液壓傳動第1講緒論

1、液液 壓壓 傳傳 動動黃黃 朗朗 寧寧前言 改革開放以來，我國液壓工業(yè)先后引進技術近50項，為提高產品質量和擴大生產能力起到了重要作用。目前在我國液壓技術在各行各業(yè)蓬勃發(fā)展，已和美國、日本、德國、意大利以及臺灣地區(qū)的液壓公司建立了一些合資企業(yè)，生產大批各類現(xiàn)代元件和系統(tǒng)，使一些回路和系統(tǒng)各具特色，而且，近年來，我們的畢業(yè)生進入道橋、工程、機械、企業(yè)各領域的愈來愈多，反饋的信息也很多，正因為如此，借助液壓選修課給喜歡液壓技術的同學開設液壓傳動及控制，目的是擴大學生視野，拓寬探索思路.液壓挖掘機裝載機鈕荷蘭拖拉機汽車起重機工程機械液壓缸驅動馬達聯(lián)合收割機液壓主泵轉向及先導控制小松挖掘機主液壓泵液壓

2、翻斗車鏟運機數(shù)控機床液壓攤鋪機液壓輔件液壓平地機常見的液壓系統(tǒng)圖常見的液壓系統(tǒng)圖拖拉機液壓系統(tǒng)結構拖拉機液壓系統(tǒng)符號圖懸掛裝置作用原理簡圖分配器剖開結構圖分配器控制的四個工作位置提升、中立，壓降、浮動四個位置的內部油流四個位置的內部油流走向走向分配器油流原理M160型拖拉機液壓系統(tǒng)CPQ2型叉車CPQ2型叉車液壓系統(tǒng)圖引 言 一一 、傳動（、傳動（TransmissionTransmission）概述）概述 1 1、傳動、傳動：傳遞動力把動力裝置的能量傳遞給工作裝置做功。 所有機械一般都有原動機、傳動機構和工作機三部分，原動機一般為電動機、內燃機或蒸汽機等，當原動機的動力特性不能滿足工作機的要

3、求時，就需要用傳動機構來實現(xiàn)原動機與工作機之間的合理匹配。 M M M、 動力裝置 傳動裝置 工作裝置 F、v 例如汽車：其動力裝置是發(fā)動機（內燃機），執(zhí)行裝置有汽車車輪，如何將發(fā)動機輸出的功率轉化為驅動車輪所需的動力及車輪轉速？我們是通過傳動軸、變速器、差速器、減速器等零部件來實現(xiàn)的。 2、傳動裝置傳動裝置：用來實現(xiàn)傳動作用的一整套裝置稱為傳動裝置。 1)1)三個功能三個功能 傳遞：可傳遞能量 變換：如高速低速，旋轉運動直線運動 控制：如汽車變速箱可實現(xiàn)對車速的控制 2)2)四種主要類型四種主要類型： 機械傳動機械傳動： 通過機械零件直接進行力和運動的傳遞。 特點：傳動準確可靠，操作簡單，效

4、率高，制造容易，維護簡單。但難以實現(xiàn)無級調速，遠距離操作困難，結構也比較復雜。 電氣傳動電氣傳動： 通過電來進行傳動及控制。 特點：能量傳遞方便，信號傳遞迅速，易于實現(xiàn)自動化；但運動平穩(wěn)性差（易受外界負載的影響），電機慣性大，換向慢，成本高。 氣壓傳動氣壓傳動： 以壓縮空氣為傳動介質的一種傳動方式。 特點：結構簡單，成本低，易于實現(xiàn)無級調速，可獲得高速運動（空氣粘性小流速大）；但空氣易壓縮，無法獲得勻速穩(wěn)定的運動，且空氣不易密封，只適用于小功率傳動。 液體傳動液體傳動： 以液體作為工作介質來實現(xiàn)能量的傳輸。 按工作原理的不同主要可分為液壓傳動與液力傳動兩種主要形式。 液力傳動液力傳動：借助于液

5、體的動能來實現(xiàn)動力和運動的傳遞。 液壓傳動液壓傳動：借助于處在密封系統(tǒng)中的液體的壓力能來傳遞動力和運動。一、什么是液體傳動、液壓傳動和液力傳動?1、液體傳動：以液體為工作介質傳遞能量和進行控制的傳動方式稱為液體傳動；2、液壓傳動：利用液體壓力能傳遞動力和運動的傳動方式稱為液壓傳動；3、液力傳動：要利用液體動能的傳動方式稱為液力傳動。二、液壓傳動的發(fā)展概況 近代液壓傳動在工業(yè)上的真正推廣應用是在20世紀中葉。60年代后，液壓傳動發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測在內的一門完整的自動化技術，在國民經(jīng)濟的各方面都得到應用，采用液壓傳動的程度現(xiàn)在已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志。 我國的液壓工業(yè)開始于2

6、0世紀50年代，液壓件生產已從低壓到高壓形成系列，并在各種機械設備上得到了廣泛的使用。 一、液壓傳動的工作原理一、液壓傳動的工作原理1、簡化模型、簡化模型 在液壓傳動中，人們在液壓傳動中，人們利用沒有固定形狀但具有利用沒有固定形狀但具有確定體積的液體來傳遞力確定體積的液體來傳遞力的運動。下圖是一個經(jīng)過的運動。下圖是一個經(jīng)過簡化的液壓傳動模型。圖簡化的液壓傳動模型。圖中有兩個直徑不同的液壓中有兩個直徑不同的液壓缸缸2 2和和4 4，缸內各有一個與，缸內各有一個與內壁緊密配合的活塞。如內壁緊密配合的活塞。如圖活塞圖活塞5 5上有重物上有重物W W則當活則當活塞塞1 1上施加的力上施加的力F F達到

7、一定達到一定大小時，就能阻止重物大小時，就能阻止重物W W下降。下降。密閉容器主動柱塞從動柱塞流體介質負載 F2面積 A2面積 A1壓力 p主動力 F1 v1 v2q密閉容器主動柱塞從動柱塞流體介質負載 F2面積 A2面積 A1壓力 p主動力 F1 v1 v2qL1L2 2、液壓千斤頂、液壓千斤頂 液壓千斤頂原理見下圖。當向下壓杠桿液壓千斤頂原理見下圖。當向下壓杠桿1 1時，時，小活塞小活塞3 3使缸使缸2 2內的液體經(jīng)管道內的液體經(jīng)管道6 6、閥、閥7 7進入大缸進入大缸9 9，并使活塞并使活塞8 8上升，頂起重物上升，頂起重物W W。適當?shù)剡x擇大、小。適當?shù)剡x擇大、小活塞面積和杠桿比，就可

8、以人力升起很重的負載活塞面積和杠桿比，就可以人力升起很重的負載W W。圖12 液壓千斤頂原理圖液壓傳動的基本特點：液壓傳動的基本特點： 1）以液體（多為液壓油）作為傳動介質； 2）液體處于密封容積中，受擠壓傳遞力； 3）力的傳遞遵循壓力相等原則，速度傳遞遵循容積相等原則。注：本課程中壓力均指壓強。因此，密封容積中具有壓力能的液體可傳遞能量液壓傳動。 液壓傳動的工作原理工作原理： 以液體液體作為工作介質工作介質利用液體的壓力能壓力能來傳遞動力的；利用執(zhí)行元件將液體的壓力能轉換為機械能，驅動工作部件運動，它與利用液體動能的液力傳動是不相同的。液壓系統(tǒng)工作時，必須對油液進行壓力、流量和方向的控制與調

9、節(jié)，滿足工作部件在力、速度和方向上的要求。 液壓傳動中的工作介質是在受控制、受調節(jié)的狀態(tài)下進行工作的，因此液壓傳動和液壓控制常常難以截然分開。3、兩個重要概念、兩個重要概念 1）液壓傳動中的液體壓力取決于負載液壓傳動中的液體壓力取決于負載 2）流量決定速度流量決定速度二、液壓傳動的組成部分 液壓傳動裝置主要由以下四部分組成： 1、能源裝置-把機械能轉換成油液液壓能的裝置。最常見的就是液壓泵。 2、執(zhí)行裝置-把油液的液壓能轉換成機械能的裝置。液壓缸和液壓馬達。 3、控制調節(jié)裝置-對系統(tǒng)中油液壓力、流量或流動方向進行控制或調節(jié)的裝置。各種閥類。 4、輔助裝置-上述三部分以外的其他裝置。如油箱、濾油

10、器、油管等。三、液壓圖形符號液壓圖形符號 工程實際中，為了表示系統(tǒng)的元件與工作原理，一般都用國家標準中規(guī)定的液壓的簡單的圖形符號來繪制液壓系統(tǒng)原理圖。 機床工作臺液壓系統(tǒng)的圖形符號圖油箱濾油器液壓泵溢流閥開停閥換向閥活塞液壓缸工作臺我國對液壓元件的圖形符號的規(guī)定和說明 標準規(guī)定的液壓元件圖形符號，主要用于繪制以液壓油為工作介質的液壓系統(tǒng)原理圖。 液壓元件的圖形符號應以元件的靜態(tài)或零位來表示；當組成系統(tǒng)的動作另有說明時，可作例外。 在液壓傳動系統(tǒng)中，液壓元件若無法采用圖形符號表達時，允許采用結構簡圖表示。 元件符號只表示元件的職能和連接系統(tǒng)的通路，不表示元件的具體結構和參數(shù)，也不表示系統(tǒng)管路的具

11、體位置和元件的安裝位置。 元件的圖形符號在傳動系統(tǒng)中的布置，除有方向性的元件符號(油箱和儀表等)外，可根據(jù)具體情況水平或垂直繪制。 元件的名稱、型號和參數(shù)(如壓力、流量、功率和管徑等)一般應在系統(tǒng)圖的元件表中標明，必要時可標注在元件符號旁邊。 標準中未規(guī)定的圖形符號，可根據(jù)本標準的原則和所列圖例的規(guī)律性進行派生。當無法直接引用和派生時，或有必要特別說明系統(tǒng)中某一重要元件的結構及動作原理時，均允許局部采用結構簡圖表示。 元件符號的大小以清晰、美觀為原則，根據(jù)圖樣幅面的大小斟酌處理，但應保證圖形符號本身的比例。一、優(yōu)點一、優(yōu)點1)傳動平穩(wěn) 在液壓傳動裝置中，由于油液的壓縮量非常小，在通常壓力下可以

12、認為不可壓縮，依靠油液的連續(xù)流動進行傳動。油液有吸振能力，在油路中還可以設置液壓緩沖裝置，故不傷機械機構因加工和裝配誤差會引起振動和擅擊，使傳動十分平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁的換向。因此它廣泛地應用在要求傳動乎穩(wěn)的機械上，例如磨床幾乎全部采用丁液壓傳動。2)質量輕體積小 液壓傳動與機械、電力等傳動方式相比，在輸出同樣功率的條件下，體積和質量可以減少很多，因此慣性小、動作靈敏。這對液壓仿形、液壓自動控制和要求減輕質量的機器來說，是特別重要的。3)承載能力大 液壓傳動易于獲得很大的力和轉矩，因此廣泛用于壓制機、隧道掘進機、萬噸輪船操舵機和萬噸水壓機等。4)容易實現(xiàn)無級調速 在液壓傳動中，調節(jié)液體的流量就可

13、實現(xiàn)無級調速，并且調速范圍很大，可達2000：1，很容易獲得極低的速度。5)易于實現(xiàn)過載保護 液壓系統(tǒng)中采取了很多安全保護措施，能夠自動防止過載，避免發(fā)生事故。 6)液壓元件能夠自動潤滑 由于采用液壓油作為工作介質，使液壓傳動裝置能自動潤滑，因此元件的使用壽命較長。7)容易實現(xiàn)復雜的動作 采用液壓傳動能獲得各種復雜的機械動作，如仿形車床的液壓仿形刀架、數(shù)控銑床的液壓工作臺，可加工出不規(guī)則形狀的零件。8)簡化機構 采用液壓傳動可大大地簡化機械結構，從而減少了機械零部件數(shù)目。9)便于實現(xiàn)自動化 液壓系統(tǒng)中，液體的壓力、流量和方向是非常容易控制的，再加上電氣裝置的配合，很容易實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)。

14、目前，液壓傳動在組合機床和自動線上應用得很普遍。10)便于實現(xiàn)“三化” 液壓元件易于實現(xiàn)系列他、標旺化和通用化，也易于設計和組織專業(yè)性大批量生產，從而可提高生產率、提高產品質量、降低成本。二、缺點二、缺點1)液壓元件制造精度要求高 由于元件的技術要求高和裝配比較困難，使用維護比較嚴格。2)實現(xiàn)定比傳動困難 液壓傳動是以液壓油為工作介質，在相對運動表面間不可避免的要有泄漏，同時油液又不是絕對不可壓縮的，因此不宜應用在傳動比要求嚴格的場合，例如螺紋和齒輪加工機床的傳動系統(tǒng)。3)油液受溫度的影響 由于油的粘度隨溫度的改變而改變，故不宜在高溫或低溫的環(huán)境下工作。4)不適宜遠距離輸送動力 由于采用油管傳

15、輸壓力泊，壓力損失較大，故不宜遠距離輸送動力。5)油液中混入空氣易影響工作性能 油液中混入空氣后，容易引起爬行、振動和噪聲，使系統(tǒng)的工作性能受到影響。6)油液容易污染 油濃污染后，會影響系統(tǒng)工作的可靠性。7)發(fā)生故障不容易檢查與排除。 由于液壓技術有許多突出的優(yōu)點，從民用到國防，由一般傳動到精確度很高的控制系統(tǒng)，都得到了廣泛地應用。 國防工業(yè)國防工業(yè) 陸、海、空三軍的很多武器裝備都采用了液壓傳動與控制，如飛機、坦克、艦艇、雷達、火炮、導彈和火箭等。 機床工業(yè)機床工業(yè) 目前機床傳動系統(tǒng)有85采用液壓傳動與控制，如磨床、銑床、刨床、拉床、壓力機、剪床和組合機床等。 冶金工業(yè)冶金工業(yè) 電爐控制系統(tǒng)、軋鋼機的控制系統(tǒng)、平爐裝料、轉爐控制、高爐控制、帶材跑偏和恒張力裝置等都采用了液壓技術。 工程機械工程機械 普遍采用了液壓傳動，如挖掘機、輪胎裝載機、汽車起重機、履帶推土機、輪胎起重機、自行式鏟運機、平地機和振動式壓路機等。 農業(yè)機械農業(yè)機械 采用液壓技術也很廣泛，如聯(lián)合收割機、拖拉機和犁等。 汽車工業(yè)汽車工業(yè) 液壓越野車、液壓自卸式汽車、液壓高空作業(yè)車和消防車等均采用了液壓技術。 輕