《機(jī)械基礎(chǔ)》課件

項(xiàng)目九認(rèn)識液壓傳動系統(tǒng)

液壓傳動發(fā)展階段第一階段：

液壓傳動從1795年世界上第一臺水壓機(jī)誕生，已有200多年的歷史，但由于沒有成熟的液壓傳動技術(shù)和液壓元件，且工藝制造水平低下，發(fā)展緩慢，幾乎停滯。

第二階段：上世紀(jì)30年代，由于工藝制造水平提高，開始生產(chǎn)液壓元件，并首先應(yīng)用于機(jī)床。第三階段：上世紀(jì)50、60、70年代，工藝水平有了很大提高，液壓技術(shù)也迅速發(fā)展，滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域：從藍(lán)天到水下，從軍用到民用，從重工業(yè)到輕工業(yè)到處都有流體傳動與控制技術(shù)舉例應(yīng)用如：火炮跟蹤、炮塔穩(wěn)定、海底石油探測平臺固定、煤礦礦井支承、礦山用的風(fēng)鉆、火車的剎車裝置、液壓裝載、起重、挖掘、軋鋼機(jī)組、數(shù)控機(jī)床、多工位組合機(jī)床、全自動液壓車床、液壓機(jī)械手等。

工程機(jī)械推土機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)起重運(yùn)輸汽車吊、叉車、港口龍門吊礦山機(jī)械鑿巖機(jī)、提升機(jī)、液壓支架建筑機(jī)械打樁機(jī)、平地機(jī)、液壓千斤頂農(nóng)業(yè)機(jī)械拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)液壓傳動的應(yīng)用冶金機(jī)械壓力機(jī)、軋鋼機(jī)鍛壓機(jī)械壓力機(jī)、模鍛機(jī)、空氣錘機(jī)械制造組合機(jī)床、自動線、氣動扳手輕工機(jī)械打包機(jī)、注塑機(jī)汽車工業(yè)汽車轉(zhuǎn)向器、減振器、自卸汽車智能機(jī)械模擬駕駛艙、機(jī)器人娛樂行業(yè)娛樂座椅液壓傳動在軍工中的應(yīng)用液壓傳動在工程機(jī)械中的應(yīng)用全自動六角車床

液壓傳動在機(jī)床工業(yè)中的應(yīng)用注塑機(jī)液壓傳動在輕工機(jī)械中的應(yīng)用抓斗機(jī)鏟車液壓千斤頂壓力機(jī)液壓千斤頂原理

§14—1液壓傳動的基本原理及組成一、液壓傳動的基本原理1一杠桿手柄2一泵體（油腔）3—排油單向閥4一吸油單向閥5一油箱6、7、9、10一油管8—放油閥11一液壓缸（油腔）12—重物1．泵吸油過程2．泵壓油和重物舉升過程3．重物落下過程從上圖可以看出，液壓傳動是以液體作為工作介質(zhì)來進(jìn)行工作的，一個完整的液壓傳動系統(tǒng)由以下幾部分組成：（l）動力元件：是將原動機(jī)所輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體壓力能的元件，其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油，液壓泵是液壓系統(tǒng)的心臟。（2）執(zhí)行元件：把液體壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能以驅(qū)動工作機(jī)構(gòu)的元件，執(zhí)行元件包括液壓缸和液壓馬達(dá)。（3）控制元件：包括壓力、方向、流量控制閥，是對系統(tǒng)中油液壓力、流量、方向進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)的元件。如換向閥15即屬控制元件。（4）輔助元件：上述三個組成部分以外的其它元件，如：管道、管接頭、油箱、濾油器等為輔助元件。液壓傳動系統(tǒng)的組成

液

壓

元

件通過以上的實(shí)例，我們可以總結(jié)出液壓傳動的工作原理是：以油液為工作介質(zhì)，通過密封容積的變化來傳遞運(yùn)動，通過油液內(nèi)部的壓力來傳遞動力。液壓傳動裝置實(shí)質(zhì)上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。知識小貼士二、液壓傳動系統(tǒng)的組成

動力部分執(zhí)行部分控制部分輔助部分三、液壓元件的圖形符號GB/T786.1—1993《液壓氣動圖形符號》1一杠桿2一活塞3—泵4一單向閥5一單向閥6一油箱7－放油閥8—活塞缸9－柱塞液壓千斤頂工作原理簡化結(jié)構(gòu)示意圖四、液壓傳動的應(yīng)用特點(diǎn)

易于獲得很大的力和力矩調(diào)速范圍大，易實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速質(zhì)量輕，體積小，動作靈敏傳動平穩(wěn)，易于頻繁換向易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)便于采用電液聯(lián)合控制以實(shí)現(xiàn)自動化液壓元件能夠自動潤滑，元件的使用壽命長液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化傳動效率較低液壓系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，不易找到原因，維修困難為減少泄漏，液壓元件的制造精度要求較高返回主頁課堂練習(xí)

1.液壓系統(tǒng)除工作介質(zhì)外,主要由（）、（）、（）和（）四部分組成。

2.各種液壓閥用于控制液壓系統(tǒng)中液體的（）、（）和（）等，以保證執(zhí)行元件完成預(yù)定的工作運(yùn)動。

3.液壓傳動裝置工作平穩(wěn),能方便地實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速,但不能快速啟動、制動和頻繁換向。

A是B否

4.液壓系統(tǒng)中,液壓缸屬于（），液壓泵屬于（）。

A動力部分B執(zhí)行部分C控制部分四、液壓油的選用黏度——液體黏性的大小。黏度牌號為了減少漏損，在使用溫度、壓力較高或速度較低時，應(yīng)采用黏度較大的油。為了減少管路內(nèi)的摩擦損失，在使用溫度、壓力較高低或速度較高時，應(yīng)采用黏度較小的油。返回主頁課堂練習(xí)

1.液壓系統(tǒng)的工作壓力取決于().2.當(dāng)液壓缸的有效作用面積一定時,活塞運(yùn)動的速度由()決定.3.油液流經(jīng)無分支管路時每一截面上的()一定是相等的.4.作用在活塞上的推力越大,活塞運(yùn)動的速度就越快.A是B否液壓動力元件液壓泵——液壓系統(tǒng)的動力元件，它把電動機(jī)或其他原動機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能的裝置。其作用是向液壓系統(tǒng)提供壓力油。一、液壓泵工作原理二、液壓泵的類型及圖形符號三、常用液壓泵四、液壓泵的比較與選擇一、液壓泵工作原理1－偏心輪2－柱塞3－泵體4－彈簧5、6－單向閥

液壓泵的圖形符號單向定量泵雙向定量泵單向變量泵雙向變量泵液壓執(zhí)行元件液壓缸——液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，將液壓能轉(zhuǎn)換為直線（或旋轉(zhuǎn)）運(yùn)動形式的機(jī)械能，輸出運(yùn)動速度和力，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。一、液壓缸類型及圖形符號二、液壓缸典型結(jié)構(gòu)一、液壓缸類型及圖形符號單作用液壓缸：柱塞式、單活塞桿、雙活塞桿和伸縮液壓缸。雙作用液壓缸：單活塞桿、雙活塞桿及伸縮液壓缸。組合液壓缸：齒條傳動液壓缸。二、液壓缸典型結(jié)構(gòu)1．活塞式液壓缸雙作用雙活塞桿式液壓缸雙作用單活塞桿式液壓缸

雙作用雙活塞桿式液壓缸

（實(shí)物）1－缸體2－活塞3－活塞桿4－工作臺缸體固定式活塞桿固定式雙作用雙活塞桿式液壓缸的工作特點(diǎn)

1）液壓缸兩腔的活塞桿直徑d和活塞有效作用面積A通常相等。當(dāng)左、右兩腔相繼進(jìn)入壓力油時，若流量qv及壓力p相等，則活塞（或缸體）往返運(yùn)動的速度（v1與v2）及兩個方向的液壓推力（F1與F2）相等。

2）缸體固定的其工作臺往復(fù)運(yùn)動范圍為活塞有效行程的3倍，占地面積較大，常用于小型設(shè)備；活塞桿固定的工作臺往復(fù)運(yùn)動的范圍為活塞有效行程的2倍，占地面積較小，常用于中、大型設(shè)備。

雙作用單活塞桿式液壓缸

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：活塞的一端有桿，而另一端無桿，活塞兩端的有效作用面積不等。實(shí)現(xiàn)機(jī)床的較大負(fù)載，但慢速工作進(jìn)給和空載時快速退回。（應(yīng)用）

4．液壓缸的緩沖目的：防止活塞在行程終了時，由于慣性力的作用與端蓋發(fā)生撞擊，影響設(shè)備的使用壽命。原理：當(dāng)活塞將要達(dá)到行程終點(diǎn)，接近端蓋時，增大回油阻力，以降低活塞的的運(yùn)動速度，從而減小和避免對活塞的撞擊。5．液壓缸的排氣液壓系統(tǒng)中的油液如果混有空氣將會嚴(yán)重地影響工作部件的平穩(wěn)性，為了便于排除積留在液壓缸內(nèi)的空氣，油液最好從液壓缸的最高點(diǎn)進(jìn)入和排出。對運(yùn)動平穩(wěn)性較高的液壓缸，常在兩端裝有排氣塞。返回主頁課堂練習(xí)1.液壓缸是液壓系統(tǒng)中的（）元件，是將（）能轉(zhuǎn)換為（）能的能量轉(zhuǎn)換裝置.2.液壓缸常用的密封方法有（）密封和（）密封.3.可作差動連接的液壓缸是（）.A雙活塞桿液壓缸B單活塞桿液壓缸C以上兩種均可4.采用活塞桿固定的雙作用雙活塞桿式液壓缸，其工作臺往復(fù)運(yùn)動范圍為活塞有效行程的（）.A1B2C35.設(shè)有一對活塞桿液壓缸，其內(nèi)徑D=100mm，活塞桿直徑d=0.7D,若要求活塞運(yùn)動速度υ=8cm/s，求液壓缸所需要的流量qV.§14－5液壓控制元件控制閥——為了控制與調(diào)節(jié)液流的方向、壓力和流量，以滿足工作機(jī)械的各種要求，就要用控制閥?？刂崎y又稱液壓閥，簡稱閥。一、方向控制閥二、壓力控制閥三、流量控制閥一、方向控制閥控制油液流動方向的閥單向閥換向閥1．單向閥作用：保證通過閥的液流只向一個方向流動而不能反方向流動。直通式直角式液控單向閥1－控制活塞2－頂桿3－閥芯4－閥體5－彈簧結(jié)構(gòu)原理圖工作原理2．換向閥換向閥的結(jié)構(gòu)和工作原理

電磁鐵斷電狀態(tài)電磁鐵通電狀態(tài)1－閥體2－復(fù)位彈簧3－閥芯4－電磁鐵5－銜鐵

換向閥的分類

按閥芯在閥體的工作位置數(shù)和換向閥所控制的油口通路數(shù)分，換向閥有二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位四通、三位五通等類型。不同的位數(shù)和通數(shù)，是由閥體上不同的沉割槽和閥芯上臺肩組合形成的。

換向閥的符號表示

一個換向閥的完整符號應(yīng)具有工作位置數(shù)、通口數(shù)和在各工作位置上閥口的連通關(guān)系、控制方法以及復(fù)位、定位方法等。三位四通電磁換向閥位的表示方法位：指閥與閥的切換工作位置數(shù)，用方格表示。一位二位三位位與通的表示方法位與通：“通”指閥的通路口數(shù)，即箭頭“↑”或封閉符號“⊥”與方格的交點(diǎn)數(shù)。三位閥的中格、兩位閥畫有彈簧的一格為閥的常態(tài)位。常態(tài)位應(yīng)繪出外部連接油口（格外短豎線）的方格。二位二通（常開）二位三通二位四通二位五通

三位四通三位五通換向閥常用的控制方式符號

三位換向閥的中位機(jī)能

三位換向閥的閥芯在閥體中有左、中、右三個工作位置。中間位置可利用不同形狀及尺寸的閥芯結(jié)構(gòu)，得到多種不同的油口連接方式。三位換向閥在常態(tài)位置（中位）時各油口的連通方式稱為中位機(jī)能。型號：O

P、A、B、T四個通口全部封閉，液壓缸閉鎖，液壓泵不卸荷。型號：HP、A、B、T四個通口全部相通，液壓缸活塞呈浮動狀態(tài)，液壓泵卸荷。型號：Y通口P封閉，A、B、T三個通口相通，液壓缸活塞呈浮動狀態(tài)，液壓泵不卸荷型號：PP、A、B三個通口相通，通口T封閉，液壓泵與液壓缸兩腔相通，可組成差動回路。型號：M（實(shí)例）通口P、T相通，通口A、B封閉，液壓缸閉鎖，液壓泵卸荷。二、壓力控制閥用來控制液壓系統(tǒng)中的壓力，或利用系統(tǒng)中的壓力的變化來控制其它液壓元件的動作，簡稱壓力閥。工作原理：利用作用于閥芯上液壓力與彈簧力相平衡的原理。

1.溢流閥

2.減壓閥

3.順序閥

4.壓力繼電器

1．溢流閥作用：溢流和穩(wěn)壓作用，保持液壓系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定。限壓保護(hù)作用，防止液壓系統(tǒng)過載。分類：（1）直動式溢流閥（2）先導(dǎo)式溢流閥（1）直動式溢流閥1－閥體2－閥芯3－彈簧4－調(diào)壓螺桿（2）先導(dǎo)式溢流閥1－主閥彈簧2－主閥芯3－阻尼孔4－先導(dǎo)閥5－調(diào)壓彈簧有裝配圖溢流閥應(yīng)用舉例1溢流穩(wěn)壓：溢流閥的閥口是常開的，進(jìn)入液壓缸的流量由節(jié)流閥來調(diào)節(jié)，系統(tǒng)的壓力由溢流閥調(diào)節(jié)并保持恒定。2過載保護(hù)：此閥的閥口在系統(tǒng)正常工作情況下是常閉的。只有當(dāng)系統(tǒng)的壓力超過溢流閥的調(diào)定壓力時，溢流閥的閥口才打開，3遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)：遠(yuǎn)程調(diào)壓閥1所能調(diào)節(jié)的最高壓力不得超過溢流閥2自身先導(dǎo)閥的調(diào)定壓力。2．減壓閥作用：降低系統(tǒng)某一支路的油液壓力，使同一系統(tǒng)有兩個或多個不同壓力。減壓原理：利用壓力油通過縫隙（液阻）降壓，使出口壓力低于進(jìn)口壓力，并保持出口壓力為一定值?？p隙愈小，壓力損失愈大，減壓作用就愈強(qiáng)。分類：（1）.直動型減壓閥（2）.先導(dǎo)型減壓閥3．順序閥（應(yīng)用）作用：利用液壓系統(tǒng)中的壓力變化來控制油路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)某些液壓元件按一定的順序動作。分類：結(jié)構(gòu)和工作原理直動型順序閥先導(dǎo)型順序閥控制油路連接方式內(nèi)控式外控式｛｛三、流量控制閥

作用：控制液壓系統(tǒng)中液體的流量，簡稱流量閥。原理：流量閥是通過改變閥口過流斷面積來調(diào)節(jié)通過閥口的流量，從而控制執(zhí)行元件運(yùn)動速度的控制閥。分類：

節(jié)流閥調(diào)速閥1．節(jié)流閥液壓輔助元件一、過濾器二、蓄能器三、油管和管接頭四、油箱一、過濾器作用：保持油的清潔安裝在液壓泵的吸油管路上或液壓泵的輸出管路上以及重要元件的前面。通常情況下，泵的吸油口裝粗過濾器，泵的輸出管路上與重要元件之前裝精過濾器。二、蓄能器儲存壓力油的一種容器，可以在短時間內(nèi)供應(yīng)大量壓力油，補(bǔ)償泄漏以保持系統(tǒng)壓力，消除壓力脈動與緩和液壓沖擊等。

三、油管和管接頭1．油管常用的油管有鋼管、銅管、橡膠軟管、尼龍管和塑料管等。固定元件間的油管常用鋼管和銅管，有相對運(yùn)動的元件之間一般采用軟管連接。2．管接頭用于油管與油管、油管與液壓元件間的連接。

四、油箱作用：除了用于儲油外，還起散熱及分離油中雜質(zhì)和空氣的作用。在機(jī)床液壓系統(tǒng)中，可以利用床身或底座內(nèi)的空間作油箱。精密機(jī)床多采用單獨(dú)油箱。液壓泵臥式安置的油箱1－電動機(jī)2－聯(lián)軸器3－液壓泵4－吸油管5－蓋板6－油箱體7－過濾器8－隔板9－回油管10－加油口11－控制閥連接板12－液位計(jì)返回主頁液壓系統(tǒng)基本回路