液压传动

第七章液压传动本章重点掌握液压传动的原理及系统的组成与功用；掌握柱塞泵、齿轮泵、叶片泵的组成、工作原理、应用特点及泵的图形符号；掌握活塞式液压缸的结构、工作原理及有关计算和应用特点以及密封、缓冲和排气；掌握单向阀、换向阀、溢流阀的工作原理，会识别其图形符号；会识别减压阀、顺序阀、节流阀、调速阀的图形符号；掌握液压基本回路的工作原理。

本章内容提要(一) 1、液压传动特点与机械传动，电气传动等传动相比，液压传动具有结构紧凑、传动力大、定位精确、运动平稳、易于实现自动控制，机件润滑良好，寿命长等优点，因此，液压传动广泛应用于机械工业、冶金工业、石油工业、工程建筑，船舶、航空、军事、宇航等工业部门。

其不足之处在于传动效率较低，不宜作远距离传递，不宜于高温或低温条件下工作，以及液压元件精度要求高，成本高等缺点。

（二）液压传动的工作原理及液压系统的组成1、液压系统的组成任何一个简单而完整的液压系统，均由以下四个部分组成：(1）动力元件（油泵）：其作用是向液压系统提供压力油，是系统的动力源。

（2）执行元件（油缸或马达）：其作用是在压力油的作用下，完成对外作功。

（3）控制元件：如溢流阀、节流阀、换向阀等，分别控制系统的压力、流量和流向，以满足执行元件对力，速度和运动方向的要求。

（4）辅助元件：如油箱、油管、管接头、滤油器、蓄能器等。

2、液压传动的基本原理：液压传动是以油液为工作介质，通过密封容积的变化来传递运动，通过油液内部的压力来传递动力的一种传动方式3、液压传动的应用特点1) 易于获得很大的力和力矩2) 调速范围大，易实现无级调速3) 质量轻，体积小，动作灵敏4) 传动平稳，易于频繁换向5) 易于实现过载保护6) 便于采用电液联合控制以实现自动化7) 液压元件能够自动润滑，元件的使用寿命长8) 液压元件易于实现系列化、标准化、通用化9) 传动效率较低10) 液压系统产生故障时，不易找到原因，维修困难11) 为减少泄漏，液压元件的制造精度要求较高5、静压传递原理（帕斯卡原理）：静止油液中任意一点所受到的各个方向的压力都相等，这个压力称为静压力，油液静压力的作用方向总是垂直指向承压表面。

密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有变化，其压力的变化值将传递给油液的各点，且其值不变。

这称为静压传递原理，即帕斯卡原理。

液压系统中的压力取决于负载。

6、液流连续性原理：理想液体在无分支管路中作稳定流动时，通过每一截面的流量相等。

液体在无分支管路中作稳定流动时，流经管路不同截面时的平均流速与其截面面积大小成反比。

7、流量和平均流速：1) 流量——单位时间内流过管道某一截面的液体体积。

q v=V/t2) 平均流速：一种假想的均布流速V=q v/A8、液阻和压力损失：由于流动液体各质点之间以及液体与管壁之间的相互摩擦和碰撞会产生阻力，这种阻碍油液流动的阻力称为液阻。

液阻增大，将引起压力损失增大，或使流量减小。

液阻要损耗一部分能量。

这种能量损失主要表现为液流的压力损失。

压力损失可分为沿程损失和局部损失。

沿程损失是液流经直管中的压力损失，而局部损失是液流经管道截面突变或管道弯曲等局部位置的压力损失。

压力损失会造成功率浪费，油液发热、泄漏增加，使液压元件受热膨胀而“卡死”，所以必须尽量减少液阻，以减少压力损失。

9、泄漏和流量损失：液压元件不可能绝对密封，总会有一定的间隙，当间隙两端有压力差时，就会有油液从这些间隙流出。

从液压元件的密封间隙漏出少量油液的现象叫泄漏。

泄漏分为内泄漏和外泄漏两种。

内泄漏是液压元件内部高、低压腔内的泄漏，外泄漏是系统内部油液漏到系统外部。

泄漏必然导致流量损失，使液压泵输出的流量不能全部流入液压缸等执行元件，从而影响液压元件的性能和液压系统的正常工作。

液压泵1、液压泵的工作原理：液压系统的动力元件，它把电动机或其他原动机输出的机械能转换成液压能的装置。

其作用是向液压系统提供压力油。

液压泵是靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，故可称为容积泵2、液压泵正常工作，必须满足以下条件：1) 应具备密封工作容积。

2) 密封容积能不断重复地由小变大，再由大变小；3) 要有配油装置。

4) 在吸油过程中必须使油箱与大气相通，容积减小时向系统压油。

1) 按结构：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵2) 按输油方向：单向泵、双向泵3) 按输出流量：定量泵、变量泵4) 按额定压力：低压泵、中压泵、高压泵4、常用液压泵：1) 齿轮泵：外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵2) 叶片泵：单作用式叶片泵和双作用式叶片泵3) 柱塞泵：径向柱塞泵（淘汰）和轴向柱塞泵4) 螺杆泵：转子式容积泵和回转式容积泵液压缸1、液压缸的作用：液压缸是将液压能转换为机械能的能量转换装置，它是液压系统中的执行元件。

液压缸一般用于实现往复直线运动或摆动。

2、液压缸的分类：1) 按结构形式可分为：活塞缸、柱塞缸和摆动缸2) 活塞式液压缸：单作用单杆输出液压缸，单作用双杆输出液压缸，双作用单杆输出和双作用双杆输出液压缸。

3、液压缸的密封：间隙密封、密封圈密封。

1) 目的：防止活塞在行程终了时，由于惯性力的作用与端盖发生撞击，影响设备的使用寿命。

2) 原理：当活塞将要达到行程终点，接近端盖时，增大回油阻力，以降低活塞的的运动速度，从而减小和避免对活塞的撞击。

5、液压缸的排气：液压系统中的油液如果混有空气将会严重地影响工作部件的平稳性，为了便于排除积留在液压缸内的空气，油液最好从液压缸的最高点进入和排出。

对运动平稳性较高的液压缸，常在两端装有排气塞液压控制阀1、液压控制阀：为了控制与调节液流的方向、压力和流量，以满足工作机械的各种要求，就要用控制阀。

控制阀又称液压阀，简称阀。

2、液压控制阀的分类：根据在系统中的用途不同，可分为方向控制阀、压力控制阀和流量控制阀三大类。

3、方向控制阀：在液压系统中，用以控制液流的方向的阀，称为方向控制阀简称方向阀。

按其功能不同，可分为单向阀和换向阀两大类。

4、单向阀：1)作用：保证通过阀的液流只向一个方向流动而不能反方向流动5、换向阀：借助于阀芯与阀体之间的相对运动来改变油液流动方向1) 分类：a) 按阀芯相对于阀体的运动方式不同，换向阀可分为滑阀（阀芯移动）和转阀（阀芯转动）。

b) 按阀体连通的主要油路数不同，换向阀可分为二通、三通、四通等c) 按阀芯在阀体内的工作位置数不同，换向阀可分为二位、三位、四位等；d) 按操作方式不同，换向阀可分为手动、机动、电磁动、液动、电液动等；e) 按阀芯的定位方式不同，换向阀可分为钢球定位和弹簧复位两种。

6、压力控制阀：控制液压系统压力或利用压力作为信号来控制其他元件动作的阀称为压力控制阀。

常用的压力阀有溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。

它们的共同特点是：利用油液压力和弹簧力相平衡的原理来进行工作的。

7、溢流阀：溢流阀一般安装在泵的出口处，并联在系统中使用。

1) 作用：①溢流和稳压，保持液压系统的压力恒定。

②限压保护作用（又称安全阀），防止液压系统过载③起背压阀作用。

2) 分类：直动式和先导式8、减压阀：1) 原理：减压阀是一种利用液流流过缝隙产生压降的原理，使出口油压低于进口油压的压力控制阀，以满足执行机构的需要。

2) 作用：降低系统某一支路的油液压力，使同一系统有两个或多个不同压力。

3) 分类：直动式和先导式9、顺序阀1) 作用：利用液压系统中的压力变化来控制油路的通断，从而实现某些液压元件按一定的顺序动作。

10、压力继电器1) 作用：压力继电器是利用液压系统中的压力变化来控制电路的通断，从而将液压信号转变为电器信号，以实现顺序控制和安全保护作用。

11、流量控制阀：流量控制阀是通过改变液流的通流截面来控制系统工作流量，以改变执行元件运动速度的阀，简称流量阀。

常用的流量阀有节流阀和调速阀等。

12、节流阀、节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。

将节流阀和单向阀并联则可组合成单向节流阀。

节流阀和单向节流阀是简易的流量控制阀，在定量泵液压系统中，节流阀和溢流阀配合，可组成三种节流调速系统，即进油路节流调速系统、回油路节流调速系统和旁路节流调速系统。

节流阀没有流量负反馈功能，不能补偿由负载变化所造成的速度不稳定，一般仅用于负载变化不大或对速度稳定性要求不高的场合。

13、调速阀：由减压阀和节流阀串联而成的组合阀。

液压基本回路的工作原理1、液压基本回路：由某些液压元件和附件所构成的能完成某种特定功能的回路。

2、液压基本回路的分类：方向控制回路、压力控制回路、速度控制回路和顺序动作回路3、方向控制回路1) 作用：方向控制回路是用来控制液压系统中各条油路的液流的通、断及方向的回路方向控制回路有换向回路和锁紧回路等。

4、压力控制回路1) 作用：压力控制回路用压力阀来调节系统或系统的某一部分的压力，以实现调压、减压、增压、卸载等控制，以满足执行元件对压力的要求。

2) 分类：调压回路、减压回路、卸载回路、增压回路。

5、速度控制回路1) 作用：控制和调节液压执行元件的运动速度。

2) 分类：调速回路（节流调速回路、容积调速回路和容积节流调速）和速度换接回路。

练习题一、填空1、液压传动的工作原理是以___________作为工作介质，通过__________的变化来传递运动，通过_____________________来传递动力。

2、液压传动系统除工作介质外，由动力、执行、控制和辅助四大部分组成，各部分的作用如下：（1）动力部分：将原动机的_______能转换为油液的________能。

（2）执行部分：将________转换为驱动工作机构的___________。

（3）控制部分：用来控制和调节油液的__________、和________。

（４）辅助部分：起________、__________、_________和密封等作用，保证系统正常工作。

3、液压泵是将电动机(或其他原动机)输出的_________转换为_________的__________装置。

4、通过________的变化来实现________的液压泵称为容积(式)泵。

5、液压泵正常工作的必备条件是：应具备能交替变化的__________，应有___________，吸油过程中，油箱必须和____________相通。

6、输出流量不能调节的液压泵称为____________泵，可调节的液压泵称为_________泵，外啮合齿轮泵是___________泵。

7、按工作方式不同，叶片泵分为_________和________两种。

叶片泵由_________、______________和____________等组成。

8、柱塞泵具有__________性能好，__________少，高压下有较高的_____________和__________容易调节等优点，一般用于____________、____________及流量______________的液压系统中。