第三章液压传动 液压传动是以液体为工作介质,利用液体压力传递能量的一种传动方式。由于这种传 动具有输出功率大、传动平稳、动作灵敏、容易获得大的传动比和易于控制等优 点,上世纪60年代以后得到迅速的发展,并在各种机械中得到了广泛的应用,在 工程机械中尤为显著。本章将简要介绍液压传动的基本概念、液压元件、液压传 动基本回路等内容。 第一节液压传动基本知识 、液压传动的工作原理 非
第三章 液压传动 液压传动是以液体为工作介质，利用液体压力传递能量的一种传动方式。由于这种传 动具有输出功率大、传动平稳、动作灵敏、容易获得大的传动比和易于控制等优 点，上世纪60年代以后得到迅速的发展，并在各种机械中得到了广泛的应用，在 工程机械中尤为显著。本章将简要介绍液压传动的基本概念、液压元件、液压传 动基本回路等内容。 第一节 液压传动基本知识 一、液压传动的工作原理
液压传动系统的基本参数:压力和流量 液压系统的压力是指液体静压力,即因外力作用而在单位面积上产生的推力。如上例 油腔6中的压力为 F/A 式中p——液体的压力 A大活塞的有效作用面积; F作用在大活塞有效作用面积上的外力合力。 由此可知,液压系统中的压力,决定于外界负载。 在国际单位制(SI)中,压力的单位是Pa(帕)(1Pa=1N/m2)。由于Pa的单位太小, 工程上常用MPa(兆帕),1MPa=1×106Pa 流量为单位时间内流过某一过流截面的液体体积称为流量。若在时间t内流过的液体体 积为V,则流量Q为 Q=V/t 在上例中,设在某时间t内流入油腔6的油液体积为,此时活塞7上移了一段距离l,活 塞面积为A,则油腔6增大的体积为A,由于液体几乎不可压缩,因此 Qot=A/
液压传动系统的基本参数：压力和流量。 液压系统的压力是指液体静压力，即因外力作用而在单位面积上产生的推力。如上例 油腔6中的压力为： p=F/A 式中 p——液体的压力； A——大活塞的有效作用面积； F——作用在大活塞有效作用面积上的外力合力。 由此可知，液压系统中的压力，决定于外界负载。 在国际单位制（SI）中，压力的单位是Pa（帕）（1Pa=1N/m2）。由于Pa的单位太小， 工程上常用MPa（兆帕），1MPa=1×106 Pa。 流量为单位时间内流过某一过流截面的液体体积称为流量。若在时间t内流过的液体体 积为V，则流量Q为 Q=V/t 在上例中，设在某时间t内流入油腔6的油液体积为•t，此时活塞7上移了一段距离l，活 塞面积为A，则油腔6增大的体积为A•l，由于液体几乎不可压缩，因此 Q•t=A•l
活塞的平均运动速度为V=l/t=QA 上式表明,当油缸的有效面积一定时,活塞运动速度的大小由输入油缸的流量来确定 根据上式可得 p0=(F/A).vA=Ev 因此,流过某一截面的流量与油液的压力之积具有能量的单位,此即液体的压能 液压系统的组成 由图3-1例子可以看出,一个完整的液压系统由以下五个部分组成: 1.能源装置 指液压泵,其作用是将原动机(电动机或内燃机)的机械能转换成液体的压能。 2.控制调节装置 各类液压阀,主要有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀,其功能是对液压系统中 油的流动方向、压力、流量进行调节和控制。 3执行装置 指液动机械,包括作直线运动的液压缸和作旋转运动的液压马达,其作用是将液体的 液压能转换为工作装置需要的机械能,实现预定的工作目的 4.辅助装置 包括油箱、蓄能器、密封圈、滤油器、管道、管接头、压力表等,其作用是保证液压 系统持久、稳定、可靠地工作
活塞的平均运动速度为 v=l/t=Q/A 上式表明，当油缸的有效面积一定时，活塞运动速度的大小由输入油缸的流量来确定。 根据上式可得 p.Q=(F/A).v.A=F.v 因此，流过某一截面的流量与油液的压力p之积具有能量的单位，此即液体的压能. 二、液压系统的组成 由图3-1例子可以看出，一个完整的液压系统由以下五个部分组成： 1.能源装置 指液压泵，其作用是将原动机（电动机或内燃机）的机械能转换成液体的压能。 2.控制调节装置 各类液压阀，主要有方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀，其功能是对液压系统中 油的流动方向、压力、流量进行调节和控制。 3.执行装置 指液动机械，包括作直线运动的液压缸和作旋转运动的液压马达，其作用是将液体的 液压能转换为工作装置需要的机械能，实现预定的工作目的。 4.辅助装置 包括油箱、蓄能器、密封圈、滤油器、管道、管接头、压力表等，其作用是保证液压 系统持久、稳定、可靠地工作
5.工作介质 指液压油,目前液压系统采用的液压油主要是矿物油,其它还有高水基液压油和合成 型液压油等。 液压传动的优缺点 与其它形式传动系统相比,液压传动具有以下优点: 1功率密度(单位体积所具有的功率)大,结构紧凑,质量轻。 2.可实现无级调速,且调速范围大,其传动速比可达到1000。 3运动平稳,冲击小,工作可靠。 4.易于实现过载保护和自动控制 5.工作介质绝大多数采用矿物油,因此自润性好,散热好,寿命较长。 但是,液压传动存在着传动效率较低(一般不超过80%),难于保证严格的传动比, 工作性能受温度变化的影响较大,制造成本高,故障排除较困难等缺点。 四液压油的选择 液压油是液压系统中传递能量的介质,又能起到润滑、防锈、防腐和冷却等作用。液 压系统能否可靠、有效地工作,在很大程度上取决于所选用的液压油
5.工作介质 指液压油，目前液压系统采用的液压油主要是矿物油，其它还有高水基液压油和合成 型液压油等。 三、液压传动的优缺点 与其它形式传动系统相比，液压传动具有以下优点： 1.功率密度（单位体积所具有的功率）大，结构紧凑,质量轻。 2.可实现无级调速，且调速范围大，其传动速比可达到1000。 3.运动平稳，冲击小，工作可靠。 4.易于实现过载保护和自动控制。 5.工作介质绝大多数采用矿物油，因此自润性好，散热好，寿命较长。 但是，液压传动存在着传动效率较低（一般不超过80%），难于保证严格的传动比， 工作性能受温度变化的影响较大，制造成本高，故障排除较困难等缺点。 四 液压油的选择 液压油是液压系统中传递能量的介质，又能起到润滑、防锈、防腐和冷却等作用。液 压系统能否可靠、有效地工作，在很大程度上取决于所选用的液压油
1对液压油的要求 1)合适的粘度,并有较好的粘温特性 所谓粘性,是指液体分子间内聚力阻止分子相对运动的性质。表示液体粘性大小的物 理量称为粘度。粘度是液压油最重要的物理性质,也是选择液压油的主要指标。 粘度过高,液压元件中各部件的运动阻力增大,同时,管道压力降和功率损失增 加;反之,粘度过低又会加大系统的泄漏。所以工作介质要有合适的粘度范围, 同时在温度、压力变化下,油的粘度变化要小。 2)润滑性能好,在压力和温度发生变化时,应有较厚的油膜厚度。 3)质地纯净,杂质少。 此外,对液压油的防蚀性、防锈性、抗泡沫性、相容性和稳定性等也有相应的要求 2.选用原则 (1)先选择合适的液压油类型,再选择合适的液压油粘度。 (2)运动速度高或配合间隙小时宜采用粘度较低的油液以减小摩擦损失;工作压力高或 温度高时宜采用粘度较高的油液以减小泄漏
1.对液压油的要求 1)合适的粘度，并有较好的粘温特性。 所谓粘性，是指液体分子间内聚力阻止分子相对运动的性质。表示液体粘性大小的物 理量称为粘度。粘度是液压油最重要的物理性质，也是选择液压油的主要指标。 粘度过高，液压元件中各部件的运动阻力增大，同时，管道压力降和功率损失增 加；反之，粘度过低又会加大系统的泄漏。所以工作介质要有合适的粘度范围， 同时在温度、压力变化下，油的粘度变化要小。 2) 润滑性能好，在压力和温度发生变化时，应有较厚的油膜厚度。 3) 质地纯净，杂质少。 此外，对液压油的防蚀性、防锈性、抗泡沫性、相容性和稳定性等也有相应的要求 2.选用原则 ⑴ 先选择合适的液压油类型，再选择合适的液压油粘度。 (2)运动速度高或配合间隙小时宜采用粘度较低的油液以减小摩擦损失；工作压力高或 温度高时宜采用粘度较高的油液以减小泄漏
五、液压系统的图形符号 在液压系统图中,图形符号只反映各元件的职能和在油路连接上的相互关系,而不表 示元件的具体结构和空间安装位置。使用图形符号既便于绘制,又可使液压系统 简单明了,常用液压元件的图形符号如下 去一
五、液压系统的图形符号 在液压系统图中, 图形符号只反映各元件的职能和在油路连接上的相互关系，而不表 示元件的具体结构和空间安装位置。使用图形符号既便于绘制，又可使液压系统 简单明了，常用液压元件的图形符号如下:
第二节液压元件 液压泵 液压泵是动力元件,它的作用是把外界输入的机械能转变为液压能,向系统提供具有 定压力和流量的液流 液压泵的工作原理与分类 5
第二节 液压元件 一、液压泵 液压泵是动力元件，它的作用是把外界输入的机械能转变为液压能，向系统提供具有 一定压力和流量的液流。 1. 液压泵的工作原理与分类
液压泵分类 按照转轴每转一周所输出的油液体积能否调节,可以分为定量泵和变量泵 按其输油方向能否改变分为单向泵和双向泵 按照结构形式的不同,可又分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵和凸轮转子泵在工 程机械液压系统中用得最普遍的是齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 2.齿轮泵 吸入 排出
液压泵分类; 按照转轴每转一周所输出的油液体积能否调节，可以分为定量泵和变量泵; 按其输油方向能否改变分为单向泵和双向泵； 按照结构形式的不同，可又分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵和凸轮转子泵在工 程机械液压系统中用得最普遍的是齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。 2. 齿轮泵
齿轮泵具有结构简单,体积小,工艺性好,工作可靠,维修方便和抗油污能力强等优 点,因而被广泛地应用于各种液压传动的机械上,特别是工作条件比较恶劣的工 程机械。但由于齿轮泵的流量和压力脉动较大,噪声髙,并且只能作定量泵,故 应用范围受到了一定的限制。 3.叶片泵 123
齿轮泵具有结构简单，体积小，工艺性好，工作可靠，维修方便和抗油污能力强等优 点，因而被广泛地应用于各种液压传动的机械上，特别是工作条件比较恶劣的工 程机械。但由于齿轮泵的流量和压力脉动较大，噪声高，并且只能作定量泵，故 应用范围受到了一定的限制。 3. 叶片泵
叶片泵具有结构紧凑、转动平稳、噪声小、输岀流量均匀性好等优点。但存在着结构 复杂、转速范围小、对油液的污染较敏感等缺点 根据转子每转一圈完成的吸油或压油次数,可将叶片泵分为单作用式(每转吸、压油 各一次)及双作用式(每转吸、压油两次)。工程机械上应用较多的是双作用叶 4.柱塞泵 A a-A 5 A
叶片泵具有结构紧凑、转动平稳、噪声小、输出流量均匀性好等优点。但存在着结构 复杂、转速范围小、对油液的污染较敏感等缺点。 根据转子每转一圈完成的吸油或压油次数，可将叶片泵分为单作用式（每转吸、压油 各一次）及双作用式（每转吸、压油两次）。工程机械上应用较多的是双作用叶 片泵。 4. 柱塞泵