液压传动基本概念
液压传动的基本概念
液压传动的基本概念一、概述液压传动是以液体（通常是油液）作为工作介质，利用液体压力来传递动力和进行控制的一种传动方式。
它通过液压泵，将电动的机械能转换为液体的压力能，又通过管路、控制阀等原件，经液压缸（或液压马达）将液体的压力能转换成机械能，驱动负载和实现执行机构的运动。
液压传动与机械传动、电气传动相比较，具有以下优点：（1）易于在较大的速度范围内实现无级变速。
（2）易于获得很大的力或力矩，因此承载能力大。
（3）在功率相同的情况下，液压传动的体积小、质量轻，因而动作灵敏，惯性小。
（4）传动平稳，吸振能力强，便于实现频繁换向和过载保护。
（5）操纵简单，易于采用电气、液压联合控制以实现制动化。
（6）由于采用油液为工作介质，液压传动系统的一些部件之间能自行润滑，使用寿命长。
(7)液压元件易于实现系列化、标准化、通用化，便于设计、制造，有利于推广应用。
液压传动亦存在如下缺点：（1）液压元件的制造精度和密封性能要求高，加工和安装都比较困难。
（2）泄漏难以避免，并且油液有一定的可压缩性，因此，传动比不能恒定，不适用于传动要求严格的场合。
（3）泄漏引起的能量损失（容积损失），是液压传动中主要的能量损失，此外油液在管道中受到的阻力以及机械摩擦等也会引起一定的能量损失，致使液压传动的效率较低。
（4）油液的黏度随温度变化而变化，当油温变化时，会直接影响传动机构的工作性能。
此外，在低温条件或高温条件下采用液压传动有较大的困难。
（5）油液中渗入空气时，会产生噪声，容易引起振动和爬行（运动速度不均匀）影响传动平稳。
（6）维修保养较困难，工作量大。
当液压系统产生故障时，故障原因不以查找，排除较困难。
二、液压传动原理图9—1为液压千斤顶的工作原理。
液压千斤顶主要由手动柱塞液压泵（杠杆1、泵体2、活塞3）和液压缸（活塞11、缸体12）两大部分构成。
大、小活塞与缸体、泵体的接触面之间，具有良好的配合，既能活塞移动顺利，又能形成可靠的密封。
液压传动概述
机床工业
国防工业
冶金工业
工程机械
农业机械
汽车工业
轻纺工业
船舶工业
液压传动在矿山机械中的应用:
凿岩机，开掘机，开采机，破碎机，提升机，液压支架等
液压支架
利用液压千斤顶给汽车换胎
以液压油液作 为工作介质将 作用力放大。
以力矩平衡和 杠杆原理将作 用力放大。
利用撬棒撬动大石头
一、液压传动的概念
液压传动的概念：利用密闭系统中的受压液体来传递运动和动力的一
种传动方式。
液压千斤顶的工作原理
二，液压传动的工作原理 从液压千斤顶的工作过程，可以归纳出液压传动的基本原理如下：
（1）液压传动以液压（液压油）作为传递运动和动力的工作介质；
（2）液压传动中经过两次能量转换，先把机械能转换为便于输送的 液体的压力能，然后把来自体的压力能转换为机械能对外做功；
（3）液压传动是依靠密封的容器（或密闭系统）内密封容积的变 化来传递能量的。
三、液压传动的特点
优点
传动平稳 质量轻、体积小
§1-1 液压传动概述
1．掌握液压传动的概念。
2．掌握液压传动的工作原理。 3．了解液压传动的优点、缺点。
4．了解液压传动在现代工业生产中的应用。
导入
看一看，想一想： 液压千斤顶体积小 巧，却可以将人力放 大到足够抬起沉重的 汽车。究其根源主要 是液压千斤顶所采用 的放大力的工作原理 与杠杆不同。它是怎 么样将力传递放大的 呢？
容易实现无级调 速
易于实现过载保 护
承载能力大
液压元件能够自动润滑
容易实现复杂动 作
缺点
油液中混入空气， 易影响工作性能 液压元件制造精 度要求高 油液受温度的影 响 不适宜远距离 输送动力
液压传动基本概念
润滑，使寿命长。
⑦液压元件实现了系列化、标准化和通用化，易于设计、制造和推广应用。
课堂教学安排
教学过程
主 要 教 学 内 容 及 步 骤
缺：①液压元件的制造精度和密封性能要求高，加工和安装都比较困难。
②泄漏难以避免，并且油液有一定的可压缩性，因此，传动比不能恒定，
液压传动基本概念
课题序号
授课班级
3404
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节
名 称
第九章 液压传动的基本概念
§9-1液压传动原理及其系统的组成
使用教具
教学目的
1、了解液压传动的工作原理.
2、掌握液压传动传统的组成部分及其功用.
3、理解液体的基本特征.
教学重点
组成、功用、工作原理
教学难点
工作原理
更新、补
充、删节
3、控制部分——来控制和调节油液的压力、流量和流动方向
4、辅助部分——将前面三部分连接在一起，组成一个系统，起贮油、过滤、
测量和密封等作用，保证系统正常地工作
三、液压元件的图形符号
只表示元件的功能、操作（控制）方法及外部连口
不表示元件的具体结构及参数、连接口的实际位置和元件的安装位置
§9-1液压传动原理及其系统的组成
一、概述
1、液压传动——以液体（通常为油液）作为工作介质、利用液体压力来传递
动力和进行控制的一种传动方式。
2、液压传动原理
工作介质密封容积传递运动
油液 能量转换
油液内部的压力传递动力
课堂教学安排
教学过程
主 要 教 学 内 容 及 步 骤
液压传动基本知识
第一讲液压传动基础知识一、什么是液压传动？定义：利用密闭系统中的压力液体实现能量传递和转换的传动叫液压传动。
液压传动以液体为工作介质，在液压泵中将机械能转换为液压能，在液压缸（立柱、千斤顶）或液压马达中将液压能又转换为机械能。
二、液压传动系统由哪几部分组成？液压传动系统由液压动力源、液压执行元件、液压控制元件、液压辅助元件和工作液体组成。
三、液压传动最基本的技术参数：1、压力：也叫压强，沿用物理学静压力的定义。
静压力：静止液体中单位承压面积上所受作用力的大小。
单位：工程单位kgf/cm 2法定单位：1MPa （兆帕）=106Pa （帕）1MPa （兆帕）~10kgf/ce2、流量：单位时间内流过管道某一截面的液体的体积。
单位：工程单位：L/min （升/分钟）法定单位：m 3/s四、职能符号：定义：在液压系统中，采用一定的图形符号来简便、清楚地表达各种元件和管道，这种图形符号称为职能符号。
作用：表达元件的作用、原理，用职能符号绘制的液压系统图简便直观；但不能反映元件的结构。
如图：过滤器 /VNX五、常用密封件：1.O 形圈：常用标记方法：公称外径（mm ）截面直径（mm ）2•挡圈（0形圈用）：3. 常用标记方法：挡圈ADXdXa千斤顶双向锁 截止阀安全阀A 型（切口式）；D 外径（mm ）；d 内径（mm ）；a 厚度（mm ）第二讲控制阀；液控单向阀；单向锁一、控制阀：1. 定义：在液压传动系统中，对传动液体的压力、流量或方向进行调节和控制的液压元件统称为控制阀。
2. 分类：根据阀在液压系统中的作用不同分为三类：压力控制阀：如安全阀、溢流阀流量控制阀：如节流阀方向控制阀：如操纵阀液控单向阀双向锁3. 对阀的基本要求：（1）工作压力和流量应与系统相适应；（2）动作准确，灵敏可靠，工作平稳，无冲击和振动现象；（3）密封性能好，泄漏量小；（4）结构简单，制作方便，通用性大。
二、液控单向阀结构与原理：1. 定义：在支架液压系统中用以闭锁液压缸中的液体，使之承载的控制元件为液控单向阀。
第三章-补充知识-液压传动基础知识-精简版2020
二、液压传动的主要缺点
与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下缺点
1、由于流体流动的阻力损失和泄漏较大，所以效率较低。如果处理不当，泄 漏不仅污染场地，而且还可能引起火灾和爆炸事故。
2、工作性能易受温度变化的影响，因此不宜在很高或很低的温度条件下工作。 3、液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵。由于液体介质的泄漏及可
液压传动
第一章 液压传动概述
第一节 液压传动的定义、工作原理及组成
一、基本概念 1、液压传动的定义
用液体作为工作介质，在密封的回路里，以液体的压力能进行能 量传递的传动方式，称之为液压传动。
2、液压控制的定义
液压控制与液压传动的不同之点在于液压控制是一个自动控制系 统，具有反馈装置，系统具有较强的抗干扰能力,所以系统输出量 的精度高。
与机械传动、电气传动相比，液压传动具有以下优点
1、液压传动的各种元件、可根据需要方便、灵活地来布置； 2、重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快； 3、操纵控制方便，可实现大范围的无级调速(调速范围达2000:1)； 4、可自动实现过载保护； 5、一般采用矿物油为工作介质，相对运动面可自行润滑，使用寿命长； 6、很容易实现直线运动； 7、容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程
低速液压马达的基本形式是 径向柱塞式，例如多作用内曲线式、单作 用曲轴连杆式和静压 平衡式等。
低速液压马达的主要特点是：排量大，体积大，转速低，有的可低到每 分钟几转甚至不到一转。通常低速液压马达的输出扭矩较大，可达 几千 到几万 ，所以又称为低速大扭矩液压马达。
第三节 液压缸
一、 液压缸的类型和特点
3、 活塞式液压缸典型结构
液压技术基础
5、辅助元件
液压辅助元件涉及密封件、油管、管接头、过滤器、蓄能器、油箱和 压力计等。
（1）密封件 密封件旳功用在于预防液压油旳泄漏、外部灰尘旳侵入，防止影响液 压系统旳工作性能及污染环境。 常用旳密封措施和密封件有间隙密封、O形密封圈、Y形密封圈和V形 密封圈及活塞环、密封垫圈等。 （2）油管和管接头 油管是用来连接液压元件和输送液压油，管接头则是油管与油管、油 管与液压元件之间旳可拆卸连接件。 常用旳油管有钢管、钢管、塑料管、尼龙管和橡胶软管等。 常用旳管接头有焊接式、螺纹式、扩口式、卡套式、法兰式及油路块等 （3）过滤器 过滤器旳作用是从油液中清除固体污染物。 过滤器按构造不同可分为网式、线隙式、纸芯式、烧结式和磁性过滤器。
4、液压控制阀
（2）压力控制阀 在液压系统中，控制工作液体压力旳阀称为压力控制阀。常用
旳压力阀有溢流阀、减压阀、顺序阀。 （3）流量控制阀
流量控制阀是靠变化工作开口旳大小来控制经过阀旳流量，从 而调整执行机构（液压缸或液压电动机）运动速度旳液压元件。常 用旳流量控制阀有一般节流阀、调速阀以及这些阀和单向阀、行程 阀等旳多种组合阀。
1.3.2 液压传动旳主要优缺陷
1、优点： （1）可实现大范围旳无级调速； （2）同功率比较时，液压传动具有质量轻、体积小、运动惯量小、
反应速度快等特点； （3）液压传动旳各元件，可根据需要以便、灵活地来布置； （4）操纵省力，控制以便，易于实现自动化或遥控； （5）易于实现过载保护； （6）工作介质一般采用矿物油，相对运动表面可自行测滑，所以可
3、液压泵与液压马达
（3）液压马达（液压电机） 液压马达是液压系统旳执行元件，它是将系统旳液压能转换为
旋转形式旳机械能。 齿轮电机旳构造特点：
第2章液压传动的基本概念和常用参数
液压油选择
首先根据工作条件 （v、p 、T）和元件类型 选择油液品种，然后根据粘度选择牌号
慢速、高压、高温：μ大（以↓△q） 通常 < 快速、低压、低温：μ小（以↓△P）
2.1.3液体的可压缩性
液体受压力作用而发生体积缩小性质。可用 体积压缩系数κ来表示。 定义： 体积为Vo的液体，当压力增大△p时， 体积减小△v,则液体在单位压力变化下体积的相 对 变化量。 β = - △V / △p Vo β= （5-7）x10-10 m2/N
用Q表示。
即Q =v/t
Q— 液体流量， m3/s V—流过的液体体积 ，m3 T — 时间，s
2.3液压传动中的流量
理想状态，液体在同一时间内流过同一通道两个不同通流 截面的体积相等。 即Q(q)=v1A1=v2A2=常量 运动速度取决于流量
v Q / A （m / s)
油压机管路总的压力损失增大，势必会降低系统的效率，增加能量消 耗。而这些损耗的能量大部分转换为热能，使油液的温度上升，泄漏 量加大，影响液压系统的性能，甚至可能使油液氧化而产生杂质，造 成管道或阀口堵塞而使系统发生故障。 要减少油压机液压系统的压力损失，可采取减小液体的流速，减少管 道的弯头和过流断面的变化，缩短管道的长度以及降低管道内壁的表 面粗糙度等措施。当然，液体的流动速度也不能太小，否则在流量不 变的情况下势必造成系统中各元件尺寸加大，成本上升。 压力损失也具有两面性，利用它可以对液压系统的工作进行有效的控 制，确切地说，阻力效应是许多液压元件工作原理的基础。溢流阀、 减压阀、节流阀都是利用小孔及缝隙的液压阻力来进行工作的，而液 压缸的缓冲也是依赖缝瞰的阻尼作用实现的
第二章
液压传动的基本概念 和常用参数
液压传动
液压传动一、液压传动基本概念：液压传动是在流体力学、工程力学和机械制造技术基础上发展起来的一门较新的应用技术，它是现代基础技术之一，被广泛地应用于各工业部门。
液压传动和液力传动都是利用液体为工作介质传递能量的，总称液体传动。
但二者的根本区别在于：液压传动是以液体的压力能进行工作的；而液力传动是以液体的动能传递能量的，如液力联轴器。
二者的传动原理完全不同。
二、液压传动工作原理：液压传动是利用液体的压力能传递能量的传动方式。
其工作原理是：液压泵将输入的机械能变为液压能，经密封的管道传给液压缸（或液压马达），再转变为机械能输出．带动工作机构做功，通过对液体的方向、压力和流量的控制，可使工作机构获得所需的运动形式。
由于能量的转换是通过密封工作容积的变化实现的，故又称容积式液压传动。
图示的液压千斤顶为例说明液压传动的工作原理液压千斤顶是一个简单而又较完整的液压传动装置。
手柄1带动柱塞2做往复运动。
当柱塞上行时，液压泵3内的工作容积扩大，形成负压，油箱5中的液体在大气压作用下推开吸液阀4进入泵内，排液阀关闭；当柱塞下行时，吸液阀关闭，液体被挤压产生压力，当压力升高到足以克服重物10时，泵内工作容积缩小，排液阀6被推开，压力液体经管路进入液压缸．推动活塞8举起重物做功。
反复上下摇动手柄，则液体不断从油箱经液压泵输入液压缸，使重物逐渐上升。
当手柄不动时，排液阀关闭，重物稳定在上升位置。
工作时截止阀7应关闭，工作完毕打开截止阀，液压缸的液体便流回油箱。
三、液压传动系统的组成：液压传动系统简称液压系统。
它是由若干液压元件组合起来并能完成一定动作的整体。
液压元件是由若干零件构成的专门单元，一般是可以通用的、标准化的．如泵、马达、阀等。
不论是简单的液压千斤顶装置，还是复杂的液压系统，都可归纳为五个组成部分。
(一) 液压泵它将原动机供给的机械能转变为液压能输出，是系统的动力部分。
图示为液压泵原理图(二) 液动机（液压缸或液压马达）液动机又称液压执行机构。
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液压传动
1、何谓液压传动？其基本工作原理是怎样的?
答：（1）液压传动是以液体为工作介质，利用液体的压力能来实现运动和力的传递的一种传动方式。
（2）液压传动的基本原理为帕斯卡原理，在密闭的容器内液体依靠密封容积的变化传递运动，依靠液体的静压力传递动力。
2、什么是压力？压力有哪几种表示方法？液压系统的工作压力与外界负载有什么关系？答：（1）液体单位面积上所受的法向力称为压力。
（2）压力有两种表示方法：绝对压力和相对压力。
以绝对真空作为基准进行度量的压力，称为绝对压力；以当地大气压力为基准进行度量的压力，称为相对压力。
（3）液压系统的工作压力由负载决定。
3、什么叫真空度？
答：如果液体中某点处的绝对压力小于大气压力，这时该点的绝对压力比大气压小的那部分压力值，称为真空度。
真空度=大气压力－绝对压力
4、理想液体伯努力方程的物理意义是什么？
答：理想液体伯努力方程的物理意义是：管道中作恒定流动的理想液体具有压力能、位能和动能，他们之间可以相互转换，但在任意截面处其总和不变，即能量守恒。
5、液压系统中产生沿程压力损失的局部压力损失的原因是什么？
答：沿程压力损失是液体在等径直管中流动时因黏性摩擦而产生的压力损失；局部压力损失由于管道截面突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。
6、流体有哪两种状态？如何判别这两种状态？不同流态的物理本质是什么？
答：（1）流体有层流和紊流两种状态。
（2）判别流体是层流还是紊流须用雷诺数来判断。
雷诺数Re=(v*d)/ν，当内诺数小于临界雷诺数时，液流为层流；当内诺数大于临界雷诺数时，液流为紊流。
（3）层流时，黏性力起主导作用，惯性力与黏性力相比不大，液体流速较低，液体质点主要受黏性力制约，不能随意运动；紊流时。
惯性力起主导作用，液体流速较高，黏性力的制约作用减弱。
7、液压油黏性的物理意义是什么？
答：液压油黏性的物理意义是：液体在流动时抵抗变形能力的一种度量。
8、液压传动系统主要有那几部分组成？
答：动力元件、执行元件、控制调节元件、辅助元件、传动介质——液压油。
9、什么叫液压冲击？什么叫气穴现象？
答：（1）在液压系统的工作过程中，由于某种原因致使系统或系统中某处局部压力瞬时急剧上升，形成压力峰值的现象称为液压冲击。
（2）在液压系统中，当流动液体某处的压力低于空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就会游离出来，使液体中产生大量气泡，这种现象称为气穴现象。
10、什么叫做差动液压缸？差动液压缸在实际应用中有什么优点？
答：（1）当单杆活塞液压缸两腔同时通入压力油时，利用两端面积差进行工作的连接形式称为差动连接（2）差动液压缸在实际应用中可以实现差动快速运动，提高速度和效率。
11、什么叫节流？
答：液流通道上其流通截面有突然收缩处的流动称为节流。
12、什么是背压？哪些阀可以做背压阀？
答：（1）所谓背压是在液压回路的回油侧或压力作用向相反方向所形成的压力。
（2）单向阀、溢流阀、节流阀、顺序阀可作为背压阀使用。
13、在溢流阀的启闭特性中，为什么开启压力稍高于闭合压力？说明理由。
答：因为溢流阀开启时阀芯所受的摩擦力与进油压力方向相反，而闭合时阀芯所受的摩擦力与进油方向相同，故在相同溢流量的情况下开启压力稍高于闭合压力。
14、溢流阀有哪些应用？
答：溢流阀的应用有：调压溢流、安全保护、使泵卸荷、远程调压和形成背压。
15、何谓三位换向阀的中位机能？
答：三位换向阀的阀芯在中间位置时，个油口间有不同的连通方式，可满足不同的控制要求，这种连通方式称为中位机能。
16、什么是换向阀的位和通？
答：滑阀阀芯相对于阀体稳定的工作位置称为位，阀体上与外部连接的主油口称为通。
17、什么叫卸荷？
答：所谓卸荷就是使液压泵在输出压力为零或者输出量接近为零的状态下工作。
18、何谓调速回路的速度－负载特性？速度刚度的物理意义是什么？
答：（1）速度－负载特性是调速回路中执行元件运动速度随负载而变化的性能。
（2）速度刚度的物理意义是：负载变化时，调速回路抵抗速度变化的能力，亦即引起单位速度变化时负载力的变化量。