件第三章液压系统第四章液压系统常见故障及其排除液压传动主要介绍四个方面内容第一章液压传动基本知识第一节概述第二节液压传动工作原理第三节液压系统的组成和特点第四节压力和流量第五节液压油第六节液压图形符号第一章液压传动基本知识第一节概述

任何一部机器都由三个部分组成，既动力机构、传动机构和工作机构。传动机构的形式较多，主要有机械传动、气压传动、电力传动、液压传动和复合传动

机械传动：是通过轴、齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、皮带、链条和扛杆等机件直接传递动力和进行控制的一种传递方式。

第一节概述任何一部机器都由三个部分组

电气传动：是利用电力设备并调节电参数来传递动力和进行控制的传动方式。气压传动：是以压缩空气为工作介质进行能量的传递和控制的方式。液体传动：是以液体为工作介质进行能量的传递和控制的方式。液体传动按其工作原理的不同，又可分为“容积式液体传动”和“动力式液体传动”。一般分别简称为“液压传动”和“液力传动”。电气传动：是利用电力设备并调节电参数来传递动力和

液力传动：主要是利用液体的动能进行能量的传递，如液力偶合器，液力变矩器等。液压传动：用液体作为工作介质，并以其压力能进行能量的传递称为液压传动。（也称为静液传动或容积式传动）这里我们主要讲液压传动。因为现阶段工程机械（包括路面机械、土方机械、起重机械等）能量传递多数采用液压传动。

液力传动：主要是利用液体的动能进行能量的传递，如液力偶合器，液力变矩器等。液压传动：用液体作为工作介质，并以其压力能进行能量的传递称为液压传动。（也称为静液传动或容积式传动）这里我们主要讲液压传动。因为现阶段工程机械（包括路面机械、土方机械、起重机械等）能量传递多数采用液压传动。

第二节液压传动工作原理一、

液压传动的定义：借助于处于密闭容积内的液体的压力能作为媒介来传递能量或动力的这种传动方式叫做液压传动。液压传动是一种传递动力的方式，而不是动力源。动力源是推动泵的电动机或柴油机之类的原动机。机械能压力能机械能第二节液压传动工作原理一、液压传动的定义：

二.工作原理图2-2是千斤顶示意图，它是一个简单的液压传动系统，以此为例说明液压传动的工作原理。液压传动基础知识课件

当手动泵的活塞1向上运动时，油室Ⅰ的容积增大，形成局部真空，是排油阀3关闭，吸油阀4开启，液体在大气压的作用下从油箱5经管道、吸油阀4进入油室Ⅰ，即吸油过程。当活塞在力F1的作用下向下运动时，油室Ⅰ的容积减小，被挤压的液体将吸油阀4关闭，顶开排油阀3，液体经管道进入液压缸的油室Ⅱ，并推动活塞8克服负载F2向上运动，即为排油过程。当手动泵的活塞1不断上下往复运动，负载就不断上升，此时，旁通阀处于关闭状态。当负载上升到所需高度时，停止活塞1的运动，于是排油阀3被关闭，油室Ⅱ的液体被封闭，负载的位置保持不动。当手动泵的活塞1向上运动时，油室Ⅰ的容积

当开启旁通阀6时，油室Ⅱ的液体经管道流回油箱5，于是活塞回到原始位置。这就是液压千斤顶的工作原理。从上述液压千斤顶的工作原理中可以看出，力从活塞1传到活塞8是通过液体进行的。因此，活塞与液体间有力的作用，单位面积上所受的力成为液体压力，如果不考虑液压损失和认为活塞的运动是稳定运动，根据帕斯卡原理，油室Ⅰ和油室Ⅱ的液体压力相等。因此，我们可以清楚地看到，液压传动是用液体作为工作介质，靠液体压力能来传递能量。当开启旁通阀6时，油室Ⅱ的液体经管道流回油

原理：液压泵把机械能转换成液体的压力能，该具有压力能的液体经过控制机构、管道输送给执行机构（液压换能器)的液压马达或液压油缸，把液体的压力能又转变成机械能而拖动负载运动。也就是说，液压传动实际上是一种能量转换装置，它是靠油液通过密闭容积变化的压力能来传递能量的，只要控制油液的压力、流量和流动方向，便可控制液压设备动作所要求的推力（转矩）、速度（转速）和方向。原理：液压泵把机械能转换成液体的压力能，该第三节液压系统的组成和特点

●液压系统的组成：

液压系统由四个部分组成，即液压能源元件，液压执行元件，液压控制元件和液压辅助元件。1.

液压能源元件液压能源元件主要是液压泵，他将原动机的机械能转换为液体的压力能，给液压系统供给流量。

第三节液压系统的组成和特点

●液压系统的组成：2.

液压执行元件液压执行元件是将液体的压力能转换为机械能，带动工作负载作功。液压执行元件包括液压缸和液压马达。3.液压控制元件液压控制元件是各种控制阀，在液压系统中起控制液体压力、流量和液流方向的功能，以满足工作机构对力、速度、位置和运动方向的要求。液压控制阀包括压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。2.

液压执行元件4.

液压辅助元件

液压辅助元件包括密封件、油管、管接头、蓄能器、滤油器、油箱、冷却器、加热器等。虽然他们在液压系统中起辅助作用，但对液压系统的正常工作、效率、寿命等都有较大的影响。四液压传动的特点：液压传动和其它几种传动比较有以下优点：

1．容易获得很大的力和力矩。

2．体积小，重量轻，单位重量传递的功率大。

3．能在较大的范围内较方便地实现无级调速。4.

液压辅助元件4．运动平稳，能在低速下稳定转动。

5.操纵简单，与电气与气压传动相配合易于实现远距离操纵和自动控制（遥控）。

7．液压传动易于实现过载保护。

8．液压元件相对运动的表面有液压油，能自动润滑，因而工作寿命长。

9．液压元件易于通用、标准化、系列化，便于设计，制造和推广使用。液压传动的缺点：

1．易漏油（内漏和外漏）。

2．效率低，不适远距离传动（沿程压损大）。

3．油液内渗入空气产生噪声、振动和爬行。

4．液压元件为防漏和满足性能要求，制造精度要求高。

5.液压系统故障分析与排除比较困难，系统的安装、使用和维护技术水平要求较高4．运动平稳，能在低速下稳定转动。第四节流体静力学一、

帕斯卡原理：若以一压力加于密闭容器中的液体的一部分，则液体以同样大小的压力向容器所有各点传递。也可以说，在密闭容器中静止液体的边界面上任意处施加外力所产生的压力，将以同样大小迅速地传递到整个液体中，这就是帕斯卡原理。原理表明：

1.密闭承压容器内液体压力处处相等（不计液体重量）;2．压力作用方向垂直于承压面，并沿承压面的内法线方向。液压传动有两个主参数：压力和流量第四节流体静力学一、

帕斯卡原理：一、

压力

1．定义如图2-1所示，加在密闭容器内液体上外力与承压面的比值，称之为压力，记为P。

P=F/A式中F-外作用力A-作用面积也就是说，单位面积上液体承受的作用力称为压力。压力的单位是Mpa(兆帕)。

1Mpa(兆帕)=10.1972kgf/cm2(公斤力/厘米2)1Mpa(兆帕)=10bar（巴）

1Mpa(兆帕)=145psi(磅/英寸2)一、压力●压力是怎样产生的？从压力的定义可知，当作用在液体上的外力（负载）变化时，压力也在变化。负载变大，压力变大，负载变小，压力变小，当外载为0时（无负载时），压力为0（不计压力损失）。一句话，压力是由外负荷决定的。

●液体是几乎不可压缩的，当液体受到压缩或受到压缩的趋势而要使其体积缩小时，便产生压力。如负载对油缸或马达造成运动阻力（包括摩擦力）使活塞压缩油液；当油液流经管道、阀、滤油器等元件时产生液压阻力（液压损失），阻碍液体流动而使其受到压缩的趋势，即负载阻力和油液沿程阻力致使油液产生压力。●压力是怎样产生的？

结论：液压系统的液体沿管道流动时，油路上某一点压力的大小，是由自这点以后继续前进的道路上所遇到的总阻力（包括负载阻力和沿程阻力）来决定的。系统的额定压力，就是指安全阀的调定压力。

2.

压力分档标准一般液压系统的压力等级按下列分档：中压中高压高压超高压

2.5—8Mpa8—16Mpa16—32Mpa>32Mpa结论：液压系统的液体沿管道流动时，油路上某一点二、流量

1．排量：液压泵每转一转或移动一个行程擀出油液的体积称为泵的排量，记作q，单位：ml/r(毫升/转)。

根据液压泵的理论排量是否可以改变，把液压泵分为定量泵（排量固定）和变量泵（排量可以改变）。排量是泵的重要参数，如CBG2063，即指排量为63ml/r。二、流量

1．排量：液压泵每转一转或移动一个行2．流量：单位时间内流过某一断面的油液体积叫做流量，记为Q，单位：L/min（升/分）

流量和排量的关系：

Q=q.n/1000（流量=排量×泵的转速）

式中：n—油泵转速（r/min）

2．流量：单位时间内流过某一断面的油液体积叫做

流量和油缸活塞速度之间关系：

V=Q/A×（1/（60×1000））式中：V—油缸活塞移动速度(m/s)Q—流量(l/min)A—活塞面积(cm2)。油缸尺寸一定时，活塞的移动速度完全取决于进入油缸的流量。流量和油缸活塞速度之间关系：液压传递十分重要的基本概念：

液压传动输出的力（或力矩）是靠液体压力传递的；液压泵的工作压力取决于执行元件的负载压力；如果执行元件的工作面积（或排量）一定时，液压泵工作压力取决于负载，是随负载的变化而变化的。

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运动速度（或转速）的传递是靠液体“容积变化相等”的原则进行。

（1）执行元件的运动速度（或转速），在执行元件的工作面积（或排量）一定的情况下，只与输入流量有关。因此，可以通过改变输入流量大小的方法，实现无级调速。

运动速度（或转速）的传递是靠液体“容积变化相等

(2)执行元件的运动速度（或转速），在输入流量一定的情况下，与执行元件的工作面积（或排量）有关。因此，可通过改变工作面积（或排量）的方法，实现无级调速。

(2)执行元件的运动速度（或转速），

两条结论：

1.执行机构（油缸或油马达）产生的力或力矩与压力成正比，而与流量无关；

2.

执行机构的移动速度或转速取决于油液流量而与压力无关。

有无力气看压力，

速度快慢看流量。

两条结论：

1.执行机构（油缸或功率曲线（P-Q特性）QP0定量泵P-Q特性P0恒功率变量泵P-Q特性QNP0定量泵功率曲线NP0恒功率变量泵功率曲线功率曲线（P-Q特性）QP0定量泵P-Q特性P0恒功率变量泵第五节液压油●液压油的功能●油液性质●液压系统对液压油的性能要求●液压油的选用原则第五节液压油●液压油的功能

液压油的功能：在液压传动中，液压油除了作为能量传递的工作介质外，还兼有润滑和冷却的作用。在液压传动系统中，能量是靠油液来传递的。液压油的性能和质量的优劣，选用是否恰当，直接影响液压系统工作的可靠性和液压元件的寿命。液压油的功能是传递动力、润滑、防锈、散热（带走热量和带走磨损的污物）一般液压系统故障有70%是由液压油引起的，所以了解液压油特性，选用原则是十分重要的。液压油的功能：一、液压油的物理化学性质密度：某种液压油，其单位体积内所含的质量称为该液压油的密度，以ρ表示，ρ=m/v。重度：单位体积所具有的重量称为该液压油的重度，以γ表示，γ=ρg,矿物油γ=890-910（kgf/m3）.

粘度:液体受到外力作用而流动时,液体内部产生摩擦力或切应力的性质叫做液体的粘性。粘性就是俗语说的“稀和稠”。粘性所起的作用是阻止液体内部的相互滑动。粘性的大小可用粘度来表示，粘度是液体最重要的特性之一，是液压系统中选择液压油的主要指标，粘度的大小直接影响系统的正常工作，效率和灵敏度。一、液压油的物理化学性质

常用表示粘度大小的单位制有动力粘度，运动粘度和相对粘度。（1）动力粘度：相邻液层间单位面积上的内摩擦力τ，与两液层间的速度差ΔV成正比，与两液层间的距离Δy成反比。

τ=±μΔV/ΔyΔV/Δy称为速度梯度。比例系数μ是动力粘度，它的单位相当于面积各为1厘米2和相距1厘米的两层液体，当某一层液体以1厘米/秒的速度与另一层液体相对运动时所产生的内摩擦力的大小，单位：公斤力.秒/米，达因.秒/厘米2=泊。

1公斤力.秒/米=98.1泊≈100泊=104厘泊常用表示粘度大小的单位制有动力粘度，

（2）运动粘度：液体的动力粘度μ和它的密度的比值称为运动粘度，用ν表示。

ν=μ/ρ

式中：μ—动力粘度

ρ—液体粘度运动粘度ν的单位在绝对单位制中为厘米2/秒，称为斯，斯的百分之一称为厘斯（毫米2/秒），在工程制中为米2/秒。

1米2/秒=104斯=106厘斯（2）运动粘度：液体的动力粘度μ和它的密度的比

3）相对粘度：动力粘度和运动粘度是理论分析和选用油液对经常使用的粘度单位，它们较难于直接测量，因此工程上常采用另一种粘度表示法即相对粘度。相对粘度—是以液体的粘度相对于水的粘度的大小程度来表示该液体的粘度。各国采用的相对粘度单位有所不同，有的用赛氏粘度，有的用雷氏粘度，我国采用恩氏粘度。恩氏粘度用恩氏粘度计来测定，其方法是将200厘米3被试液体在某温度下从恩氏粘度计的小孔（孔径为2.8毫米）流完的时间t1与相同体积蒸馏水在200C时从同一小孔流完所需时间的t2比值叫做该液体的恩氏粘度，常用符号0E表示。

0E=t1/t2

在工程机械液压传动系统中一般以500C作为恩氏粘度标准温度，用0E50表示。我国主要采用运动粘度，它与恩氏粘度换算可用下述近似经验公式：运动粘度ν=7.310E-6.31/0E(厘斯)3）相对粘度：动力粘度和运动粘度是理论分析

（4）粘度与温度的关系：液压系统中使用的矿物油对温度的变化很敏感，当温度升高时，油的粘度即显著降低。油液粘度的变化直接影响到液压系统的性能和泄漏量，因此希望粘度随温度的变化越小越好。粘度指数大，表示粘温曲线平缓，说明油的粘度随温度变化的程度小，也就是粘温性能好。液压传动中通常要求粘度指数在90以上。目前精制液压油及有添加剂的液压油，粘度指数可大于100。（4）粘度与温度的关系：液压系统中使用的矿物油对温

液压油应满足下列要求：（一）具有良好的润滑性能和足够的油膜厚度，使系统中的各摩擦表面获得足够的润滑而不致磨损。（二）具有适当的粘度和良好的粘温性能。其粘度应能使系统的漏损和摩擦功率损失的总和最小。且使系统优良工作的性能不受温度变化的影响。一般液压系统所用液压油的粘度在20E50（11.5厘斯）到80E50（60厘斯），液压油粘度指数在90以上，优质者在100以上。（三）热膨胀系数低，比热高，导热系数高，闪点和燃点高，一般液压油闪点在130—1500C之间。液压油应满足下列要求：

（四）具有良好的化学稳定性，能抗氧化，抗水解，在贮存和使用过程中不变质。（五）不得含有蒸汽，空气及容易气化和产生气体的杂质，否则会起气泡。气泡是可压缩的，而且在其突然被压缩时会放出大量的热，造成局部过热，使周围油迅速氧化变质。气泡还是产生剧烈振动和噪声的主要原因之一。（六）不含有水溶性酸和碱等，以免腐蚀机件和管道，破坏密封装置。

二、

液压油的选择液压传动中一般常采用矿油型，因植物油及动物油中含有酸性和碱性杂质，腐蚀性大，稳定性差。在