第一节液压传动的基本原理一基本概念液压传动是一种以液体（通常是油液）作为工作介质，以静压力和流量作为特性参量进行能量的转换、传递、分配的技术手段。

　　”二液压传动系统的组成液压传动装置主要由以下四部分组成：a、能源装置：把机械能转换成油液液压能的装置。

　　d、辅助装置：上述三部分以外的其它装置，例如上述的油箱、滤油器、油管等。

　　油液经滤油器进入液压泵，当它从泵中输出进入压力管后，通过开停阀、节流阀、换向阀进入液压缸左腔，推动活塞和工作台向右移动。

　　如果换向阀换向，则压力管的油将经过开停阀、节流阀和换向阀进入液压缸右腔，推动活塞和工作台向左移动，并使液压缸左腔的油经换向阀和回油管排回油箱。

　　当节流阀开大时，进入油缸的油液增多，工作台的移动速度增大；当节流阀关小时，工作台的移动速度减小。

　　为了克服移动工作台时所受到的各种阻力，液压缸必须产生一个足够大的推力，这个推力是由液压缸中的油液压力产生的。

　　输入液压缸的油液是通过节流阀调节的，液压泵输出的多余的油液经溢流阀和回油管排回油箱，这只有在压力支管中的油液压力对溢流阀钢球的作用力等于或略大于溢流阀中弹簧的预紧力时，油液才能顶开溢流阀中的钢球流回油箱。

　　所以，在系统中液压泵出口处的油液压力是由溢流阀决定的，它和缸中和油液压力不一样大。

　　其基本原理是利用液体在封闭的管路中传递和传递压力，实现动力的传输和控制。

　　液压传动的基本组成包括液压泵、液压马达（或液压缸）、液压控制阀、油箱和管路等。

　　液压马达或液压缸作为执行元件，将液压能转化为机械能，实现物体的运动或执行各种工作。

　　当液压泵施加压力并推动液体进入管路时，液体通过管路传递压力，到达液压马达（或液压缸）。

　　液压马达（或液压缸）接收到液体的压力后，将其转化为相应的机械能，实现物体的运动或执行工作任务。

　　其次，液压传动具有较高的传动效率和精确的控制性能，可以实现平稳、连续和精确的运动控制。

　　此外，液压传动还具有较大的自动化程度和灵活性，可以通过电气或电子装置进行远程控制和集中控制。

　　泛应用于工程机械、冶金、船舶、航空航天等领域，成为现代工业中不可或缺的重要技术。

　　液压系统基础知识大全液压系统的组成及其作用一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。

　　动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。

　　执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。

　　压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。

　　辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。

　　液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

　　液压系统结构液压系统由信号控制和液压动力两部分组成，信号控制部分用于驱动液压动力部分中的控制阀动作。

　　液压源含有液压泵、电动机和液压辅助元件；液压控制部分含有各种控制阀，其用于控制工作油液的流量、压力和方向；执行部分含有液压缸或液压马达，其可按实际要求来选择。

　　基本液压回路中的动作顺序—控制元件（二位四通换向阀）的换向和弹簧复位、执行元件（双作用液压缸）的伸出和回缩以及溢流阀的开启和关闭。

　　对于执行元件和控制元件，演示文稿都是基于相应回路图符号，这也为介绍回路图符号作了准备。

　　式中： d - 柱塞直径 D - 柱塞分布圆直径 δ - 斜盘倾角 z - 柱塞数

　　1.3.3、推荐用油： 掘进机所用液压油，必须是适合于高压系统的抗磨液 压油，所选用的液压油要具有合适的粘度指数、良好的抗 氧化性、抗磨性能、抗乳化能力和润滑性等。

　　1.4.1、液压油的污染：一般有外部污染及内部污染组 成。 外部污染是指由于装配、维修时对液压油的污染； 内部污染是指由于液压元器件磨损、损坏及温度过高或 过低造成液压油变质污染。 1.4.2、液压油污染的危害： 加剧元件磨损，导致元件性能衰降； 固体颗粒堵塞或淤积，引起元件突发性故障（如滑阀 卡紧等）； 加速油液性能劣化。

　　如下所示为叶片泵的工作原理，它主要由定子、 转子、叶片、配油盘、转动轴和泵体等组成。定 子内表面是由两段长半径圆弧和四段过渡曲线八 个部分组成，且定子和转子是同心的，转子旋转 时，叶片靠离心力和根部油压作用伸出紧贴在定 子的内表面上，两两叶片之间和转子的外圆柱面， 定子内表面及前后配油盘形成一个个密封工作容 腔。如图中转子逆时针方向旋转，密封工作腔的 容积在左上角和右下角处逐渐增大，形成局部真 空而吸油，在右上角和左下角处逐渐减小而压油， 吸油区和压油区之间有一估封油区把它们隔开。

　　液压油粘度对温度变化十分敏感，温度升高， 粘度下降。这种油的粘度随温度变化的性质称 为粘温特性。（上图是几种国产油的粘温图） 油液粘度的变化直接影响液压系统的性能和 泄漏量，因此希望粘度随温度的变化越小越好。

　　液体受压力作用而使其体积发生变化的性 质，称为液体的可压缩性。矿物油可压缩 性约比钢大100~150倍。 对于一般的液压系统压力不高时，液体的可 压缩性很小，因此可以认为液体是不可压 缩的。

　　液压油受到污染，常常是液压系统发生故障的主要原因。工作液体 中的污染物来源包括：液压装置组装时残留下来的污染物(如切屑、 毛刺、型砂、磨粒、焊渣、铁锈等)；从周围环境混入的污染物(如 空气、尘埃、水滴等)；在工作过程中产生的污染物(如金属微粒、 锈斑、涂料剥离片、密封材料剥离片、水分、气泡以及工作液体变 质后的胶状生成物等)。

　　（一）、液压传动的主要优点 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)容易实现机器的自动化，当采用电液联合控制后，不仅可实现更高程度的自动控制 过程，而且可以实现遥控。 （二）、液压传动的主要缺点 (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。 (4)由于液体介质的泄漏及可压缩性影响，不能得到严格的定比传动。 (5)液压传动出故障时不易找出原因；使用和维修要求有较高的技术水平。 (6)油液污染

　　1.液压系统的工作原理：1）．液压是以液体作为工作介质来进行能量传递和转换的；2）．液压以液体压力能来传递动力和运动的；3）．液压的工作介质是在受控制、受调节的状态下进行的。

　　2.液压传动系统的组成：动力装置、控制及调节装置、执行元件、辅助装置、工作介质。

　　3.液压传动系统的组成部分的作用：1）动力装置：对液压传动系统来说是液压泵，其作用是为液压传动系统提供压力油；对气压传动系统来说是气压发生装置（气源装置），其作用是为气压传动系统提供压缩空气。

　　2）控制及其调节装置：用来控制工作介质的流动方向、压力和流量，以保证执行元件和工作机构按要求工作；3）执行元件：在工作介质的作用下输出力和速度（或转矩和转速），以驱动工作机构作功；4）辅助装置：一些对完成主要工作起辅助作用的元件，对保证系统正常工作有着重要的作用；5）工作介质：利用液体的压力能来传递能量。

　　4.液压传动的特点：优点：1）与电动机相比，在同等体积下，液压装置能产生更大的动力；2）液压装置容易做到对速度的无极调节，而且调速范围大，并且对速度的调节还可以在工作过程中进行；3）液压装置工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向；4）液压装置易于实现过载保护，能实现自润滑，使用寿命长；5）液压装置易于实现自动化，实现复杂的运动和操作；6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用；缺点：7）液压传动无法保证严格的传动比；8）液压传动有较多的能量损失（泄露损失、摩擦损失等），传动效率相对低；9）液压传动对油温的变化比较敏感，不宜在较高或较低的温度下工作；10）液压传动在出现故障时不易诊断。

　　7.静止液体的压力性质：1）液体的压力沿着内法线）静止液体内任一点处的压力在各个方向上都相等。

　　8.帕斯卡原理：在密闭容器内，施加于静止液体上的压力可以等值传递到液体内各点，也称静压传递原理。

　　简单机床的液压传动系统 1一油箱2一滤油器3一液压泵4一节流阀5一溢流阀6一换向阀 7一换向阀手柄 8一液压缸9～活塞10一工作台

　　另外，减小元件的体积和重量，提高元件的寿命，研制新介质以及 污染控制的研究，也是当前液压传动及液压控制技术发展和研究的重要 课题。

　　式中A1——液压缸无杆腔有效作用面积； A2——液压缸有杆腔有效作用面积； ——回油路当量压力损失。

　　活塞面积一定,运动速度只与输入流量有关 改变输入流量,实现无级调速 不考虑泄漏,运动速度与外负载无关

　　以油为介质，存在的问题： 废油排放和环境保护问题 泄漏问题 易燃与安全问题 资源枯竭和成本问题

　　目的： 能正确使用维护带有液压传动的机械设备 能设计中等复杂程度的液压设备， 正确使用液压元件

　　液压控制系统-传递信息为主,传递动力为辅, 采用伺服阀等控制阀，多为闭环控制。

　　据上式，系统压力与外负载密切相关。 由此得出液压传动工 作原理的第一个重要特征：液压传动中工作压力取决于外负载。

　　该公式是在不考虑液体的可压缩性、 漏损和缸体、管路的变形情况下。 S1 （1-3） 为液压泵活塞位移，S2为液压缸活塞 位移。 式中：V1 、V2为液压泵活塞和液 压缸活塞的平均运动速度。q1、 （1-4） q2为液压泵输出的平均流量和液 压缸输入的平均流量。

　　式（1－5）左端为输入功率，右端为输出功率，这说明在不计损失的情况 下输入功率等于输出功率，由式还可得出 P=pA1v1=pA2v2=pq （1－6） 可以看出，液压与气压传动中的功率P可以用压力p和流量q 的乘积来表示，压力p和流量q式流体传动中最基本、最重要的两个参数， 它们相当于机械传动中的力和速度，它们的乘积即为功率。 从以上分析可知，液压传动和气压传动是以流体的压力能来传递动 力的。

　　优点： 1）系统的布局和安装灵活 2）能在大范围内实现无级调速 3） 系统的运动与换向性能优良。工作比较平稳，易于实现快速启动、制动和 和频繁换向 4）具有良好的控制调节性能。系统操作性、远程控制、实现过载保护 5）主要元器件标准化生产。产品标准化、系列化和通用化程度高 6）在同等体积下，液压装置比电气装置产生更高的动力。在同等功率下，液 压装置体积小，重量轻，功率密度大，结构紧凑。 7）容易实现低速大功率传动。 缺点： 1）较多的能量损失。 2）由于介质的可压缩性和泄漏等因素的影响，系统不能实现严格的定比传动。 3）工作性能易受温度变化的影响 。 4）液压元件的制造精度要求较高，因而价格较贵 5）液压传动出现故障时不易找原因。

　　研究以有压流体（压力油和压缩空气）为传动介质来实现各种机械传动和自动控制的学科。

　　一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分（含辅助装置）组成。

　　工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀、车床的刀架等。

　　由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽，以及性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。

　　液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。

　　气压传动，其做工的介质是空气体；液压传动，其做工的介质是机油（或其它的液体）。

　　气压传动的结构简单，该介质（空气）不需要成本；液压传动结构复杂点，且需要其它的材料作为介质，成本会高点。

　　1．1 液压技术的发展本章是学习液压与气压传动的启蒙章节，主要阐述了本课的一些重要概念、并通过液压千斤顶简化模型的分析深入理解液压传动的工作原理和液压系统的基本组成，最后介绍液压传动的优缺点和应用领域。

　　首先介绍什么是传动？传动的类型有哪些?引导学生举生活中常见的实例说明以下五种传动，使学生对传动及其类型有所认识和掌握。

　　重可方1(1.量在便)1不.轻大灵2液能压、范活缺保系地结围证点统布构内严：中置紧实格的的传凑现漏传动、无油动机惯 级等比构性 调因，，小 速素污，不。。染影仅起调地响操动速面运作范快。动方围可的便可频平达，繁稳1省变性∶和力向2正，，00确而冲0性，且击，并外小使可形。得在美液液观压压大传装动方。

　　2.往复主体运动传动装置龙门刨床的工作台、牛头刨床或插床的滑枕，由 于要求作高速往复直线运动，并且要求换向冲击小、换向时间短、能耗低， 因此都可以采用液压传动。

　　3.仿形装置车床、铣床、刨床上的仿形加工可以采用液压伺服系统来完成。 其精度可达0.01～0.02mm。此外，磨床上的成形砂轮修正装置亦可采用这种 系统。

　　本世纪60年代以后，液压技术随着原子能、空间技术、计算机技 术的发展而迅速发展。因此，液压传动真正的发展也只是近三四十年的 事。当前液压技术正向迅速、高压、大功率、高效、低噪声、经久耐用、 高度集成化的方向发展。同时，新型液压元件和液压系统的计算机辅助 设计(CAD)、计算机辅助测试(CAT)、计算机直接控制(CDC)、机电一体 化技术、可靠性技术等方面也是当前液压传动及控制技术发展和研究的 方向。

　　我国的液压技术最初应用于机床和锻压设备上，后来又用于拖拉 机和工程机械。现在，我国的液压元件随着从国外引进一些液压元件、 生产技术以及进行自行设计，现已形成了系列，并在各种机械设备上得 到了广泛的使用。

　　七.制动缓冲回路 为了减少液压冲击，除了在液压元件结构本 身采取措施，还可以在系统中采去缓冲回来 了。可以采用单向行程节流阀和溢流阀的缓 冲制动回路。

　　速度控制回路是关于系统的速度调节和 变换的问题。是使执行元件从一种速度到另 一种速度的回路，有增速回路、减速回路和 二次速度转换回路。

　　一.插装阀方向控制回路 图2-54是二通插装阀方向控制基本回路。 其中a与b为单向节流阀，c为液控单向阀。d 为二位二通的方向控制阀。 一个插装阀只能控制两个油口的通断。

　　图2-55是插装阀三位四通换向回路。图示位 置先导阀失电时，插装阀1、2、3、4的控制 腔在压力油的作用下，阀芯均关闭，P、A、B、 T均不相同；1Y得电，插装阀2、4控制油腔失 压而开启，1、3关闭，P和A接通，B和T接通； 2Y得电时，P和B、A和T接通，构成相当于O型 机能的三维四通电液换向回路。

　　图2-6b中，增压回路可使液压缸1共作行程 加长，活塞向右运动时遇到负载时，单向阀4 由于系统压力升高而开启，压力油进入增压 器2 才起到增压作用。 系统实现快进，并低速工作要求。 液控单向阀6是为了增压时隔开高低压力 油。

　　四.卸荷回路 液压系统工作时，执行元件短时间的停止 工作，不需要输入油，此时可以让液压泵卸 荷。 液压泵卸荷：让液压泵以很小的出输出功 率运转，或以很低的压力运转，或让液压泵 输出很小流量的压力油。

　　顺序动作回路是实现多个执行元件按预定 的次序动作的液压回路。按顺序动作控制方 法可分为压力控制和行程控制两大类。

　　一.压力控制顺序回路 图2-37是顺序阀控制的顺序动作回路。 当手动换向阀4左位接入回路，液压缸1活塞 向右运动，完成动作1后，压力升高，3开启， 液压缸2的活塞向右运动，完成动作2。退回 时，换向阀右位接入回路，一次完成3、4。

　　1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。

　　2、仅部分预览的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。

　　3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

　　从公元前200多年前到17世纪初，包括希腊人发明的螺旋提水工具和中国出现的水轮等，可以说是液压技术最古老的应用。

　　自17世纪至19世纪，欧洲人对液体力学、液体传动、机构学及控制理论与机械制造做出了主要贡献，其中包括：1648年法国的B．帕斯卡(B．Pascal)提出的液体中压力传递的基本定律；1681年D．帕潘(D．Papain)发明的带安全阀的压力釜；1850年英国工程师威廉姆．乔治．阿姆斯特朗(William George Armstrong)关于液压蓄能器的发明；19世纪中叶英国工程师佛莱明•詹金(F．Jinken)所发明的世界上第一台蒸气喷射器差压补偿流量控制阀；1795年英国人约瑟夫•布瑞玛(Joseph Bramah)登记的第一台液压机的英国专利；这些贡献与成就为20世纪液压传动与控制技术的发展奠定了科学与工艺基础。

　　19世纪工业上所使用的液压传动装置是以水作为工作介质，因其密封问题一直未能很好解决以及电气传动技术的发展和竞争，曾一度导致液压技术停滞不前,卷板机。

　　此种情况直至1905年美国人詹涅(Janney)首先将矿物油代替水作液压介质后才开始改观,折弯机。

　　20世纪30年代后，由于车辆、航空、舰船等功率传动的推动，相继出现了斜轴式及弯轴式轴向柱塞泵、径向和轴向液压马达；1936年Harry Vickers发明了先导控制压力阀为标志的管式系列液压控制元件。

　　第二次世界大战期间，由于军事上的需要，出现了以电液伺服系统为代表的响应快、精度高的液压元件和控制系统，从而使液压技术得到了迅猛发展。

　　20世纪50年代，随着世界各国经济的恢复和发展，生产过程自动化的不断增长，使玻璃冷却器技术很快转入民用工业，在机械制造、起重运输机械及各类施工机械、船舶、航空等领域得到了广泛发展和应用。

　　方面，美国麻省理工学院(MIT)Blackburn、Lee及Shearer等学者在电液伺服阀方面的研究取得了很大进展(出版了著名的《液压气动控制》一书)。

　　这些成果乃至Harry Vickers 发明的先导式压力控制阀结构至今仍为全世界所采用。

　　20世纪60年代以来，随着原子能、航空航天技术、微电子技术的发展，液压技术在更深、更广阔的领域得到了发展，60年代出现了板式、叠加式液压阀系列，发展了以比例电磁铁为电气一机械转换器的电液比例控制阀并被广泛用于工业控制中，提高了电液控制系统的抗污染能力和性能价格比。

　　80年代以来，液压脱硫喷射器技术与现代数学、力学和微电子技术、计算机技术、控制科学等紧密结合，出现了微处理机、电子放大器、传感测量元件和液压控制单元相互集成的机电一体化产品(如美国Lee公司研制的微型液压阀等)，提高了液压系统的智能化程度和可靠性，并应用计算机技术开展了对液压元件和系统的动、静态性能数字仿真及结构的辅助设计和制造(CAD／CAM)。

　　如前所述，随着科学技术的进步和人类环保、能源危机意识的提高，近20年来人们重新认识和研究以历史上以纯水作为工作介质的纯水液压传动技术，并在理论上和应用研究上，都得到了持续稳定地复苏和发展，正在逐渐成为现代液压传动技术中的热点技术(Emerging T echnology)和新的发展方向之一。

　　液压技术的应用领域也不断拓展，几乎囊括了国民经济的各个部门：从机械加工及装配线到材料压延和塑料成形设备；从材料及构件试验机到电液仿真试验平台；从建筑及工程机械到农业及环境保护设备；从电力、煤炭等能源机械到石油天然气探采及各类化工设备；从矿山开采机械到钢铁冶金设备；从橡胶、皮革、造纸等轻工机械到家用电器、电子信息产品自动生产线及印刷、办公自动化设备；从食品机械、喷胶棉机械及医疗器械到娱乐休闲及体育训练器械；从航空航天控制到船舶、铁路和公路运输车辆……液压传动与控制已成为现代机械工程的基本要素和工程控制的关键技术之一,螺旋输送

　　21世纪将是信息化、网络化、知识化和全球化的世纪，信息技术、生命科学、生物技术和纳米技术等新科技的日益进展将对液压传动与控制技术的研究、设计观念及方法、对包括液压阀在内的各类液压产品的结构与工艺、对其应用领域以及企业的经营管理模式产生深刻影响并带来革命性变化。

　　在社会和工程需求的强力推动及机械与电气传动及控制的挑战下，液压传动与控制技术将依托机械制造、材料工程、微电子及计算机、数学及力学、控制科学，不断发挥自身优势，满足客观需求，变得更为绿色化、机械电子一体化、模块化、智能化和网络化，将自身推进到新的水平。

　　本站资源均为网友上传分享，本站仅负责收集和整理，有任何问题请在对应网页下方投诉通道反馈