天理工液压传动讲义第1章 液压传动概述

PAGE1PAGE1第一章液压传动概述液压传动相对机械传动，是一门新兴的技术，具有许多突出的优点，广泛用于机械、工程、冶金、航空、运输等领域。作为机制专业的一门技术基础课，要求通过学习掌握液压传动的基本工作原理、能分析阅读现有设备中中等复杂程度的液压系统原理图、能根据要求初步设计液压传动系统，正确选用标准元件。一、液压传动的研究对象液压传动：以液压油作为工作介质，利用液体的压力能实现能量传递。它基于流体力学的帕斯卡原理，也称静液传动或容积式传动。如液压泵。液力传动：利用液体的动能实现能量传递，它基于流体力学动量矩定理，也称动液传动。如水轮机，液力变矩器。这里仅讨论液压传动。二、液压传动的基本工作原理以液压千斤顶为例来说明。液压千斤顶由大、小两个液压缸，油箱，两个单向阀，阀门以及它们之间的连接管道，构成封闭的油路装置，其内充满液体。1．阀门关闭时提起手柄，小液压缸活塞向上移动，其工作容积增加，形成真空，油箱里面的油液在大气压力的作用下，顶开单向阀进入小液压缸；压下手柄，小液压缸的活塞向下移动，挤压下面的液体，单向阀自行关闭，（单向阀的作用正如图形符号所示，只能使油液单方向通过）这部分油液压力升高，顶开另一个单向阀，油液进入大液压缸，推动大活塞，从而顶起重物；再提起手柄，单向阀反向不通，阻止大液压缸内的压力油倒流入小液压缸，以保证重物不致自动落下。2．阀门打开时大液压缸腔内的油液流回油箱，重物作用于大活塞，使其下移，千斤顶处于复位状态。反复打开、关闭阀门，上、下提压手柄，可以实现重物的上升和下降。三、液压传动的工作特性将千斤顶的工作原理图用图示的简化模型来代替，可以看出：1．力的传递按照帕斯卡原理进行。根据流体力学中的帕斯卡原理，平衡液体内某一点的压力等值地传递到液体各点，因此有====2．液压传动中压力取决于负载。只有大活塞上有了重物W（负载），小活塞上才能施加上作用力F，并使液体受到压力，所以负载是第一性的，压力是第二性的。即有了负载，并且作用力足够大，液体才受到压力，压力的大小取决于负载。3．负载的运动速度取决于流量。液压传动中传递运动时，速度传递按照容积变化相等的原则进行。A1L1＝A2L2v1=L1/t，v2=L2/t上式可以写成：A1v1=A2v2＝Q此式即为流体力学中的连续性方程，Q为流量，所以负载（重物W）的运动速度v2取决于进入大液压缸的流量Q。压力和流量是液压传动中最重要的参数。四、液压传动的组成任何一个液压系统都是由以下几个部分组成的：动力元件：把原动机的机械能转换成液体压力能的转换元件。最常见的形式是液压泵，它是液压系统的能源。执行元件：把液体的液压能转换成机械能的转换元件。它可以是液压缸（实现直线运动），也可以是液压马达（实现回转运动）。控制元件：对液压系统中油液的压力、流量或流动方向进行控制或调节的元件。例如各种液压阀。辅助元件：指油箱、管道、滤油器、压力表等元件，在系统中起储存油液、连接、滤油、测量等作用，它们对保证系统正常工作也具有重要作用。五、液压传动的优缺点优点：1．在同等输出功率下，液压传动装置的体积小，重量轻，结构紧凑。液压马达的体积和重量只有同等功率电动机的12%左右。2．液压装置工作比较平稳。液压装置由于重量轻，惯性小，反应快，易于实现快速启动、制动和频繁换向。换向频率，在实现往复回转运动时可达500次/分钟，实现往复直线运动时可达1000次/分钟。3．液压装置能在大范围内实现无级调速（调速范围可达1：2000），且调速性能好。4．液压传动容易实现自动化。液压控制和电气控制结合起来使用时，能实现复杂的顺序动作和远程控制。5．液压装置易于实现过载保护。液压元件能自行润滑，寿命较长。6．液压元件已实现标准化、系列化和通用化，所以液压系统的设计、制造和使用都比较方便。缺点：1．液压传动不能保证严格的传动比。这是由于液压油的可压缩性和泄漏等因素造成的。2．液压传动中，能量经过二次变换，能量损失较多，系统效率较低。3．液压传动对油温的