七、液压传动(上课)

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1、二、液压动力元件二、液压动力元件一、概述一、概述四、液压控制元件四、液压控制元件三、液压执行元件三、液压执行元件机械传动机械传动流体传动流体传动传动系统传动系统功率密度高、传动平功率密度高、传动平稳、能无级调速稳、能无级调速稳定可靠、效率稳定可靠、效率高，成本较低高，成本较低控制先进、结构简单、控制先进、结构简单、容易布置和环保容易布置和环保皮带传动皮带传动链传动链传动齿轮传动齿轮传动液压传动液压传动气压传动气压传动一、概述一、概述传动的分类传动的分类电气传动电气传动 1 1、慨念、慨念液体传动液体传动通常以液体作为工作介质来实现能量的传递并进行控制的传动方式。液体能液体能有三种形式：位能、压

2、力能和动能。 在液体传动中，液体的相对高度位置变化很小，故位能与压力能、动能相比，可以忽略不计。液压传动液压传动主要以液体来传递动力液力传动液力传动主要以液体来传递动力液压传动气压传动液力传动（一）液压传动（一）液压传动液压动力元件液压执行元件液压控制元件液压辅助元件是为液压系统提供动力的部件，主要包括各种液压泵。是将液压泵提供的液压能转变成机械能的装置，主要包括液压缸和液压马达。用来控制液体流动的方向、压力的高低以及对流量的大小，从而满足特定的工作要求，主要包括：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀等。 包括管路、管接头、油箱、过滤器、蓄能器和密封装置。2、液压系统结构构成、液压系统结构构成液

3、压介质 液压油（二）液压传动的工作原理（以千斤顶工作为例）（二）液压传动的工作原理（以千斤顶工作为例）1 1、压力与负荷、压力与负荷F1/A1 = F2/A2 = p F1/A1 = F2/A2 = p F2 = pF2 = p* *A2 = F1A2 = F1* *A2/A1A2/A1 A1A1、 A2 A2 小柱塞和大柱塞的有效工作面积小柱塞和大柱塞的有效工作面积 F1 F1 、F2 F2 小柱塞和大柱塞上的作用力小柱塞和大柱塞上的作用力结论：结论：液压系统中的压力大小是由外液压系统中的压力大小是由外负载负载决定的。决定的。2 2、速度和流量、速度和流量 小柱塞下行所扫过的容积应该等于柱塞

4、下行所扫过的容积应该等于大柱塞上行所扫过的容积。大柱塞上行所扫过的容积。即 A A1 1S S1 1 = A= A2 2S S2 2S S1 1 、S S2 2 液压泵小柱塞和液压泵小柱塞和液压缸大柱塞的位移液压缸大柱塞的位移 在密闭容器内，施加于静止液体的压力可在密闭容器内，施加于静止液体的压力可以以等值地传递到等值地传递到液体液体各点各点。也称。也称静压传递原理静压传递原理。上式两边同除以运动时间上式两边同除以运动时间t t，得，得A1 v1 = A2 v 2 =Q 或或 v 2 = A1 v1/ A2 = Q / A2 1 1 、 2 液压泵小柱塞和液压缸大柱塞的平均运动速度；液压泵小柱

5、塞和液压缸大柱塞的平均运动速度； Q 液压泵输出的平均流量，即输入液压缸的流量。液压泵输出的平均流量，即输入液压缸的流量。 结论：结论：只要连续改变泵的流量只要连续改变泵的流量Q ，就可以连续地改变，就可以连续地改变柱塞运动速度，从而实现无级调速。柱塞运动速度，从而实现无级调速。运动速度由流量运动速度由流量决定。决定。单位时间内小柱塞和大柱塞所做的功即功率单位时间内小柱塞和大柱塞所做的功即功率P P分别为分别为 P P1 1= = F1 v1 = p A1 Q / A1= Q p P P2 2= = F2 v2 = p A2 Q / A2= Q p 结论：结论：液压传动符合能量守恒及转化定律。

6、液压传动符合能量守恒及转化定律。 4、液压传动功率损失和效率、液压传动功率损失和效率（三）、液压传动的优缺点（三）、液压传动的优缺点 优点：体积小、重量轻、结构紧凑体积小、重量轻、结构紧凑 可无级调速、传动平稳可无级调速、传动平稳 惯量小、反应灵敏惯量小、反应灵敏 安装方便、操作灵活安装方便、操作灵活 易标准化、系列化、通用化易标准化、系列化、通用化 自动润滑、元件寿命长自动润滑、元件寿命长执行旋转运动时效率低执行旋转运动时效率低 元件的加工精度要求高元件的加工精度要求高维修水平高、密闭不易检修维修水平高、密闭不易检修 对油品要求严对油品要求严 对密封要求严对密封要求严 缺点：1、液压泵的分类

7、：、液压泵的分类：按流量是按流量是否可调否可调定量泵：齿轮泵定量泵：齿轮泵变量泵变量泵按结构分按结构分叶片泵叶片泵单作用式单作用式双作用式双作用式柱塞泵柱塞泵径向式径向式轴向式轴向式二、液压动力元件二、液压动力元件 液压泵液压泵是液压系统的动力元件，它把原动机的机械能转换成输出油液的压力能。 液压马达液压马达则是液压系统的执行元件，它把输入油液的压力能转换成旋转运动的机械能，用来拖动负载做功。 泵和马达泵和马达在结构上是基本相同的，在工作原理上是可逆的。 建立足够的压力以克服负载；建立足够的压力以克服负载；液压泵的作用液压泵的作用 提供稳定的流量以满足执行元件运提供稳定的流量以满足执行元件运动

8、速度的要求。动速度的要求。 抓住密封容积的抓住密封容积的和和是研究了是研究了解泵结构特点和泵工作原理的关键解泵结构特点和泵工作原理的关键密封容积是密封容积是如何形成的？如何形成的？ 密封容积密封容积是如何变化的？是如何变化的？ 密封容积逐渐增大密封容积逐渐增大形成真空形成真空吸油过程；吸油过程； 密封容积逐渐变小密封容积逐渐变小排出油液排出油液排油过程。排油过程。 密封容积的形成是进行能量转换的必要条件；密封容积的形成是进行能量转换的必要条件； 密封容积的变化是吸油、排油的根本原因；密封容积的变化是吸油、排油的根本原因； 泵工作的两个条件：泵工作的两个条件：油箱通大气或作用一定压力；配油（配流

9、）装置不可少。油箱通大气或作用一定压力；配油（配流）装置不可少。 泵输出压力取决于油液流动时所遇到的阻力大小；泵输出压力取决于油液流动时所遇到的阻力大小； 流量的建立靠密封容积的变化量和变化速率。流量的建立靠密封容积的变化量和变化速率。结构结构工作过程工作过程 结论：结论：液压泵和马达的图形符号液压泵和马达的图形符号轮齿脱开啮合轮齿脱开啮合容积变大容积变大吸油腔吸油腔吸油；吸油；轮齿投入啮合轮齿投入啮合容积变小容积变小排油腔排油腔排油；排油；泵体、前后端盖、齿轮构成；泵体、前后端盖、齿轮构成； 齿顶与泵体内表面的间隙密齿顶与泵体内表面的间隙密封和齿轮啮合线将密封容积分成封和齿轮啮合线将密封容积

10、分成吸油腔和排油腔。吸油腔和排油腔。密封容积的变化密封容积的变化配油方式配油方式直接配油直接配油齿轮泵是利用齿轮啮合原理齿轮泵是利用齿轮啮合原理工作的，根据啮合形式不同工作的，根据啮合形式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。齿轮泵。2 2、外啮合齿轮泵的结构特点、外啮合齿轮泵的结构特点特点：特点：体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格体积小，重量轻，结构简单，制造方便，价格低，工作可靠，自吸性能较好，对油液污染不敏感，低，工作可靠，自吸性能较好，对油液污染不敏感，维护方便。维护方便。 缺点：缺点：流量和压力脉动较大，噪声大，排量不可变等。流量和压力脉动较大，噪声大，排

11、量不可变等。 三大问题：三大问题： 泄漏与间隙补偿措施泄漏与间隙补偿措施 端面泄漏、径向泄漏和轮齿啮合处泄漏。端面泄漏端面泄漏、径向泄漏和轮齿啮合处泄漏。端面泄漏占占80808585。 端面间隙补偿端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加间增加浮动轴套浮动轴套或或浮动侧板浮动侧板，在浮动零件的背面引，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力。压力。3 3、困油现象与卸荷措施、困油现象与卸荷措施 齿轮重齿轮重迭系数迭系数1 1，形成一个与吸、，形成一个与吸、压油腔均不相通的闭死容积，此