液壓傳動(dòng)詳細(xì)原理

1、 一、簡(jiǎn)化模型一、簡(jiǎn)化模型二、力比和速比二、力比和速比三、兩個(gè)重要概念三、兩個(gè)重要概念四、容積式液壓傳動(dòng)四、容積式液壓傳動(dòng) 在液壓傳動(dòng)中，人們利用沒(méi)有固定形狀但具在液壓傳動(dòng)中，人們利用沒(méi)有固定形狀但具有確定體積的液體來(lái)傳遞力的運(yùn)動(dòng)。下圖是一個(gè)有確定體積的液體來(lái)傳遞力的運(yùn)動(dòng)。下圖是一個(gè)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的液壓傳動(dòng)模型。圖中有兩個(gè)直徑不同經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化的液壓傳動(dòng)模型。圖中有兩個(gè)直徑不同的液壓缸的液壓缸2 2和和4 4，缸內(nèi)各有一個(gè)與內(nèi)壁緊密配合的，缸內(nèi)各有一個(gè)與內(nèi)壁緊密配合的活塞。如圖活塞活塞。如圖活塞5 5上有重物上有重物W W則當(dāng)則當(dāng)活塞活塞1 1上施加的力上施加的力F F達(dá)到達(dá)到一定大小時(shí)，就能阻止一定大小

2、時(shí)，就能阻止重物重物W W下降。下降。一、簡(jiǎn)化模型一、簡(jiǎn)化模型1. 1. 等壓特性等壓特性: :根據(jù)帕斯卡定律根據(jù)帕斯卡定律“平衡液體內(nèi)某一平衡液體內(nèi)某一點(diǎn)的液體壓力等值地傳遞到液體內(nèi)各處點(diǎn)的液體壓力等值地傳遞到液體內(nèi)各處”，即：，即：輸出端的力之比等于二活塞面積之比。輸出端的力之比等于二活塞面積之比。 P P1 1=P=P2 2=P=F/A=P=F/A1 1=W/A=W/A2 2 或或 ：W/F=AW/F=A2 2/A/A1 1 2. 2. 等體積特性：假設(shè)活塞等體積特性：假設(shè)活塞1 1向下移動(dòng)距離向下移動(dòng)距離L L1則則液壓缸被擠出的液體體積為液壓缸被擠出的液體體積為A A1 1L L1

3、1。這部分液體進(jìn)入。這部分液體進(jìn)入液壓缸液壓缸4 4，使活塞，使活塞5 5上升上升L L2 2，其讓出的體積為，其讓出的體積為A A2 2L L2 2 。即。即： A A1 1L L1 1=A=A2 2L L2 2 或或 L L2 2/L/L1 1=A=A1 1/A/A2 2二、力比和速比二、力比和速比 進(jìn)一步認(rèn)為這些動(dòng)作是在時(shí)間進(jìn)一步認(rèn)為這些動(dòng)作是在時(shí)間t t內(nèi)完成，活塞內(nèi)完成，活塞1 1的速度的速度v v1 1=L=L1 1/t/t，活塞活塞5 5的速度的速度v v2 2=L=L2 2/t/t，則有：則有： V V2 2/V/V1 1=A=A1 1/A/A2 2這說(shuō)明輸出，輸入的位移和速度

4、都與二活塞面積這說(shuō)明輸出，輸入的位移和速度都與二活塞面積成反比。上式可寫(xiě)成：成反比。上式可寫(xiě)成： A A1 1V V1 1=A=A2 2V V2 2 這在流體力學(xué)中稱為液流連續(xù)性原理，它反這在流體力學(xué)中稱為液流連續(xù)性原理，它反映了物理學(xué)中質(zhì)量守恒這一現(xiàn)實(shí)。映了物理學(xué)中質(zhì)量守恒這一現(xiàn)實(shí)。 3. 3. 能量守恒特性能量守恒特性 WVWV2 2=FV=FV1 1 注：等式左邊和右邊分別代表輸出和輸入的功注：等式左邊和右邊分別代表輸出和輸入的功率。這說(shuō)明能量守恒也適用于液壓傳動(dòng)率。這說(shuō)明能量守恒也適用于液壓傳動(dòng)。 通過(guò)以上分析，上述模型中兩個(gè)不同面通過(guò)以上分析，上述模型中兩個(gè)不同面積的活塞和液壓缸相當(dāng)

5、于機(jī)械傳動(dòng)中的杠桿積的活塞和液壓缸相當(dāng)于機(jī)械傳動(dòng)中的杠桿，其面積比相當(dāng)于杠桿比，即，其面積比相當(dāng)于杠桿比，即A1/A2=b/aA1/A2=b/a。因。因之采用液壓傳動(dòng)可達(dá)到傳遞動(dòng)力，增力，改之采用液壓傳動(dòng)可達(dá)到傳遞動(dòng)力，增力，改變速比等目的，并在不考慮損失的情況下保變速比等目的，并在不考慮損失的情況下保持功率不變。持功率不變。三、兩個(gè)重要概念三、兩個(gè)重要概念 1.1. 液壓傳動(dòng)中的液體壓力取決于負(fù)載液壓傳動(dòng)中的液體壓力取決于負(fù)載 2.2. 流量決定速度流量決定速度四、容積式液壓傳動(dòng)四、容積式液壓傳動(dòng) 圖圖1-11-1中主動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)后使一定體積的液體擠中主動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)后使一定體積的液體擠出，這些液

6、體進(jìn)入從動(dòng)液壓缸，使從動(dòng)活塞產(chǎn)生出，這些液體進(jìn)入從動(dòng)液壓缸，使從動(dòng)活塞產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，而二者間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系是依靠主動(dòng)件擠出的運(yùn)動(dòng)，而二者間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系是依靠主動(dòng)件擠出的液體體積與從動(dòng)件所得到的液體體積相等來(lái)保證液體體積與從動(dòng)件所得到的液體體積相等來(lái)保證的。這種傳動(dòng)稱為容積式液壓傳動(dòng)。的。這種傳動(dòng)稱為容積式液壓傳動(dòng)。 工業(yè)上另外有一種依靠液體的動(dòng)能及其轉(zhuǎn)換工業(yè)上另外有一種依靠液體的動(dòng)能及其轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞的方法，稱為動(dòng)力液力傳來(lái)實(shí)現(xiàn)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞的方法，稱為動(dòng)力液力傳動(dòng)。動(dòng)。返回首頁(yè)返回首頁(yè)結(jié)束結(jié)束一、液壓千斤頂一、液壓千斤頂二、液壓圖形符號(hào)二、液壓圖形符號(hào)三、液壓系統(tǒng)的組成三、液壓系統(tǒng)的組成一、

7、液壓千斤頂一、液壓千斤頂圖12 液壓千斤頂原理圖 液壓千斤頂原理見(jiàn)下圖。當(dāng)向下壓杠桿液壓千斤頂原理見(jiàn)下圖。當(dāng)向下壓杠桿1時(shí)，時(shí)，小活塞小活塞3使缸使缸2內(nèi)的液體經(jīng)管道內(nèi)的液體經(jīng)管道6、閥、閥7進(jìn)入大缸進(jìn)入大缸9，并使活塞并使活塞8上升，頂起重物上升，頂起重物W。適當(dāng)?shù)剡x擇大、小。適當(dāng)?shù)剡x擇大、小活塞面積和杠桿比，就可以人力升起很重的負(fù)載活塞面積和杠桿比，就可以人力升起很重的負(fù)載W。二、液壓圖形符號(hào)二、液壓圖形符號(hào)機(jī)床工作臺(tái)液壓系統(tǒng)的圖形符號(hào)圖油箱濾油器液壓泵溢流閥開(kāi)停閥換向閥活塞液壓缸工作臺(tái)2 2、執(zhí)行元件、執(zhí)行元件 其其作用是將液壓能重新轉(zhuǎn)化成作用是將液壓能重新轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，克服負(fù)載，帶動(dòng)機(jī)

8、器完成所需的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械能，克服負(fù)載，帶動(dòng)機(jī)器完成所需的運(yùn)動(dòng)。三、液壓系統(tǒng)的組成三、液壓系統(tǒng)的組成1 1、動(dòng)力元件、動(dòng)力元件 即液壓泵，它可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成即液壓泵，它可將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成液壓能，是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化裝置。液壓能，是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化裝置。4 4、輔助元件、輔助元件 如油箱、油管、濾油器等。如油箱、油管、濾油器等。5 5、傳動(dòng)介質(zhì)、傳動(dòng)介質(zhì) 即液體。即液體。3 3、控制元件、控制元件 如各種閥。其中有方向閥和壓力如各種閥。其中有方向閥和壓力 閥兩種。閥兩種。返回首頁(yè)返回首頁(yè) 結(jié)束結(jié)束 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1、可以在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)機(jī)調(diào)速。、可以在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)機(jī)調(diào)速。2 2、在同等輸

9、出功率下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、在同等輸出功率下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)性能好。重量輕、運(yùn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)性能好。3 3、采用液壓傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。、采用液壓傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。4 4、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過(guò)載保護(hù)。、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作循環(huán)和自動(dòng)過(guò)載保護(hù)。5 5、由于一般采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)，因此、由于一般采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)，因此 液壓液壓元件有自我潤(rùn)滑作用，有較長(zhǎng)的使用壽命。元件有自我潤(rùn)滑作用，有較長(zhǎng)的使用壽命。6 6、液壓元件都是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)、液壓元件都是標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。計(jì)、制造和推廣應(yīng)用。1

10、 1、損失大、效率低、發(fā)熱大。、損失大、效率低、發(fā)熱大。2 2、不能得到定比傳動(dòng)。、不能得到定比傳動(dòng)。3 3、當(dāng)采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)時(shí)還需要注意防火問(wèn)、當(dāng)采用油作為傳動(dòng)介質(zhì)時(shí)還需要注意防火問(wèn)題。題。4 4、液壓元件加工精度要求高，造價(jià)高。、液壓元件加工精度要求高，造價(jià)高。5 5、液壓系統(tǒng)的故障比較難查找，對(duì)操作人員的、液壓系統(tǒng)的故障比較難查找，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求高。技術(shù)水平要求高。返回首頁(yè)返回首頁(yè)結(jié)束結(jié)束 一、液壓油的某些物理性質(zhì)一、液壓油的某些物理性質(zhì)二、液壓油的選用二、液壓油的選用1 1、密度、密度和重度和重度 =M/V =M/V ( (M M- -液體的質(zhì)量液體的質(zhì)量, ,V V-

11、-液體的體積）液體的體積）=G/V =G/V ( (G G- -液體的重量液體的重量) ) 液壓油的密度和重度因油的牌號(hào)而異，液壓油的密度和重度因油的牌號(hào)而異，并且隨著溫度的上升而減小，隨著壓力的提并且隨著溫度的上升而減小，隨著壓力的提高而稍有增加高而稍有增加。2 2、可壓縮性、可壓縮性液體具有比鋼鐵大的多的可壓縮性。液體具有比鋼鐵大的多的可壓縮性。體積壓縮系數(shù)體積壓縮系數(shù) k=-1/pk=-1/p。(V/V)(V/V)pp- -壓力的增量，壓力的增量，V V- -被壓縮的液體體積，被壓縮的液體體積，VV- -體體一、液壓油的某些物理性質(zhì)一、液壓油的某些物理性質(zhì)積的增量。由于積的增量。由于VV

12、是負(fù)值（體積減?。?，在是負(fù)值（體積減小），在式子右邊增加一個(gè)負(fù)號(hào)以保證式子右邊增加一個(gè)負(fù)號(hào)以保證k k為正數(shù)。為正數(shù)。另外，工程上常用液體體積彈性模量另外，工程上常用液體體積彈性模量K K來(lái)表示來(lái)表示其可壓縮性，取其可壓縮性，取 K=1/kK=1/k。 純油的可壓縮性隨壓縮過(guò)程、溫度計(jì)其實(shí)純油的可壓縮性隨壓縮過(guò)程、溫度計(jì)其實(shí)壓力的變化而變動(dòng)，但變動(dòng)量不大，可不予壓力的變化而變動(dòng)，但變動(dòng)量不大，可不予考慮。在一般情況下，油的可壓縮性對(duì)液壓考慮。在一般情況下，油的可壓縮性對(duì)液壓系統(tǒng)性能影響不大，但在系統(tǒng)性能影響不大，但在高壓情況高壓情況下以及在下以及在研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能時(shí)則不能忽略。由于空氣研究系統(tǒng)

13、動(dòng)態(tài)性能時(shí)則不能忽略。由于空氣的可壓縮性很大，且與工作壓力的改變而大的可壓縮性很大，且與工作壓力的改變而大幅度變化，所以幅度變化，所以游離空氣游離空氣對(duì)當(dāng)量體積彈性模對(duì)當(dāng)量體積彈性模量影響很大。量影響很大。3 3、 粘性粘性 液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，其流動(dòng)受到牽制，液體在外力作用下流動(dòng)時(shí)，其流動(dòng)受到牽制，且在流動(dòng)截面上各點(diǎn)的流速不同。各層液體間有相且在流動(dòng)截面上各點(diǎn)的流速不同。各層液體間有相互牽制作用，這種相互牽制的力稱作互牽制作用，這種相互牽制的力稱作液體內(nèi)的摩擦液體內(nèi)的摩擦力或粘性力力或粘性力。T=AT=A. . dudu/ /dzdz 或或=.du.du/ /dzdz 液體動(dòng)力粘度；液體

14、動(dòng)力粘度； 單位面積上地摩擦力；單位面積上地摩擦力； dudu/ /dzdz速度梯度，速度梯度， 此式又稱為此式又稱為牛頓內(nèi)摩擦定律牛頓內(nèi)摩擦定律。 液體動(dòng)力粘度與液體密度之比稱為液體動(dòng)力粘度與液體密度之比稱為運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度 =/=/。 當(dāng)壓力增加時(shí)，粘度有所增加；液體當(dāng)壓力增加時(shí)，粘度有所增加；液體的粘度對(duì)溫度很敏感，溫度略升高，粘度顯著降低。的粘度對(duì)溫度很敏感，溫度略升高，粘度顯著降低。4 4、其他性能、其他性能油的體積隨溫度升高而增加。油的體積隨溫度升高而增加。其膨脹量其膨脹量 v vt t=v=v0 01+1+t t(t+t(t+t0 0)其中其中v vt t- -溫度溫度t t。C C時(shí)的油的體積；時(shí)的油的體積； v v0 0- -溫度溫度t t0 0 。C C時(shí)的油的體積；時(shí)的油的體積； t t- -油的體積膨脹系數(shù)。油的體積膨脹系數(shù)。對(duì)液壓油的要求：對(duì)液壓油的要求：1 1、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。2 2、良好的潤(rùn)滑性能，以減小元件之間、良好的潤(rùn)滑性能，以減小元件之間 的磨的磨損。損。3 3、質(zhì)地純凈，不含或含有極少量的雜質(zhì)、水、質(zhì)地純凈，不含或含有極少量的雜質(zhì)、水份和水溶性酸堿等。份和水溶性酸堿等。4 4、適當(dāng)?shù)恼扯群土己?/p>