液壓傳動(dòng)緒論

1、華北水利水電學(xué)院 機(jī)械學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)液壓與氣壓傳動(dòng)一、概述一、概述二、液壓與氣壓傳動(dòng)定義二、液壓與氣壓傳動(dòng)定義三、液壓傳動(dòng)的基本工作原理三、液壓傳動(dòng)的基本工作原理四、液壓元件的職能符號(hào)和液壓系四、液壓元件的職能符號(hào)和液壓系統(tǒng)圖統(tǒng)圖 五、液壓與氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)五、液壓與氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)六、液壓與氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用與發(fā)展六、液壓與氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用與發(fā)展第一章第一章 緒論緒論 一、基本一、基本概念概念1 1、定義：、定義：原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 工作機(jī)工作機(jī)就傳動(dòng)方式而言，常用的有以下幾種：就傳動(dòng)方式而言，常用的有以下幾種： 1) 1) 機(jī)械傳動(dòng)：如齒輪、皮帶等傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)：如齒輪、皮帶等傳動(dòng)

2、。 2) 2) 電氣傳動(dòng)；電氣傳動(dòng)；3) 3) 流體傳動(dòng)：是以流體為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳流體傳動(dòng)：是以流體為工作介質(zhì)，進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳遞和控制的傳動(dòng)。包括：遞和控制的傳動(dòng)。包括： （1 1）氣體傳動(dòng)：以氣體為工作介質(zhì)的流體傳動(dòng)。）氣體傳動(dòng)：以氣體為工作介質(zhì)的流體傳動(dòng)。 （2 2）液體傳動(dòng)：以液體為工作介質(zhì)的流體傳動(dòng)。）液體傳動(dòng)：以液體為工作介質(zhì)的流體傳動(dòng)。 根據(jù)工作原理不同又可分為：根據(jù)工作原理不同又可分為： 液力傳動(dòng)：主要利用液體動(dòng)能的液體傳動(dòng)。液力傳動(dòng)：主要利用液體動(dòng)能的液體傳動(dòng)。 液壓傳動(dòng)：指利用液體壓力能的液體傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)：指利用液體壓力能的液體傳動(dòng)。2、分類(lèi)：、分類(lèi)： 一

3、、基本一、基本概念概念 二、液壓與氣壓傳動(dòng)定義二、液壓與氣壓傳動(dòng)定義 液壓與氣壓傳動(dòng)是以流體（液壓油或壓縮空液壓與氣壓傳動(dòng)是以流體（液壓油或壓縮空氣）為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)形氣）為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和控制的一種傳動(dòng)形式。它們通過(guò)各種元件組成不同功能的基本回路，式。它們通過(guò)各種元件組成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有機(jī)地組合成具有一定控制功能再由若干基本回路有機(jī)地組合成具有一定控制功能的傳動(dòng)系統(tǒng)。的傳動(dòng)系統(tǒng)。 三、液壓傳動(dòng)的基本工作原理三、液壓傳動(dòng)的基本工作原理 圖圖1-1 1-1 油壓千斤頂工作原理圖油壓千斤頂工作原理圖 1.1.小油缸小油缸 2.2.大油缸大油缸 3.

4、3.截止閥截止閥 4.4.油箱油箱 5 5、6.6.單向閥單向閥 7.7.安全閥安全閥圖1-1 油壓千斤頂工作原理圖圖1-1 油壓千斤頂工作原理圖4325重 物671小活塞和單向閥小活塞和單向閥5 5、6 6一起完成吸油和排油，一起完成吸油和排油，將杠桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能輸出。將杠桿的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液的壓力能輸出。習(xí)慣上將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能的元件稱(chēng)為習(xí)慣上將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能的元件稱(chēng)為動(dòng)力元件。（液壓泵）動(dòng)力元件。（液壓泵）大活塞將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出，大活塞將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出，抬起重物。將壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的元件抬起重物。將壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的元件稱(chēng)為執(zhí)行元件。（

5、液壓缸、液壓馬達(dá)）稱(chēng)為執(zhí)行元件。（液壓缸、液壓馬達(dá)）大、小活塞組成了最簡(jiǎn)單的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，大、小活塞組成了最簡(jiǎn)單的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了力和運(yùn)動(dòng)的傳遞實(shí)現(xiàn)了力和運(yùn)動(dòng)的傳遞 。這個(gè)過(guò)程表示為：這個(gè)過(guò)程表示為： 機(jī)械能機(jī)械能液體的壓力能液體的壓力能機(jī)械能機(jī)械能 壓力：液體單位面積上受到的作用壓力：液體單位面積上受到的作用力。力。AFp 流量的概念流量的概念流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)過(guò)流斷面的流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)過(guò)流斷面的液體體積。液體體積。公式：公式：tVq Aq tAhthAA 不考慮液體的可壓縮性、不考慮液體的可壓縮性、漏損和缸體、管路的變形，漏損和缸體、管路的變形，則容積變化量必然是相等的。則容積變

6、化量必然是相等的。液壓傳動(dòng)裝置的組成：液壓傳動(dòng)裝置的組成：液壓千斤頂是一個(gè)簡(jiǎn)單又較完整的液壓千斤頂是一個(gè)簡(jiǎn)單又較完整的液壓傳動(dòng)裝置。液壓傳動(dòng)裝置。組成部分組成部分: :（1 1）能源裝置）能源裝置（2 2）執(zhí)行裝置）執(zhí)行裝置 （3 3）控制調(diào)節(jié)裝置）控制調(diào)節(jié)裝置 （4 4）輔助裝置）輔助裝置（5 5）工作介質(zhì)）工作介質(zhì)圖 1-1 油 壓 千 斤 頂 工 作 原 理 圖圖 1-1 油 壓 千 斤 頂 工 作 原 理 圖4325重 物671第二節(jié)第二節(jié) 液壓元件的職能符號(hào)和液壓系統(tǒng)圖液壓元件的職能符號(hào)和液壓系統(tǒng)圖圖1-1 油壓千斤頂工作原理圖圖1-1 油壓千斤頂工作原理圖4325重 物671圖1-

7、2 油壓千斤頂液壓系統(tǒng)圖圖1-2 油壓千斤頂液壓系統(tǒng)圖 用各個(gè)元件的職能符號(hào)和表示管路的線(xiàn)條組成的反映用各個(gè)元件的職能符號(hào)和表示管路的線(xiàn)條組成的反映元件之間連接關(guān)系和機(jī)器動(dòng)作原理的圖形，稱(chēng)為液壓系元件之間連接關(guān)系和機(jī)器動(dòng)作原理的圖形，稱(chēng)為液壓系統(tǒng)圖。統(tǒng)圖。 符號(hào)只表示元件的職能和連符號(hào)只表示元件的職能和連接通路，并不表示各元件的結(jié)構(gòu)接通路，并不表示各元件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，不表示系統(tǒng)管路具體位和參數(shù)，不表示系統(tǒng)管路具體位置和元件安裝位置。元件內(nèi)部的置和元件安裝位置。元件內(nèi)部的流動(dòng)方向用箭頭表示。流動(dòng)方向用箭頭表示。 液壓系統(tǒng)圖中規(guī)定：液壓元液壓系統(tǒng)圖中規(guī)定：液壓元件的圖形符號(hào)應(yīng)以元件的靜止?fàn)罴膱D形

8、符號(hào)應(yīng)以元件的靜止?fàn)顟B(tài)或零位來(lái)表示。一般按照機(jī)器態(tài)或零位來(lái)表示。一般按照機(jī)器靜止位置來(lái)繪制。靜止位置來(lái)繪制。一、特點(diǎn)一、特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1、液壓傳動(dòng)能在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速，、液壓傳動(dòng)能在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速方便。調(diào)速方便。2 2、液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)，反應(yīng)快，沖擊小，能、液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)，反應(yīng)快，沖擊小，能高速啟動(dòng)，制動(dòng)和換向。易于實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。高速啟動(dòng)，制動(dòng)和換向。易于實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。3 3、在同等功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小，、在同等功率的情況下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小，重量輕，慣性小，結(jié)構(gòu)緊湊，而且能傳遞較大的重量輕，慣性小，結(jié)構(gòu)緊湊，而且能傳遞較大

9、的力或轉(zhuǎn)矩。力或轉(zhuǎn)矩。4 4、液壓傳動(dòng)裝置的控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱比、液壓傳動(dòng)裝置的控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單，操縱比較方便、省力。較方便、省力。第三節(jié)第三節(jié) 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用5 5、壽命長(zhǎng)，簡(jiǎn)化保養(yǎng)；、壽命長(zhǎng)，簡(jiǎn)化保養(yǎng)；6 6、液壓元件易于、液壓元件易于“三化三化” ，易于設(shè)計(jì)，制造和推，易于設(shè)計(jì)，制造和推廣使用；廣使用；7 7、與電氣控制配合易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、與電氣控制配合易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制。8 8、液壓傳動(dòng)中，可避免在系統(tǒng)某些局部位置產(chǎn)生、液壓傳動(dòng)中，可避免在系統(tǒng)某些局部位置產(chǎn)生過(guò)度溫升。過(guò)度溫升。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：

10、1 1、同機(jī)械傳動(dòng)相比效率較低。、同機(jī)械傳動(dòng)相比效率較低。2 2、工作性能易受溫度變化的影響，因此不、工作性能易受溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作。宜在很高或很低的溫度條件下工作。3 3、液壓傳動(dòng)需要有單獨(dú)的能源（例如液壓、液壓傳動(dòng)需要有單獨(dú)的能源（例如液壓泵站）。所以不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。泵站）。所以不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。4 4、液壓元件制造精度高，造價(jià)高，所以需、液壓元件制造精度高，造價(jià)高，所以需要組織專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)，價(jià)格較貴。要組織專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)，價(jià)格較貴。5 5、系統(tǒng)的故障診斷比較困難，出故障時(shí)不、系統(tǒng)的故障診斷比較困難，出故障時(shí)不易找出原因，迅速排查；使用和維修要求易找出原因，迅速排

11、查；使用和維修要求有較高的技術(shù)水平。有較高的技術(shù)水平。發(fā)展：發(fā)展： 17951795年第一臺(tái)水壓機(jī)問(wèn)世。年第一臺(tái)水壓機(jī)問(wèn)世。 十九世紀(jì)末德國(guó)制造液壓龍門(mén)刨床，美國(guó)制十九世紀(jì)末德國(guó)制造液壓龍門(mén)刨床，美國(guó)制造液壓六角車(chē)床、液壓磨床，液壓技術(shù)又進(jìn)入了造液壓六角車(chē)床、液壓磨床，液壓技術(shù)又進(jìn)入了新的發(fā)展階段。新的發(fā)展階段。 二戰(zhàn)期間，美國(guó)的機(jī)床有二戰(zhàn)期間，美國(guó)的機(jī)床有30%30%應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。應(yīng)用了液壓傳動(dòng)。 我國(guó)的液壓技術(shù)從上世紀(jì)五十所代開(kāi)始應(yīng)用，我國(guó)的液壓技術(shù)從上世紀(jì)五十所代開(kāi)始應(yīng)用，19521952年開(kāi)始試制油壓泵。年開(kāi)始試制油壓泵。 19611961年上海液壓機(jī)床廠(chǎng)自行設(shè)計(jì)制造了我國(guó)第年上海液

12、壓機(jī)床廠(chǎng)自行設(shè)計(jì)制造了我國(guó)第一臺(tái)萬(wàn)能水壓機(jī)。一臺(tái)萬(wàn)能水壓機(jī)。 二、液壓傳動(dòng)的發(fā)展和應(yīng)用二、液壓傳動(dòng)的發(fā)展和應(yīng)用 液壓技術(shù)正在向高壓、高速、大流液壓技術(shù)正在向高壓、高速、大流量、高效率、低噪音，集成比方向發(fā)展；量、高效率、低噪音，集成比方向發(fā)展；新的液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助新的液壓元件和液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)字仿真、微機(jī)控制等設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)字仿真、微機(jī)控制等新技術(shù)也日益發(fā)展、應(yīng)用，并取得了很新技術(shù)也日益發(fā)展、應(yīng)用，并取得了很多顯著成果。多顯著成果。一、節(jié)約能源，發(fā)展低能耗元件，提高一、節(jié)約能源，發(fā)展低能耗元件，提高元件效率。元件效率。二、液壓與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，二、液

13、壓與微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，提高控制性能和操作性能。提高控制性能和操作性能。三、提高液壓傳動(dòng)的可靠性。三、提高液壓傳動(dòng)的可靠性。四、發(fā)展新型液壓介質(zhì)和相應(yīng)元件。四、發(fā)展新型液壓介質(zhì)和相應(yīng)元件。五、高度集成化。五、高度集成化。發(fā)展動(dòng)向：發(fā)展動(dòng)向：另外，近年來(lái)又在太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、海另外，近年來(lái)又在太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)、海浪模擬裝置、船舶駕駛模擬地震再現(xiàn)、浪模擬裝置、船舶駕駛模擬地震再現(xiàn)、火箭助飛發(fā)射裝置、宇宙環(huán)境模擬和火箭助飛發(fā)射裝置、宇宙環(huán)境模擬和高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車(chē)裝置等高層建筑防震系統(tǒng)及緊急剎車(chē)裝置等設(shè)施中，也采用了液壓技術(shù)。設(shè)施中，也采用了液壓技術(shù)。液壓伺服系統(tǒng)液壓伺服系統(tǒng) : : 液壓傳動(dòng)：

14、利用液體壓力能。液壓傳動(dòng)：利用液體壓力能。 帕斯卡原理：在密閉容器中的液體某一點(diǎn)的壓帕斯卡原理：在密閉容器中的液體某一點(diǎn)的壓力如果有變化，這個(gè)變化將等值的傳遞到液體的各力如果有變化，這個(gè)變化將等值的傳遞到液體的各個(gè)部位。個(gè)部位。 液壓傳動(dòng)的兩個(gè)主要參數(shù)壓力和流量。液壓傳動(dòng)的兩個(gè)主要參數(shù)壓力和流量。 在液壓和氣壓傳動(dòng)中，系統(tǒng)的工作壓力取決于在液壓和氣壓傳動(dòng)中，系統(tǒng)的工作壓力取決于負(fù)載，而與流入的流體多少無(wú)關(guān)。負(fù)載，而與流入的流體多少無(wú)關(guān)。 活塞移動(dòng)速度正比于流入液壓缸中油液流量活塞移動(dòng)速度正比于流入液壓缸中油液流量q q，與負(fù)載無(wú)關(guān)。與負(fù)載無(wú)關(guān)。 液壓傳動(dòng)裝置由以下幾部分組成液壓傳動(dòng)裝置由以下幾部分組成: :（1 1）能源裝置）能源裝置 （2 2）執(zhí)行裝置）執(zhí)行裝置 （3 3）控制調(diào)節(jié)）控制調(diào)節(jié)（4 4）輔助裝置）輔助裝置 （5 5）工作介質(zhì)）工作介質(zhì) 小結(jié)小結(jié) 職能符號(hào)只表示元件的職能和連接通路，職能符號(hào)只表示元件的職能和連接通路，并不表示各元件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，不表示系統(tǒng)并不表示各元件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，不表示系統(tǒng)管路具體位置和元件安裝位置。元件