液压传动第1讲绪论

液压传动黄朗宁前言

改革开放以来，我国液压工业先后引进技术近50项，为提高产品质量和扩大生产能力起到了重要作用。目前在我国液压技术在各行各业蓬勃发展，已和美国、日本、德国、意大利以及台湾地区的液压公司建立了一些合资企业，生产大批各类现代元件和系统，使一些回路和系统各具特色，而且，近年来，我们的毕业生进入道桥、工程、机械、企业各领域的愈来愈多，反馈的信息也很多，正因为如此，借助液压选修课给喜欢液压技术的同学开设液压传动及控制，目的是扩大学生视野，拓宽探索思路.

液压挖掘机装载机钮荷兰拖拉机汽车起重机工程机械液压缸驱动马达联合收割机液压主泵转向及先导控制小松挖掘机主液压泵液压翻斗车铲运机数控机床液压摊铺机液压辅件液压平地机常见的液压系统图拖拉机液压系统结构拖拉机液压系统符号图悬挂装置作用原理简图分配器剖开结构图分配器控制的四个工作位置提升、中立，压降、浮动四个位置的内部油流走向分配器油流原理M160型拖拉机液压系统液压系统由以下油路组成CPQ－2型叉车CPQ－2型叉车液压系统图第一章概论本章介绍:1.液压传动的发展概况2.液压传动的工作原理及组成部分3.液压传动的优缺点4.液压传动在机械工业中的应用引言一、传动（Transmission）概述1、传动：传递动力——把动力装置的能量传递给工作装置做功。所有机械一般都有原动机、传动机构和工作机三部分，原动机一般为电动机、内燃机或蒸汽机等，当原动机的动力特性不能满足工作机的要求时，就需要用传动机构来实现原动机与工作机之间的合理匹配。

MM、ω

动力装置传动装置工作装置ωF、v例如汽车：其动力装置是发动机（内燃机），执行装置有汽车车轮，如何将发动机输出的功率转化为驱动车轮所需的动力及车轮转速？我们是通过传动轴、变速器、差速器、减速器等零部件来实现的。

2、传动装置：用来实现传动作用的一整套装置称为传动装置。1)三个功能①传递：可传递能量②变换：如高速→低速，旋转运动→直线运动③控制：如汽车变速箱可实现对车速的控制2)四种主要类型：①机械传动：通过机械零件直接进行力和运动的传递。特点：传动准确可靠，操作简单，效率高，制造容易，维护简单。但难以实现无级调速，远距离操作困难，结构也比较复杂。②电气传动：通过电来进行传动及控制。特点：能量传递方便，信号传递迅速，易于实现自动化；但运动平稳性差（易受外界负载的影响），电机惯性大，换向慢，成本高。③气压传动：以压缩空气为传动介质的一种传动方式。特点：结构简单，成本低，易于实现无级调速，可获得高速运动（空气粘性小→流速大）；但空气易压缩，无法获得匀速稳定的运动，且空气不易密封，只适用于小功率传动。④液体传动：以液体作为工作介质来实现能量的传输。按工作原理的不同主要可分为液压传动与液力传动两种主要形式。液力传动：借助于液体的动能来实现动力和运动的传递。液压传动：借助于处在密封系统中的液体的压力能来传递动力和运动。第一节液压传动的发展概况一、什么是液体传动、液压传动和液力传动?1、液体传动：以液体为工作介质传递能量和进行控制的传动方式称为液体传动；2、液压传动：利用液体压力能传递动力和运动的传动方式称为液压传动；3、液力传动：要利用液体动能的传动方式称为液力传动。二、液压传动的发展概况近代液压传动在工业上的真正推广应用是在20世纪中叶。60年代后，液压传动发展成为包括传动、控制、检测在内的一门完整的自动化技术，在国民经济的各方面都得到应用，采用液压传动的程度现在已成为衡量一个国家工业水平的重要标志。我国的液压工业开始于20世纪50年代，液压件生产已从低压到高压形成系列，并在各种机械设备上得到了广泛的使用。

第二节液压传动的工作原理及组成部分一、液压传动的工作原理1、简化模型在液压传动中，人们利用没有固定形状但具有确定体积的液体来传递力的运动。下图是一个经过简化的液压传动模型。图中有两个直径不同的液压缸2和4，缸内各有一个与内壁紧密配合的活塞。如图活塞5上有重物W则当活塞1上施加的力F达到一定大小时，就能阻止重物W下降。密闭容器主动柱塞从动柱塞流体介质负载

F2面积A2面积A1压力p主动力

F1

v1

v2q运动的实现密闭容器主动柱塞从动柱塞流体介质负载

F2面积A2面积A1压力p主动力

F1

v1

v2qL1L2

2、液压千斤顶液压千斤顶原理见下图。当向下压杠杆1时，小活塞3使缸2内的液体经管道6、阀7进入大缸9，并使活塞8上升，顶起重物W。适当地选择大、小活塞面积和杠杆比，就可以人力升起很重的负载W。液压传动的基本特点：1）以液体（多为液压油）作为传动介质；2）液体处于密封容积中，受挤压传递力；3）力的传递遵循压力相等原则，速度传递遵循容积相等原则。注：本课程中压力均指压强。因此，密封容积中具有压力能的液体可传递能量——液压传动。液压传动的工作原理：以液体作为工作介质利用液体的压力能来传递动力的；利用执行元件将液体的压力能转换为机械能，驱动工作部件运动，它与利用液体动能的液力传动是不相同的。液压系统工作时，必须对油液进行压力、流量和方向的控制与调节，满足工作部件在力、速度和方向上的要求。液压传动中的工作介质是在受控制、受调节的状态下进行工作的，因此液压传动和液压控制常常难以截然分开。3、两个重要概念

1）液压传动中的液体压力取决于负载

2）流量决定速度二、液压传动的组成部分液压传动装置主要由以下四部分组成：1、能源装置---把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的就是液压泵。2、执行装置---把油液的液压能转换成机械能的装置。液压缸和液压马达。3、控制调节装置---对系统中油液压力、流量或流动方向进行控制或调节的装置。各种阀类。4、辅助装置---上述三部分以外的其他装置。如油箱、滤油器、油管等。

流体传动系统将机械能转化为流体压力能,而后将流体能转化为机械能。由于机械能经过流体压力能的转换，得以充分发挥流体传动的优点。下图是流体传动系统的原理框图：泵（能量转换）控制元件执行元件（能量转换）机械能机械能压力能压力能TωTωFvpqpq流体传动系统的基本构成三、液压图形符号工程实际中，为了表示系统的元件与工作原理，一般都用国家标准中规定的液压的简单的图形符号来绘制液压系统原理图。

如机床工作台液压系统的图形符号图我国对液压元件的图形符号的规定和说明①标准规定的液压元件图形符号，主要用于绘制以液压油为工作介质的液压系统原理图。②液压元件的图形符号应以元件的静态或零位来表示；当组成系统的动作另有说明时，可作例外。③在液压传动系统中，液压元件若无法采用图形符号表达时，允许采用结构简图表示。④元件符号只表示元件的职能和连接系统的通路，不表示元件的具体结构和参数，也不表示系统管路的具体位置和元件的安装位置。⑤元件的图形符号在传动系统中的布置，除有方向性的元件符号(油箱和仪表等)外，可根据具体情况水平或垂直绘制。⑥元件的名称、型号和参数(如压力、流量、功率和管径等)一般应在系统图的元件表中标明，必要时可标注在元件符号旁边。⑦标准中未规定的图形符号，可根据本标准的原则和所列图例的规律性进行派生。当无法直接引用和派生时，或有必要特别说明系统中某一重要元件的结构及动作原理时，均允许局部采用结构简图表示。⑧元件符号的大小以清晰、美观为原则，根据图样幅面的大小斟酌处理，但应保证图形符号本身的比例。第三节液压传动的优缺点一、优点1)传动平稳在液压传动装置中，由于油液的压缩量非常小，在通常压力下可以认为不可压缩，依靠油液的连续流动进行传动。油液有吸振能力，在油路中还可以设置液压缓冲装置，故不伤机械机构因加工和装配误差会引起振动和擅击，使传动十分平稳，便于实现频繁的换向。因此它广泛地应用在要求传动乎稳的机械上，例如磨床几乎全部采用丁液压传动。2)质量轻体积小液压传动与机械、电力等传动方式相比，在输出同样功率的条件下，体积和质量可以减少很多，因此惯性小、动作灵敏。这对液压仿形、液压自动控制和要求减轻质量的机器来说，是特别重要的。3)承载能力大液压传动易于获得很大的力和转矩，因此广泛用于压制机、隧道掘进机、万吨轮船操舵机和万吨水压机等。4)容易实现无级调速在液压传动中，调节液体的流量就可实现无级调速，并且调速范围很大，可达2000：1，很容易获得极低的速度。5)易于实现过载保护液压系统中采取了很多安全保护措施，能够自动防止过载，避免发生事故。

6)液压元件能够自动润滑由于采用液压油作为工作介质，使液压传动装置能自动润滑，因此元件的使用寿命较长。7)容易实现复杂的动作采用液压传动能获得各种复杂的机械动作，如仿形车床的液压仿形刀架、数控铣床的液压工作台，可加工出不规则形状的零件。8)简化机构采用液压传动可大大地简化机械结构，从而减少了机械零部件数目。9)便于实现自动化液压系统中，液体的压力、流量和方向是非常容易控制的，再加上电气装置的配合，很容易实现复杂的自动工作循环。目前，液压传动在组合机床和自动线上应用得很普遍。10)便于实现“三化”液压元件易于实现系列他、标旺化和通用化，也易于设计和组织专业性大批量生产，从而可提高生产率、提高产品质量、降低成本。二、缺点1)液压元件制造精度要求高由于元件的技术要求高和装配比较困难，使用维护比较严格。2)实现定比传动困难液压传动是以液压油为工作介质，在相对运动表面间不可避免的要有泄漏，同时油液又不是绝对不可压缩的，因此不宜应用在传动比要求严格的场合，例如螺纹和齿轮加工机床的传动系统。3)油液受温度的影响由于油的粘度随温度的改变而改变，故不宜在高温或低温的环境下工作。4)不适宜远距离输送动力由于采用油管传输压力泊，压力损失较大，故不宜远距离输送动力。5)油液中混入空气易影响工作性能油液中混入空气后，容易引起爬行、振动和噪声，使系统的工作性能受到影响。6)油液容易污染油浓污染后，会影响系统工作的可靠性。7)发生故障不容易检查与排除。第四节液压传动在机械工业中的应用由于液压技术有许多突出的优点，从民用到国防，由一般传动到精确度很高的控制系统，都得到了广泛地应用。国防工业

陆、海、空三军的很多武器装备都采用了液压传动与控制，如飞机、坦克、舰艇、雷达、火炮、导弹和火箭等。机床工业

目前机床传动系统有85％采用液压传动与控制，如磨床、铣床、刨床、拉床、压力机、剪床和组合机床等。冶金工业电炉控制系统、轧钢机的控制系统、平炉装料、转炉控制、高炉控制、带材跑偏和恒张力装置等都采用了液压技术。工程机械普遍采用了液压传动，如挖掘机、轮胎装载机、汽车起重机、履带推土机、轮胎起重机、自行式铲运机、平地机和振动式压路机等。农业机械采用液压技术也很广泛，如联合收割机、拖拉机