《液压与气动项目教程》 课件 项目1-3 液压传动的基本认知与应用实践- 液压执行元件和液压辅助元件的选择与拆装

《液压与气动项目教程》项目1液压传动的基本认知与应用实践工作任务1.1液压千斤顶的功能认知与应用实践项目1

液压传动的基本认知与应用实践

【教学目标】1.能分析液压千斤顶的工作原理，了解其功能及特点。2.能理解液压传动的工作原理、组成、作用及特点。3.能明确压力与负载、流量与速度的对应关系。4.能通过任务实施过程，提升自我学习能力、专业自信能力及团队协作和沟通能力。5.通过实操训练，提升实践技能，培养遵从企业现场管理制度的意识，养成按岗位行为规范操作的习惯。工作任务1.1液压千斤顶的功能认知与应用实践任务引入：液压千斤顶的工作原理液压千斤顶液压千斤顶

举升轿车工作任务1.1液压千斤顶的功能认知与应用实践能量转换过程：机械能（手柄、小活塞缸）

液压能（液压油）1.液压千斤顶的工作原理机械能液压能液压能机械能机械能（大活塞缸）机械能液压能液压能机械能工作任务1.1液压千斤顶的功能认知与应用实践1）液压传动定义液压传动是以密闭容器内的液体为工作介质进行能量转换，传递运动和动力的一种传动方式。2）液压千斤顶的本质液压传动装置本质上是能量转换装置，它先将输入的机械能转换成液体的液压能，再把液压能转换成机械能输出。3）帕斯卡原理：在密闭容器中的静止液体，当一处受到外力作用而产生压力时，这个压力将通过液体等值传递到液体内部的所有各点。帕斯卡原理又称静压传递原理。工作任务1.1液压千斤顶的功能认知与应用实践

手柄通过液压油的压力来传递力，大活塞上负载越大，油液产生的压力就越高，反之压力就越低，有负载才能建立起来压力，空载时，若不考虑其他阻力，则压力为零；速度的传递是依据密封容积变化相等的原则进行的，由图1-1可知，同一时间内，小活塞下腔容积减小多少，大活塞下腔容积就增大多少，重物上升的速度取决于单位时间大小活塞下腔密封容积变化的快慢；压力的大小与流量的大小无关，例如液压缸终端停留时压力大而流量为零，空载时压力小而速度可能较高。根据帕斯卡原理可知，油液的工作压力有：液压千斤顶具有省力的功能。2.液压千斤顶的特点工作任务1.1液压千斤顶的功能认知与应用实践3.液压系统的压力与流量

1）液体静压力:液体静压力是指液体静止时单位面积上（或某点处）所受到的法向作用力。静压力通常简称为压力，用p表示,压力的单位为Pa(帕：N/m2),使用时常用MPa（1兆帕=1×106帕）p

=F/A（1）压力液压系统靠液压油传递动力和运动，输出力及速度的大小分别与压力和流量有关。液压系统输出的力是靠压力来传递的。这里所说的压力通常是指液体静压力。工作任务1.1液压千斤顶的功能认知与应用实践3.液压系统的压力与流量

2)压力的表示方法绝对压力:以绝对真空作为基准测得的压力；相对压力:以大气压力作为基准测得的压力;真空度：相对压力为负值时，其绝对值称为真空度工作任务1.1液压千斤顶的功能认知与应用实践（2）流量1）流量：单位时间流过通流截面的液体体积称为流量。流量的常用单位为L/min（升/分）。2）流速：假设通流截面A上各点的流速均相等，其平均流速为υ，流过通流截面的流量为q，则有结论：压力与流量是液压系统的两个重要参数。液压系统的工作压力决定于负载，压力随负载的变化而变化；液压系统通常靠改变流量的方式来实现调速的目，其他条件不变的情况下，执行机构的运动速度与流量成正比。

工作任务1.1液压千斤顶的功能认知与应用实践

要点分析举例：图1-4所示为几组同学设计的液压千斤顶油路，每个油路都不是完全正确的，在图中将错误之处圈出来并标明错误原因：a图

b图

，c图

。简要说明每处错误会导致的后果：a图

，b图

，c图

。写出图中如下序号的元件名称：4

，6

，8

，9

，12

，13

。《液压与气动项目教程》项目1液压传动的基本认知与应用实践工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练项目1

液压传动的基本认知与应用实践

【教学目标】1.能分析磨床工作台液压系统的工作原理，了解其功能及特点。2.能理解液压传动的工作原理、组成、作用及特点。3.能理解液压油及液压流体力学相关物理意义，在分析工程实际问题中加以运用。4.能通过任务实施过程，提升自我学习能力、专业自信能力及团队协作和沟通能力。5.通过实操训练，提升实践技能，培养遵从企业现场管理制度的意识，养成按岗位行为规范操作的习惯。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练任务引入：磨床液压系统的工作原理半结构图符号图磨床工作台液压系统实验装置平面磨床外观液压系统图磨床液压系统动画工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练1.磨床工作台液压系统的工作原理在图1-6a中，液压泵3在电动机驱动下旋转，泵吸油口经过滤器2从油箱1中吸油，再经泵排油口、节流阀7、换向阀8进入液压缸9的左腔，推动活塞使工作台10右移，液压缸右腔的油液经换向阀和回油管11排回油箱。将换向阀手柄转换成图1-6b阀芯在左端所示状态时，油液经换向阀后进入液压缸的右腔，液压缸则反向运动实现工作台的换向。将换向阀手柄置于中间位置时，油路不通，工作台停止。图中节流阀的作用是调节阀口大小改变进入液压缸的油液流量，从而调节工作台的移动速度；溢流阀6的作用是溢流稳压，工作时，调节溢流阀6的旋钮，改变其调压弹簧至合适的预紧力，回油管5在控制压力下溢出液压泵输出的多余油液，使工作台低速运动时系统压力稳定。

工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练2.液压系统的组成1)动力元件——把机械能转换成液体压力能的装置，是液压系统的动力源，为液压系统提供液压油。它指的是液压泵。2)执行元件——把液体的压力能转换成机械能的装置，用以驱动负载做功。它指的是做直线运动的液压缸和做回转运动的液压马达。3）控制调节元件——控制和调节液压系统中液体的压力、流量和流动方向的装置，用于控制执行元件的推力（或转矩）、速度（或转速）和运动方向（或转向）。它指各种控制阀，4）辅助元件——保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置。油箱、滤油器、蓄能器、压力表和管件等都是辅助元件。5）工作介质——传递能量的液体，用以传递动力、运动和信号，这里指液压油。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练

3.液压系统的图形符号半结构图：这种图形直观，容易理解，便于根据原理图对照实物，但图形绘制工作量大。图形符号：可表示元件的功能和连接关系，不表示元件的实际结构、安装位置和参数，，使用规定的图形符号，方便了液压系统的设计、绘制和阅读分析，绘制时通常以未受激励的状态（非工作状态）来表示。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练液压系统工作原理图的表示方法案例：液压系统半结构图液压系统符号图磨床工作台液压系统实验装置工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练液压系统工作原理图的表示方法案例：1）在实训现场正确辨识元件，认知元件功能。将实训中使用到的各控制阀及执行元件符号对应的名称及作用简要填写到表1-6中。表1-6

2）完成油路操作调试工作。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练4.液压系统的特点

（1）主要优点1）承载能力大。液压传动单位质量输出功率大，容易获得较大的力及转矩。2）传动平稳。采用液压油来传递动力，便于缓冲吸振，所以传动平稳性好。3）换向容易，反应快。液压传动结构体积小、重量轻，结构紧凑，因此惯性小，动作灵敏，当突然启动或停车时，冲击较小，便于实现频繁换向。在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动方向的转换。4）调速范围大。在运行中可方便地实现无级调速，在极低的速度下仍能正常工作。5）易于实现自动控制。与微电子技术结合，可以方便地实现自动控制。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练4.液压系统的特点

（1）主要优点6）能够自动润滑。由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小。7）易于实现复杂动作和“三化”。采用液压传动可简化机械结构、灵活方便地布置传动机构以实现复杂动作。液压元件易于实现标准化、系列化和通用化，生产效率高、更换容易。8）液压传动容易实现过载保护。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练4.液压系统的特点

惯性力较小，快速响应性好能容量大、适合大功率的工况应用案例：工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练4.液压系统的特点

传动平稳缓冲减振应用案例：工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练4.液压系统的特点易于实现复杂动作易于实现自动控制压力阀应用案例：工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练4.液压系统的特点压力阀——可实现过载保护压力阀无压力阀时——设备损坏应用案例：工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练4.液压系统的特点

（2）主要缺点1）液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高。2）液压油容易污染，对使用和维护的要求高。

3）传动机理复杂，故障原因不易查找，故障维修难度大。4）液压油因泄漏和可压缩性原因，无法实现严格的传动比。5）传动效率低，不适合远距离传动。6）液压油受温度变化的影响大，不宜在油温过冷或过热的情况下工作。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练【拓展阅读】液压油及流体力学基础知识

1.液压油（1）液压油的作用

液压油在液压系统中的作用是传递能量和信息。液压油的常用类型：普通机床液压油（L-HL）和抗磨液压油（L-HM）工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练（2）液压油的主要物理性质液体的密度单位体积液体的质量称为液体的密度。液体的粘性液体在外力作用下流动或有流动趋势时，分子间的内聚力要阻止分子间相对运动而产生一种内摩擦力，液体的这种性质就是粘性。液体的粘温特性油液粘度随温度变化的性质称为粘温特性。液体的可压缩液体受压力作用而使其体积发生变化的性质，称为液体的可压缩性。液压油的可压缩性很小，通常把液压油认为是不可压缩的，但油中混入空气时，其可压缩性将显著增加。3）液压油的牌号：采用它在40℃时运动粘度的平均值来标号。2）液体粘性的大小用粘度来表示，常用的粘度有三种：动力粘度、运动粘度和相对粘度。1）静止液体是不呈现粘性的工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练（3）液压油的性能要求（1）合适的粘度及较好的粘温特性（2）良好的润滑性能（3）良好的热稳定性（4）抗泡沫性好、抗乳化性好（5）腐蚀性小、防锈性好（6）良好的相容性（8）闪点和燃点高（7）凝固点低、流动性好在液压系统中，液压油除传递运动和动力外，还要起到润滑和散热等作用。因此，要求液压油具有合适的黏度、较好的黏温特性、良好的润滑性能、良

好的热稳定性、良好的抗泡沫性和抗乳化性、良好的耐腐蚀性及防锈性、良好的相容性、较低的凝固点和较高的闪点及燃点等特点。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练1）液压油的牌号：液压油的牌号是以液压油在40OC时的运动黏度（mm2/s，也称cst。）平均值来标号的。例如32号普通液压油（其型号为L-HL32）是指在40OC时其运动黏度的平均值为32mm2/s。液压油黏度过高会使运动阻力增加、传动效率降低，甚至产生液压泵吸空和噪声等现象；黏度过低会使泄漏增加、执行机构速度降低及动力不足等问题。（4）选择液压油的主要依据2）选择液压油的主要依据：黏度是选择液压油的主要依据。工作压力较高、工作部件运动速度较低、环境温度较高的的系统宜选用黏度较大的液压油,以减少泄漏；工作压力较低、工作部件运动速度较高、环境温度较低的系统，宜选用黏度较小的液压油，以减轻液流及移动部件的摩擦阻力。3）对液压油的日常维护及时检查油温、及时检查泄漏及密封可靠性、及时检查污染情况并及时更换液压油，及时检查油箱的油位、维修后及时排气等。须注意的是，更换液压油时必须过滤并清洗液压系统。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练污染的原因残留物污染液压系统在制造、储存、运输、安装、维修过程中，带入砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、油垢、棉纱、灰尘等，未清洗干净，残留下来残留物侵入物污染环境中的污染物浸入，如空气、尘埃、水滴等侵入液压系统；维修过程中带入系统的污染物；过滤器选用不合理或清洗不及时；换油或补油时未按规定操作生成物污染工作过程中产生的金属微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡、油液变质后的胶状物等污染的危害加剧元件磨损，擦伤密封件，使泄漏增加；堵塞元件的缝隙及节流小孔等，造成动作失灵；堵塞过滤器，使液压泵吸油困难，造成吸油不充分和噪声严重等现象；腐蚀元件表面，产生气蚀，使液压系统出现振动和低速爬行现象控制措施消除残留物污染液压系统组装前后,必须对元件及系统进行严格的清洗减少浸入物污染控制工作环境的污染源，设滤油装置，定期检査、清洗或更换滤芯，尤其注意向油箱灌油时应通过过滤器,维修拆卸元件应在无尘区进行减少生成物污染提高工作效率，控制油温，延缓液压油变质周期液压油污染是指液压油中含有水分、空气、微小固体颗粒及胶质状生成物等杂质。液压系统故障的主要原因是液压油的污染，液压油污染会严重影响液压系统的正常工作，预防液压系统的故障发生率，其中很重要的一点就是系统污染的防控。（5）液压油的污染与控制工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练污染的液压油：清洁的液压油：液压油案例工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练2.流体力学基础液体静力学基本方程的物理意义：1）静止液体内任一点处的压力由液面上的压力和液柱的重力所产生的压力两部分组成。2）静止液体内部的压力随液体深度的增加而线性地增加。3）距液面深度相同的各点压力相等。由压力相等的点组成的面称为等压面。重力作用下静止液体中的等压面是一个水平面。

（1）液体静力学基本方程及其物理意义工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练（2）液体动力学方程及其物理意义1）流量连续性方程流量连续性方程是用于分析研究流动液体内流速、通流面积以及流量三者之间关系的方程。

流量连续性方程的物理意义：流量连续性方程的物理意义是液体在单位时间内流过各通流截面的液体体积相等。它表明液体在管路内做稳定流动时，单位时间内流过任何通流截面的液体体积都是相等的。它是液体流动的质量守恒方程。流量一定时，液体的流速与通流面积成反比，孔径小则流速快；通流面积一定时，流量大则流速就快。故，调节输入液压缸的流量可调节液压缸运动速度。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练2）液体的伯努利方程伯努利方程是根据能量守恒定律推导出的流体力学的一种表达形式，它是用于分析研究液体流动过程中压力与流速之间转换规律的方程。理想液体的伯努利方程是将液体作为既无粘性又无可压缩性的理想液体推导出的流动液体能量守恒方程。

理想液体伯努利方程的物理意义：在密闭管道内作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量（压力能、位能、动能），在沿管道流动过程中三种能量之间可以互相转化，但在任一截面处，三种能量的总和为一常量。上式是单位体积液体的能量守恒方程。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练

实际液体的伯努利方程

通过伯努利方程可以计算液压泵吸油口处的真空度、分析液压泵的工作性能。一般情况下，由于液体的密度较小，液体位能在总能量中占据很小的比重，在利用伯努利方程定性分析时，为简化分析计算过程，即使管道不是水平放置的，也往往忽略液体的位置高度变化所产生的能量变化，而只考虑压力能和动能的变化。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练思考图示液压泵吸油高度是如何影响液压泵工作性能的？

液压泵吸油过程中实际液体的伯努利方程：案例分析：思考图示液压泵吸油高度是如何影响液压泵工作性能的？工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练（3）液体流动时的压力损失液体在管路系统中流动时，因粘性等原因会产生能量损耗，表现为压力降低，把这种损失称为压力损失。1.沿程压力损失液体流经直径不变的直管时，因粘性摩擦而产生的压力损失称为沿程压力损失。2.局部压力损失液体流经局部阻力（阀口、管路分支、弯头、突变截面等）时，因流速和流向突变而产生的压力损失称为局部压力损失,

3.管路系统的总压力损失管路系统的总压力损失为所有沿程压力损失和所有局部压力损失之和工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练

为便于安装与维修，液压泵大多安装在油箱液面以上，依靠泵进口处形成的真空度来吸油。为使真空度不致过大，应尽可能减小吸油管压力损失，减小液压泵安装高度、增大吸油管直径、减少吸油管路长度和弯头都可以减小吸油管路的压力损失，使液压泵容易吸油。压力损失的产生与多方面因素有关，管道直径越小、管道越长、管道内壁越粗糙、液体流速越快以及液体粘性越大时，压力损失就越大；另外，为了减少压力损失，还应尽量减少弯管、分支或管路通流截面的突然变化。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练（4）液体流经小孔及间隙的流量1）液体流经小孔的流量小孔的类型：分为薄壁小孔、短孔和细长孔三种，图1-11

节流口的流量特性曲线液体流经薄壁小孔的流量

液体流经细长孔的流量

图1-12流经薄壁小孔的流量计算小孔流量的通式液体流经短孔的流量

短孔是介于细长小孔和薄壁孔之间的孔，短孔的流量也可用薄壁孔的流量公式计算，但流量系数Cq不同，一般取Cq=0.82。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练总结：流经薄壁小孔的流量只与小孔前后的压差∆pT的平方根以及小孔的面积𝐴𝑇成正比，与粘度无关，因此流经薄壁小孔的流量受温度和粘度的影响小，不易堵塞，流量稳定，节流阀的节流口常采用薄壁小孔类型；细长小孔的流量与动力粘度μ成反比，流量受油温变化的影响较大，细长小孔常用作控制阀的阻尼孔；短孔制造要比薄壁小孔容易得多，常用作固定节流器。2）液体流经间隙的流量液压系统中，液压元件端面存在平行平板间隙，液压缸缸体与活塞、阀体与阀芯之间存在环形间隙。间隙产生泄漏的原因有两种，一种是间隙两端的压力差引起的压差流动，另一种是间隙的两个配合面有相对运动引起的剪切流动。这两种流动同时存在时称为联合流动。液体流经平行平板间隙的流量压差流动产生的流量：剪切流动产生的流量：工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练总结：流经环形间隙的流量与偏心距有关，最大偏心时的泄漏量是同心时泄漏量的2.5倍之多。存在环形间隙时，安装时应尽量使间隙处的零件配合处于同轴线状态。另外，为了减少间隙处的泄漏量，应使间隙适当，间隙过小易使零件卡死，间隙过大会造成泄漏过多。液压系统的泄漏是不能绝对避免的，

泄漏不但会污染环境，还会造成功率损失，使执行机构的运动速度受到影响。所以，为了避免因泄漏导致流量不足，液压系统中泵的额定流量的选取要略大于系统工作时所需的最大流量。通常也可以用系统工作所需的最大流量乘以一个1.1～1.3的系数来估算。液体流经环状间隙的流量同心环状间隙的流量偏心环状间隙的流量工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练（5）液压冲击和气穴现象1）液压冲击的危害及措施液压冲击定义

在液压系统中，由于某种原因而引起油液的压力在瞬间急剧增高到某一峰值，这种现象称为液压冲击。造成液压冲击的主要原因

油路突然关闭或换向时液流速度的急剧变化、高速运动的工作部件突然停止时的惯性力和某些液压元件的反应动作不灵敏等，都是造成液压冲击的原因。高压、大流量的系统更易出现液压冲击。液压冲击的危害

产生液压冲击时，系统中的压力瞬间达到正常压力的好几倍，会导致系统的振动与噪声、管路或液压元件的损坏，甚至还会引起某些接收压力信号而动作的液压元件（如压力继电器）产生误动作，影响系统的正常工作、缩短系统的使用寿命。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练减小液压冲击的措施

根据液压冲击产生的机理，运用伯努利方程可知，避免液流速度急剧变化，延缓速度变化的时间，通过防止动能在瞬间转化成压力能，可以有效地防止液压冲击。常采用的办法有这样几种，适当加大管道直径以限制管道内液体的流速，限制执行元件运动速度不宜过快、延缓阀门动作时间，采用橡胶软管或在阀门前设置蓄能器吸收压力冲击。2）气穴现象的危害及措施气穴现象定义

在液压系统中，如果某处压力低于空气分离压时（如液压泵的吸油区域），原来溶解于油液中的空气就会游离出来形成气泡，这些气泡夹杂在油液中形成气穴，当压力进一步减小直至低于液体的饱和蒸气压时，液体就会迅速汽化形成大量气泡，这种现象称为气穴现象，也称空穴现象。气穴现象使液流呈不连续状态。造成气穴现象的主要原因

造成气穴现象的主要原因是液压泵吸油口真空度过大和油液流经狭窄的阀口及缝隙引起压力降过大。工作任务1.2磨床工作台液压系统的分析与演练气穴现象的危害

液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时，气泡在较高压力作用下迅速破裂，从而引起局部液压冲击，造成噪音和振动；另外，由于气泡破坏了液流的连续性，造成流量和压力的波动，使液压元件承受冲击载荷，因此影响了其使用寿命，甚至还会出现液压元件的气蚀和液压缸低速爬行等现象。气泡中的高温氧气腐蚀金属元件表面这种因气穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一，特别在高速、高压的液压设备中更应注意这一点。减小气穴现象的措施

气穴现象主要发生在液压泵的吸油口，所以应注意液压泵的吸油口真空度不能过大。需要控制液压泵的吸油高度不能过大、吸油管径不能过小、泵轴转速不能太高、管路密封要好防止吸气，还有流经节流小孔的压力降不能过大。感谢！Thank

You!《液压与气动项目教程》项目2液压动力元件的选择与拆装【教学目标】1.掌握液压泵的类型、特点及使用场合，能根据工况要求合理选择液压泵。2.掌握液压泵的典型结构，能对液压泵进行正确拆装、维护保养或更换。3.掌握液压泵的工作原理及结构特点，能观察、思考其工作状态，及时发现故障隐患。4.在拆装过程中建立安全防护意识，培养精益求精的工匠精神。5.能严格遵守操作规程，保持工作环境整洁，在实践中提升专业素养和岗位技能水平。6.在团队合作中提升协作与沟通能力。项目1

液压传动的基本认知与应用实践

任务引入：液压泵的选用与拆装液压泵功用:液压泵是液压系统的动力元件，其作用是将原动机（通常为电动机）输出的机械能转换为液体的压力能，为系统提供合适的液压油。偏心轮连续旋转使柱塞作往复运动，完成吸油和压油。一、单柱塞泵工作原理*吸油*偏心轮转动柱塞右移V密封增大P压力减小油液进入密封容腔完成吸油单柱塞泵工作原理压油*偏心轮转动柱塞左移V密封减小P压力增大压力油液进入系统完成压油单柱塞泵工作原理*液压泵是靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，因此称为容积式液压泵。吸油+压油单柱塞泵工作原理液压泵正常工作必备条件*1.有一个（若干个）密封容积2.密封容积能做大小周期性变化3.必须具有配流装置4.油箱液面与大气相通密封容积1）按结构：齿轮泵、叶片泵及柱塞泵等。2）按输油方向能否改变：单向泵和双向泵。3）按流量能否调节：定量泵和变量泵。4）按额定压力：低压泵、中压泵和高压泵等。二、液压泵基本类型*齿轮泵叶片泵柱塞泵液压泵图形符号*单向定量泵双向定量泵单向变量泵双向变量泵输油方向不变排量不可调节输油方向可变排量不可调节输油方向不变排量可调节输油方向可变排量可调节*液压泵参数压力排量流量功率效率标牌分别标注为CB-B25和YB1-10的液压泵，分别为流量为25L/min、额定压力为2.5Mpa的CB型齿轮泵，以及流量为10L/min、额定压力为6.3Mpa的YB1型叶片泵。压力和流量是液压泵的两个最重要的参数。三、液压泵的参数指液压泵工作时输出油液的实际压力，其大小由工作负载决定。工作压力p压力*指在正常工作条件下按试验标准规定液压泵在使用中连续运转所允许达到的最高工作压力。额定压力pn液压泵的过载：液压泵的工作压力超过额定压力即为过载。液压泵的额定压力分为几个等级。压力等级低压中压中高压高压超高压压力/MPa≤2.5＞2.5~8＞8~16＞16~32＞32排量V*液压泵每转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积叫液压泵的排量。排量的大小取决于泵的密封腔的几何尺寸。排量不可以调节的为定量泵排量可以调节的为变量泵指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下,在单位时间内所排出的液体体积的平均值

qt=Vn

理论流量qt流量*液压泵在实际工作压力下排出的流量称为实际流量,如果泄漏流量为Δqq=qt-∆q

实际流量q液压泵流量是指泵在单位时间内排出油液的体积。液压泵在正常工作条件下,按试验标准规定(如在额定压力和额定转速下)必须保证的流量额定流量qn实际流量q电动机驱动液压泵轴的功率输入功率Pi功率*指泵的工作压力和实际流量的乘积Po=pq

输出功率Po由于泄漏和机械摩擦造成的能量损失，输出功率小于输入功率液压泵的容积效率是液压泵容积损失的性能参数，为实际输出流量与理论流量比值

容积效率效率*液压泵的机械效率为液压泵在工作过程中摩擦损失的性能参数，为理论转矩与实际转矩之比

机械效率泵输出功率与输入功率之比总效率泵工作压力提高，容积效率降低，机械效率提高低压小排量*标记方法：齿轮泵系列号-压力等级排量

识别液压泵铭牌参数型号：CB-B额定压力：2.5MPa额定流量：10L/min额定转速：1450r/min1.齿轮泵

内啮合齿轮泵外啮合齿轮泵四、常见液压泵的工作原理、结构及特点外啮合齿轮泵实物三片式外啮合齿轮泵泵盖泵体从动轴和从动齿轮主动轴和主动齿轮装配螺钉三片式外啮合齿轮泵内部结构定位销定位销注意观察：该泵吸排油口大小不同，吸油口大、排油口小，故：使用时吸排油口位置不能互换，电动机转动方向不允许反向。

密封容积——齿轮各齿廓、啮合线、泵体内

表面及前后泵盖围成（A、B腔）

密封容积变化：

齿轮退出啮合,容积A——吸油

齿轮进入啮合,容积B

——压油循环时，吸压油口隔开——靠两齿轮啮合线、齿顶及泵盖来保障（1）外啮合齿轮泵工作原理齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位：轴向间隙泄漏——经齿轮端面和端盖间的轴向间隙泄漏，约占齿轮泵总泄漏量的75%~80%；径向间隙泄漏——经齿轮外圆和壳体内孔间的径向间隙泄漏，约占齿轮泵总泄漏量的20%~25%；齿侧间隙泄漏——经两个齿轮的齿面啮合间隙泄漏很少，可忽略不计。（2）齿轮泵结构问题泄漏途径1）泄漏多径向间隙泄漏齿侧间隙泄漏轴向间隙泄漏轴向间隙的自动补偿将压力油引入轴套背面，使之紧贴齿端面，补偿磨损，减小间隙压力油浮动轴套泄漏途径2）径向力不平衡原因及危害齿轮受到的径向液压力沿圆周从高压腔到低压腔，压力沿齿轮外圆逐齿降低。径向不平衡力增大了齿轮和轴承受的冲击载荷，增加磨损、产生振动和噪声。缩小压油口开压力平衡槽，槽1和槽2分别与压油口和吸油口相通压油口小吸油口大减小径向力的措施：注意：转动方向不能随意改变3）困油现象闭死容积减小p↑

闭死容积增大p↓

当困油区容积由大变小时——压力升高从缝隙强行挤出，造成温升并使轴承受到额外负载；

闭死容积或困油区造成困油现象（困油区的油液既不与压油腔相通，也不与吸油腔相通）。当困油区容积由小变大时——造成局部真空，产生气穴现象，引起强烈的振动和噪声。困油现象的危害：闭死容积减小时与压油腔相通闭死容积增大时与吸油腔相通困油卸荷槽困油卸荷槽后泵盖前泵盖消除困油现象的措施：在泵盖上铣出困油卸荷槽。（3）齿轮泵的性能特点及应用场合结构简单，寿命长；工作可靠，自吸能力强；对油液污染不敏感，维护容易；径向力不平衡，压力脉动和噪声都较大；泄漏多，流量脉动大，排量不可调。应用：一般的齿轮泵通常多用于普通机床、工程机械、矿山机械、农业机械以及一些辅助工况，精度、噪声及污染要求不高或负载不太大的场合。1）双作用式叶片泵工作原理

密封容积的形成：由每两个相邻叶片、转子外表面、定子内表面和前后配油盘围成（配油盘上开有通油的窗口）。密封容积的变化：左上、右下区域叶片伸出：容积↑——吸油；左下、右上区域叶片缩回：容积↓——压油。（1）双作用式叶片泵2.叶片泵配油盘上有四个对称的窗口：二个吸油窗口a、c和两个压油窗口b、d；叶片间四处密封容积：二个对称的吸油区通过a和c经吸油口与油箱相通、二个对称的压油区通过b、d经排油口与系统相通；吸压油区隔开：靠吸压油腔中间的叶片；双作用式：泵的转子每转一周，每两个叶片间的密封容积完成吸油、压油各两次。分析：YB型（双作用式）叶片泵外观及结构定量叶片泵YB1-16型号识读：额定压力6.3Mpa；转速：960r/min；转向：顺时针方向（自轴端方向）。2）双作用式叶片泵结构组成

定子转子和叶片配油盘前后泵体盖板转子叶片

定子吸油窗口压油窗口压油口吸油口压油口压油口吸油口双作用式叶片泵结构组成1）单作用式叶片泵工作原理密封容积的形成：由定子、转子、叶片、配油盘围成。密封容积的变化：左半周区域叶片伸出：容积↑——吸油

右半周域叶片缩回：容积↓——压油单作用式：泵的转子每转一周，每两个叶片间的密封容积完成吸油、压油各一次。（2）单作用式叶片泵1）单作用式叶片泵工作原理（2）单作用式叶片泵单作用式叶片泵实物单作用变量叶片泵2）定量叶片泵和变量叶片泵结构特点比较双作用叶片泵（定量泵）定子内表面曲线为近椭圆形，与转子同心布置；双作用式；不能改变排量，只能做定量泵使用；吸、压油口对称，径向力平衡，故称卸荷式；叶片倾角沿旋转方向前倾；叶片底部通压油腔。单作用叶片泵（变量泵）定子内表面曲线为圆形，与转子偏心布置；单作用式；只要改变转子和定子的偏心距e，就可以改变输油量，可做变量泵使用；吸压油口分布两侧，径向力不平衡，故称非卸荷式；叶片倾斜方向与双作用叶片泵相反；叶片底部与顶部压力相同。（3）叶片泵性能特点及应用场合结构紧凑，流量脉动小，工作平稳，噪声较小；泄漏少，容积效率较高，压力较高，流量较大；双作用式的径向力平衡，轴承寿命长、耐久性好；单作用式易于变量；对油液污染较敏感，叶片易被杂质咬死，过滤精度要求高，自吸性能较齿轮泵差；结构较复杂，零件制造精度要求高。性能特点应用场合：广泛用于机械制造行业中的机床、油压机、注塑机等自动线设备中压或中低压液压系统中。叶片泵应用注意事项吸油管安装吸油滤油器；泵吸油高度要严格控制在0.5m之内；特别注意转向不能接反；进出口不能接反；注意叶片倒角方向、安装时转子不能装反。注意事项3.柱塞泵85柱塞泵按柱塞排列方向不同，分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。分类轴向柱塞泵径向柱塞泵斜盘式柱塞泵斜轴式柱塞泵（1）柱塞泵工作原理861-斜盘；2-柱塞；3-缸体；4-配油盘斜盘式轴向柱塞泵工作原理（2）柱塞泵结构87

特点（3）轴向柱塞泵特点及应用88容积效率高压力高易于实现变量对油液污染敏感应用于高压、大流量、大功率场合。轴

向

柱

塞

泵4.一般情况液压泵的选型*1.对小负载、小功率机械设备的液压系统，选用齿轮泵、双作用叶片泵2.对精度较高的机械设备（磨床)液压系统，选用螺杆泵或双作用叶片泵3.对负载较大，有快、慢速工作行程的机械设备(组合机床）液压系统选用限压式变量叶片泵4.对大负载、大功率机械设备（刨床、拉床、压力机）液压系统选用柱塞泵选用液压泵步骤*1.由所要完成的工作任务分析及计算，确定工作负载的大小2.根据负载大小确定液压缸或液压马达的工作压力3.根据液压缸或液压马达的工作压力确定泵的工作压力4.根据工作压力、功率大小及其他要求选择泵的类型5.根据工作流量选定泵的型号6.确定泵的转速和电机功率5.实训任务----叶片泵拆装任务一：双作用叶片泵拆装要求：认知叶片泵实物外观及内部结构；

分析观察各部分名称及作用；

掌握双作用叶片泵工作原理；

遵守现场7S管理。感谢！Thank

You!《液压与气动项目教程》项目3液压执行元件和液压辅助元件的选择与拆装【教学目标】1.掌握液压缸的类型、特点及使用场合，并能根据工况要求合理选择液压缸。2.掌握液压缸的典型结构，能对液压缸进行正确拆装、维护保养或更换。3.掌握液压缸的工作原理及结构特点，能观察、思考其工作状态，及时发现故障隐患。4.了解液压马达的类型及特点。5.了解密封装置等液压辅助元件的功能及特点。6.在拆装液压缸过程中建立安全防护意识，培养精益求精的工匠精神。7.能严格遵守操作规程，保持工作环境整洁，在实践中提升专业素养和岗位技能水平。8.在团队合作中提升协作与沟通能力。项目1

液压传动的基本认知与应用实践

任务引入：液压缸的选用与拆装液压执行元件的功用:液压执行元件是将液压系统中的压力能转换为机械能的能量转换装置液压缸——将液压能转换为直线运动的机械能，对外输出力。液压马达——将液压能转换为回转运动的机械能，对外输出力矩。磨床工作台液压系统9697一、液压缸按结构形式分类：活塞式、柱塞式、摆动式。活塞式——压力能转换为直线运动机械能，输出力和速度（应用广泛）。柱塞式——压力能转换为直线运动机械能，输出力和速度（实现单方向运动）。摆动式——压力能转换为小于360°的往复摆动机械能，输出转矩和角速度。1.液压缸的类型按作用原理分类：单作用式与双作用式。单作用式——利用液压力实现单方向的运动，反方向运动需要依靠外力来实现（如重力、弹簧力等）。双作用式——利用液压力实现正反两个方向的往复运动。按安装方式分类——缸体固定式（常见）与活塞杆固定式。按支撑形式分类——轴线固定式与轴线摆动式。98单作用式液压缸：一个压力油口一个压力油口小型升降机（缸体固定）翻斗车（缸体固定）99两个压力油口（双杆）两个压力油口（单杆）四柱液压机双作用式液压缸：100单杆活塞式双杆活塞式单作用式双作用式缸筒固定式缸筒固定式活塞杆固定式活塞杆固定式活塞式液压缸的类型：1012.液压缸的功能及特点——活塞式液压缸（1）双杆活塞缸的功能及特点a）缸体固定式双杆活塞缸b）活塞杆固定式双杆活塞缸

c）符号缸筒固定：工作行程为液压缸有效行程的3倍缸杆固定：工作行程为液压缸有效行程的2倍1）双杆活塞缸的类型1022）双杆活塞缸的输出特性当双杆活塞缸回油接油箱，回油压力为零时

推力

运动速度

A：液压缸有效面积D：活塞直径

d：活塞杆直径q：液压缸输入的流量p：液压缸输入的压力

结论：当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的液压油时，双杆活塞式液压缸左、右两个方向的速度和推力相等，常用于正反两个方向工况相同的场合，比如磨床工作台往复运动的液压系统。103

（2）单杆活塞缸的功能及特点104差动连接：单杆活塞式液压缸两腔同时接通压力油的连接。

差动连接具有增速的功能，但推力有所减小。即，差动连接推力小，速度快，适合空载快进的场合

差动液压缸：差动连接的液压缸。105对于单杆活塞缸，当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的液压油时，液压缸左、右两个方向的速度和推力不相等。无杆腔进压力油工作时，推力大，速度低，常用于克服负载工作进给的工况；有杆腔进压力油工作时，推力小，速度高，常用于空载快速退回的工况。单杆活塞缸差动连接时速度快、推力小，常用于空载快速趋近工作位的工况，例如组合机床工作时的快进动作。如果液压缸两腔的工作面积关系为

，即D=d（或d=0.71D），则可设计成“快进”和“快退”的速度相等，即

单杆活塞缸常用于一个方向有较大负载、需要大推力，而运行速度较低；另一个方向为空载或轻载，要求快速的场合。即，单杆活塞缸可完成“快进（差动连接）→工进（无杆腔进油）→快退（有杆腔进油）”的工作循环。

。106。（3）活塞缸的组成部分缸体组件（缸筒、端盖）活塞组件（活塞、活塞杆）密封装置（O、Y、V型密封圈等）缓冲装置排气装置活塞式液压缸结构组成及图形符号缸筒液压缸主体零件，与缸盖、活塞构成密闭容腔，内孔加工精度高。缸盖安装液压缸两端，与缸筒构成紧密油腔。与缸筒间有焊接、法兰、螺纹、拉杆等连接方式，由工作压力及环境等因素选择。活塞杆液压缸传递运动和力的主要元件，受推力、拉力、弯矩等，需保证必要的强度。活塞液压能转换机械能的主要元件，有效工作面积影响液压缸作用力和运动速度。导向套活塞杆起导向和支撑作用，要求配合精度高，摩擦阻力小，耐磨性好。缓冲装置为避免活塞在行程两端与缸盖发生机械碰撞，产生冲击和噪声影响设备工作精度，甚至损坏零件。密封装置采用密封圈密封，O型、Y型、V型及组合式等多种，材料为耐油的橡胶、尼龙、聚氨酯等。排气装置避免液压系统混入空气后工作不稳定，产生振动、噪声、爬行和起动时突然前冲等现象。109液压缸漏油外泄漏：油液从各密封不严处泄漏到液压缸外面的大气中。缸套与缸盖（或导向套）密封部位漏油更换新的O型圈活塞杆与导向套相对运动处向外漏油活塞杆损伤，汽油清洗、涂抹金属胶、油封刮胶；导向套磨损，内径略小导向套更换管接头密封不严引起漏油检查密封圈密封状态、管接头是否正确装配110内泄漏：液压缸内部油液从高压腔通过各种间隙向低压腔泄漏。活塞杆与活塞之间的静密封部分在两者密封表面加装O型圈缸套内壁与活塞之间的动密封部分严格检查各配合件，镗削内孔修复缸套，装配直径增大活塞111柱塞缸单作用式液压缸，实现单方向运动。工艺性好，适用于较长行程运动的场合，如龙门刨床、导轨磨床、大型拉床等设备的液压系统中。柱塞缸适合垂直安装；为实现双向运动，通常成对使用。3.液压缸的功能及特点——其他液压缸将高压端输出油通入其它液压缸以获取大的推力，其本身不能直接作为执行元件。常用于某些短时或局部需要高压油的系统中，例如压铸机、造型机。增压缸112伸缩缸又称多级缸。活塞伸出顺序从大到小，推力变化从大到小，伸出速度则由慢变快；空载缩回的顺序是从小到大，推力由小变大，而速度则由快变慢；适合于长行程，广泛用于起重运输车辆等工程机械及自动化步进式输送装置上。齿条缸又称无杆式液压缸，特点是将液压缸直线运动转换为驱动工作部件作周期性的往复回转运动，其回转角度可以大于360°。1—无杆齿条活塞；2—齿轮113单叶片式——叶片摆角小于310°，输出转矩小双叶片式——摆角小于150°输出转矩是单叶片缸的两倍由于密封性较差，一般用于机床和夹具的夹紧装置、送料装置、转位装置、周期性进给机构等中低压系统以及工程机械中。单叶片式双叶片式摆动缸

1－叶片轴2－缸体3－定子块4－回转叶片1144.液压马达115单向定量马达双向定量马达单向变量马达双向变量马达液压马达的图形符号小问题：观察液压马达和液压泵的符号有什么不同？液压马达是将液体的压力能转换为机械能，输出转矩以驱动工作部件回转。它的结构与液压泵相近，而工作原理与液压泵是互逆的。由于液压泵和液压马达二者的功用和工作条件不同，在实际结构上是存在着一定差别的。116（1）液压马达的工作原理、常见类型工作原理：压力油的压力作用在进油腔的叶片侧面，由叶片1与3、5与7受力差构成的力矩推动转子和叶片顺时针方向旋转，从而在输出轴输出扭矩驱动负载转动。常见的液压马达结构有叶片式、柱塞式和齿轮式三大类。1）叶片式液压马达的特点及应用叶片式液压马达最大的特点是体积小、惯性大、动作灵敏、允许的换向频率高。但是，它工作时泄漏较大，不适合在低速下工作,调速范围也不能太大。故主要适用于高转速、小转矩和须动作灵敏的场合，例如广泛地应用于磨床工作台、内（外）圆磨床的主轴、对机械特性要求不高及调速范围不大的夹紧装置、以及对惯性要求较小的各种随动系统的驱动中。2）柱塞式液压马达的特点及应用柱塞式液压马达分为轴向和径向两种，径向柱塞马达是低速大扭矩马达,高速液压马达一般都是轴向柱塞马达。这类马达应用于矿山机械、建筑机械、采矿机械、采煤机械、工程机械、起重运输机械和船舶等方面。3）齿轮式液压马达的特点及应用这类马达用于高转速、小转矩的场合，也用做笨重物体旋转的传动装置。由于笨重物体的惯性起到飞轮作用，可以补偿旋转的波动性，因此在起重设备中应用比较多。值得注意的是，齿轮式液压马达输出转矩和转速的脉动性大，径向力不平衡，在低速旋转及负载改变时运转的平稳性较差。（2）液压马达的主要参数1）液压马达的排量液压马达的排量是液压马达每转一转时由其几何尺寸计算所需要输入的液体体积（不考虑泄漏）。

2）液压马达的容积效率因为液压马达存在泄漏，为满足转速的需要，液压马达输入的实际流量qM需要大于理论流量

，液压马达的容积效率为

将

代入上式，可得液压马达的转速公式为3）液压马达的转速4）液压马达的机械效率和转矩

因为液压马达工作时存在摩擦，产生机械损失，它的实际输出转矩

小于理论转矩

，故有液压马达的机械效率为如果液压马达的出口压力为零,进口压力为

、进油流量为

，

液压马达的转矩为理论输出转矩：实际输出转矩：

或119（3）液压马达的应用特点按照输出特性高速小扭矩液压马达—齿轮马达、叶片马达、轴向柱塞马达低速大扭矩液压马达—径向柱塞马达结构特点液压马达与液压泵工作原理可逆,结构上相近，选择原则上也大体相同。但因其用途不同,它们在结构上有一定的差别，所以一般不能与液压泵互换。二、常用的液压辅助元件

液压站上的辅助元件电动机压力表液压泵油箱散热器蓄能器阀组油路块空气滤清器1.蓄能器蓄能器的类型：按结构不同分：直接接触式和隔离式（隔膜式、活塞式和气囊式）；按加载形式分：重锤式、弹簧式、充气式（应用广泛）。蓄能器的功能：蓄能器是液压系统中一种储存油液压力能的装置，它在适当的时机将系统中的能量储存起来，当系统需要时，又将能量释放出来，重新补供给系统，或当系统瞬间压力增大时，它可以吸收这部分的能量，以保证整个系统压力正常。蓄能器的应用（1）短期大量供油（2）实现系统保压（3）吸收压力冲击和脉动气囊式蓄能器短期大量供油气囊式蓄能器实质上是一个能量转换元件，充液时将液压能转换为气压能，释放时将气压能转换为液压能。气囊式蓄能器的优点：惯性小、反应灵敏、结构紧凑、重量轻，充气后能长时间保存气体、充气方便，所以被广泛应气囊式蓄能器使用时，首先向蓄能器充入预定压力的惰性气体；当外部系统压力超过蓄能器内部压力时，气囊受压缩而储存液压能，这时系统向蓄能器储油；当工作过程中系统压力低于蓄能器内部压力时，气囊释放能量，这时蓄能器向系统供油。用于液压系统中。选择适当的充气压力是这种蓄能器的关键。蓄能器的安装与使用注意事项（1）充气式蓄能器中应使用惰性气体（一般为氮气），工作压力应在标牌规定的工作范围内。（2）气囊式蓄能器的气囊强度不高，不能承受很大的压力波动，且只能在-20～70℃的温度范围内工作。（3）气囊式蓄能器原则上应垂直安装（油口向下）。（4）装在管路上的蓄能器须用支板或支架固定。（5）蓄能器与管路系统之间应安装截止阀，供充气、检修时使用。蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，防止液压泵停车时蓄能器内储存的压力油液倒流。（6）蓄能器在使用过程中防止泄漏，要定期对气囊进行气密性检查及其他方面的检查。2.过滤器液压系统75%以上的故障是由于油液不洁净造成的。过滤器是由滤芯和壳体组成，靠滤芯上面微小间隙或小孔来阻隔混入油液中的杂质，保证油液的清洁。过滤器的功用：是过滤混杂在油液中的杂质，减少进入系统的油液污染物，保证系统能正常工作。过滤器的主要参数：过滤精度、压降特性和纳垢容量等。过滤精度：指过滤器对各种不同尺寸不溶性硬质粒子的滤除能力，它是过滤器的重要性能指标。在滤芯尺寸和流量一定的情况下，滤芯的过滤精度越高，油液流经过滤器时压力降越大；反之，在流量一定的情况下，滤芯的有效过滤面积越大，压力降越小；油液的粘度越大，流经滤芯的压力降则越大。纳垢容量：指过滤器在压力降达到规定值之前可以滤除并容纳的污染物数量，它是反应过滤器寿命的重要指标。一般来说，滤芯尺寸越大，即过滤面积越大，纳垢容量就越大，过滤器的纳垢容量越大，使用寿命越长。过滤器的类型及特点名称网式线隙式纸芯式烧结式磁性结构图过滤精度80μm、100μm、120μm三个规格30--100μm5--30μm7--100μm特种用途，过滤铁杂质特点结构简单，通油能力强，清洗方便，压力损失小；但过滤精度低。一般用于泵吸油口。过滤精度较高，通油能力大，但不易清洗，多做回油过滤器。结构紧凑，通油能力大，但无法清洗，需经常更换滤芯。过滤精度高，抗腐蚀，滤芯强度大，能在较高温度和压力下工作，易堵塞，难清洗，颗粒易脱落。适用于经常加工铸件的