第2章 液壓傳動(dòng)

2.1液壓傳動(dòng)概述2.2液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成2.3液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)2.4液壓系統(tǒng)圖的圖形符號(hào)思考題與習(xí)題第二篇液壓傳動(dòng)第2章緒論2.1液壓傳動(dòng)概述2.1.1液壓傳動(dòng)的工作原理

液體易流動(dòng)，而且?guī)缀跏遣豢蓧嚎s的。液體受壓后，其內(nèi)部的壓力強(qiáng)度可以向各個(gè)方向傳遞。液壓傳動(dòng)正是利用了液體的這一特征。1

回首頁(yè)圖2-1a液壓千斤頂工作原理圖2

2.1.2液壓傳動(dòng)的主要工作特征

為分析方便，將液壓千斤頂簡(jiǎn)化成如圖2-1b所示原理圖，并假定液壓油是沒(méi)有粘性且不可壓縮的理想液體；活塞和缸壁之間的摩擦力忽略不計(jì)；各間隙處，即單向閥的鋼球和閥座之間，活塞和缸壁之間，沒(méi)有任何泄漏；不考慮活塞的質(zhì)量；忽略液柱高度所產(chǎn)生的壓力。圖2-1b液壓千斤頂工作原理圖

回首頁(yè)3⒈工作特征一

根據(jù)上面的假設(shè)，我們可以得出下列平衡方程（2-1）可見(jiàn)，力的傳遞是通過(guò)液體壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且外負(fù)載力越大，也就是說(shuō)，液壓系統(tǒng)的壓力取決于外負(fù)載，這是液壓傳動(dòng)的第一個(gè)工作特征。還需強(qiáng)調(diào)指出是：壓力取決于負(fù)載是液壓技術(shù)中非常重要的基本概念。對(duì)于實(shí)際液體，負(fù)載應(yīng)包括油液在管道和元件中流動(dòng)時(shí)所受到的“阻力”等負(fù)載在內(nèi)。另外還應(yīng)明確，液壓元件、附件的強(qiáng)度和密封材料決定了壓力不能隨負(fù)載無(wú)限增大。

回首頁(yè)——大活塞的有效作用面積；——在小活塞上所施加的力；——小活塞的有效作用面積。式中

——封閉容積內(nèi)液體的壓力；——重物的重力，即外負(fù)載力；4或式中

——由小液壓缸流出，即進(jìn)入大液壓缸的流量；（2-3）

——小活塞的下移速度；——大活塞的上升速度。

由式（2-3）可看出，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度取決于進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，這就是液壓傳動(dòng)的第二個(gè)工作特征。只要能連續(xù)調(diào)節(jié)進(jìn)入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量，就能無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度。因此，在液壓傳動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速是很容易的。

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由式（2-2）可看出，液壓傳動(dòng)中運(yùn)動(dòng)的傳遞是按照容積變化相等的原則進(jìn)行的。設(shè)活塞移動(dòng)時(shí)間為

，可得（2-2）⒉工作特征二

由圖2-1b還可看出，小活塞排出的油液體積應(yīng)為

。依前面的假設(shè)條件，體積為

的油將全部進(jìn)入大液壓缸，推動(dòng)大活塞向上移動(dòng)距離

，因此5

⒊液壓功率

液壓千斤頂?shù)妮敵龉β蕿?/p>

(2-4)

式（2-4）說(shuō)明，液壓力做功，其功率等于壓力和流量的乘積。這個(gè)結(jié)論具有普遍意義，無(wú)論是對(duì)液壓泵、液壓馬達(dá)，還是對(duì)液壓閥等，涉及到液壓功率的計(jì)算時(shí)，均是如此。

回首頁(yè)62.2液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成

⑴動(dòng)力元件

（泵）⑵執(zhí)行元件（缸、馬達(dá)）⑶控制元件（各類閥）⑷輔助元件（油箱、油管、濾油器等）⑸工作介質(zhì)（液壓油）

回首頁(yè)7液壓系統(tǒng)通常由以下五個(gè)部分組成１．動(dòng)力裝置

作用是向液壓系統(tǒng)提供具有一定壓力的液體流量，它將原動(dòng)機(jī)輸入給它的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能。２．執(zhí)行機(jī)構(gòu)

包括液壓缸和液壓馬達(dá)，作用是把液體的壓力能轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)形式和旋轉(zhuǎn)形式的機(jī)械能。３．控制調(diào)節(jié)裝置

用于控制液流的方向、流量和壓力的元件統(tǒng)稱為閥，它們分別是電磁換向閥、節(jié)流閥和溢流閥等等。４．輔助裝置

用于液壓介質(zhì)的儲(chǔ)存、過(guò)濾、傳輸以及對(duì)液壓參量進(jìn)行測(cè)量和顯示等元件都屬于輔助裝置，也叫附件。５．工作介質(zhì)

用以傳遞動(dòng)力并起潤(rùn)滑。根據(jù)使用環(huán)境和主機(jī)的不同，需采用不同的工作介質(zhì)。

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2.3液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)

液壓傳動(dòng)與其它傳動(dòng)方式相比，主要優(yōu)點(diǎn)有：

⑴功率重量比大，液壓傳動(dòng)裝置的體積小，重量輕。⑵液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速方便，且調(diào)速范圍大，性能好。⑶液壓傳動(dòng)裝置工作平穩(wěn)，響應(yīng)快，可頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)和換向。⑷液壓傳動(dòng)裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。⑸液壓傳動(dòng)所用元件和輔件便于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。⑹液壓介質(zhì)有良好的潤(rùn)滑和防銹性，有利于延長(zhǎng)液壓元件的使用壽命。⑺液壓傳動(dòng)裝置便于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，液壓元件和輔件的排列及布置也可根據(jù)需要靈活調(diào)整。⑻功率損失所產(chǎn)生的熱量可通過(guò)液壓介質(zhì)方便地帶走。

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液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)有：

⑴液壓傳動(dòng)難以保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。

⑵液壓傳動(dòng)的總效率比較低，這是因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)裝置工作過(guò)程中存在著機(jī)械摩擦損失、壓力損失和容積損失。

⑶液壓傳動(dòng)裝置的性能受溫度的影響較大。

⑷液壓傳動(dòng)不宜遠(yuǎn)距離傳輸能量，布置液壓管路如布置導(dǎo)線靈活，工作介質(zhì)在管路中流動(dòng)時(shí)功率損失較大。⑸液壓介質(zhì)有泄漏現(xiàn)象。

回首頁(yè)102.4液壓系統(tǒng)圖的圖形符號(hào)采用結(jié)構(gòu)示意的辦法來(lái)表示液壓系統(tǒng)原理圖直觀，容易理解，但繪制時(shí)很麻煩，復(fù)雜的液壓系統(tǒng)的原理圖則更是如此。為此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB786.1-93規(guī)定了一整套液壓系統(tǒng)職能符號(hào)，用以表示液壓元件和附件以及繪制液壓系統(tǒng)原理圖等。

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職能符號(hào)表示的液壓系統(tǒng)圖

1）以職能符號(hào)表示的液壓系統(tǒng)原理圖，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)以元件的靜止位置或零位置表示，否則需做說(shuō)明。

2）職能符號(hào)只表示元件的職能和管路的連接，不反映結(jié)構(gòu)參數(shù)和安裝位置。

11思考題與習(xí)題

2-1具體說(shuō)明液壓系統(tǒng)的工作壓力不能無(wú)限大的原因（假設(shè)負(fù)載可以無(wú)限大）。

2-2流動(dòng)的液體具有壓力能、動(dòng)能和位能，這三種能是同時(shí)存在的。哪一種能量形式在液壓傳動(dòng)中是最主要的，為什么？

2-3結(jié)合圖2-1a所示的液壓千斤頂原理圖，說(shuō)明在千斤頂舉升重物