工程機(jī)械設(shè)計(jì)工程機(jī)械液壓傳動(dòng)

1、第1章 概 論1.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理及組成1.2 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)1.3 液壓傳動(dòng)的應(yīng)用返回1.1 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理及組成1.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理 （a）活塞右行 在圖1.1（a）中，液壓泵4由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從油箱1中吸油。油液經(jīng)濾油器2進(jìn)入液壓泵4，液壓泵輸出的壓力油經(jīng)管10、開停閥9、節(jié)流閥13、換向閥15進(jìn)入液壓缸18左腔，推動(dòng)活塞17和工作臺(tái)19向右移動(dòng)。這時(shí)，液壓缸18右腔的油液可經(jīng)換向閥15和回油管14排回油箱。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理(2/5)（b）活塞左行 如果將換向手柄16轉(zhuǎn)換成圖1.1（b）所示的狀態(tài)，則液壓泵4輸出的油液將經(jīng)過開停閥9、節(jié)流閥13和換向閥1

2、5進(jìn)入液壓缸18右腔，對(duì)活塞17產(chǎn)生推力。與此同時(shí)，液壓缸18右腔的油液可經(jīng)換向閥15和回油管14排回開式油箱。這樣，開停閥9的閥芯有兩個(gè)（左、右）工作位置，換向閥15的閥芯有三個(gè)（左、中、右）工作位置。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理(3/5)（c）系統(tǒng)保壓 如果將換向閥手柄16轉(zhuǎn)換成圖1.1（c）所示的位置，液壓泵4輸出的油液全部經(jīng)溢流閥7和回油管3排回油箱，不輸送到液壓缸中去，這時(shí)工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)，而系統(tǒng)保持溢流閥調(diào)定的壓力。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理(4/5)（d）系統(tǒng)卸荷 如果將開停手柄11轉(zhuǎn)換成圖1.1（d）所示的位置，液壓泵4輸出的油液將經(jīng)開停閥9和回油管12排回油箱，這時(shí)工作臺(tái)就停止運(yùn)動(dòng)，

3、而液壓傳動(dòng)系統(tǒng)卸荷。 液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理(5/5) 從上面的例子可以看出： （1）液壓傳動(dòng)是以液體作為工作介質(zhì)來傳遞動(dòng)力的。 （2）液壓傳動(dòng)是以液體在密封容腔（泵的出口到液壓缸）內(nèi)所形成的壓力能來傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的。 （3）液壓傳動(dòng)中的工作介質(zhì)是在受控制、受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行工作的。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換和傳遞情況如圖1.2所示，這種能量的轉(zhuǎn)換能夠滿足生產(chǎn)中的需要。 圖1.2 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的能量傳遞和轉(zhuǎn)換圖 2.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由以下五部分組成： （1）液壓動(dòng)力元件。液壓動(dòng)力元件指液壓泵，它是將動(dòng)力裝置的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為液壓能的裝置，其作用是為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)提供壓力油，

4、是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源。 （2）液壓執(zhí)行元件。液壓執(zhí)行元件指液壓缸或液壓馬達(dá)，它是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，其作用是在壓力油的推動(dòng)下輸出力和速度或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以驅(qū)動(dòng)工作裝置作功。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成(2/2) （3）液壓控制調(diào)節(jié)元件。它包括各種液壓閥類元件，其作用是用來控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中油液的流動(dòng)方向、壓力和流量，以保證液壓執(zhí)行元件和工作裝置完成指定工作。 （4）液壓輔助元件。液壓輔助元件如油箱、油管、濾油器等，它們對(duì)保證液壓傳動(dòng)系統(tǒng)正常工作有著重要的作用。 （5）液壓工作介質(zhì)。工作介質(zhì)指?jìng)鲃?dòng)液體，通常被稱為液壓油或液壓液。 用半結(jié)構(gòu)式圖形繪制原理圖時(shí)直觀性強(qiáng)，容易理解，但繪制起來比較麻煩，

5、特別是在系統(tǒng)中的元件數(shù)量比較多時(shí)更是如此。 所以，在工程實(shí)際中，除某些特殊情況外，一般都是用簡(jiǎn)單的圖形符號(hào)來繪制液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖。 在用圖形符號(hào)來繪制系統(tǒng)原理圖時(shí)，圖中的符號(hào)只表示元（輔）件的功能、操作（控制）方法及外部連接口，不表示元（輔）件的具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)，也不表示連接口的實(shí)際位置和元（輔）件的安裝位置。在用圖形符號(hào)繪圖時(shí)，除非特別說明，圖中所示狀態(tài)均表示元（輔）件的靜止位置或零位置，并且除特別注明的符號(hào)或有方向性的元（輔）件符號(hào)外，它們?cè)趫D中可根據(jù)具體情況水平或垂直繪制。 3.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的圖形符號(hào)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的圖形符號(hào)(2/2) 使用這些圖形符號(hào)后，可使系統(tǒng)圖簡(jiǎn)單明了，便于繪制

6、。當(dāng)有些元件無法用圖形符號(hào)表達(dá)或在國家標(biāo)準(zhǔn)中未列入時(shí)，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的符號(hào)繪制規(guī)則和所給出的符號(hào)進(jìn)行派生。當(dāng)無法用標(biāo)準(zhǔn)直接引用或派生時(shí)，或有必要特別說明系統(tǒng)中某一元（輔）件的結(jié)構(gòu)和工作原理時(shí)，可采用局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖或采用它們的結(jié)構(gòu)或半結(jié)構(gòu)示意圖來表示。在用圖形符號(hào)繪圖時(shí)，符號(hào)的大小應(yīng)以清晰美觀為原則，繪制時(shí)可根據(jù)圖紙幅面的大小酌情處理，但應(yīng)保持圖形本身的適當(dāng)比例。 1.2 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： （1）在同等體積下，液壓裝置能產(chǎn)生出更大的動(dòng)力，也就是說，在同等功率下，液壓裝置的體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊，即它具有大的功率密度或力密度。 （2）液壓裝置容易做到對(duì)執(zhí)行元件速度的無級(jí)調(diào)節(jié)，而且調(diào)速范圍大

7、，并且對(duì)速度的調(diào)節(jié)還可以在工作過程中進(jìn)行。 （3）液壓裝置工作平穩(wěn)，換向沖擊小，便于實(shí)現(xiàn)頻繁換向。 （4）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，能實(shí)現(xiàn)自潤滑，使用壽命長。液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)(2/2) （5）液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以很方便地對(duì)液體的流動(dòng)方向、壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并能很容易地和電氣、電子控制或氣動(dòng)控制結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)和操作。 （6）液壓元件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。液壓裝置便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。 缺點(diǎn)： （1）液壓傳動(dòng)中的泄漏和液體的可壓縮性使其無法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。 （2）液壓傳動(dòng)有較多的能量損失（泄漏損失、摩擦損失等），因此，傳動(dòng)效率相對(duì)較低。 （3）液壓傳動(dòng)裝置的

8、工作性能對(duì)油溫的變化比較敏感，不宜在較高或較低的溫度下工作。 （4）液壓傳動(dòng)在出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。 1.3 液壓傳動(dòng)的應(yīng)用液壓傳動(dòng)主要應(yīng)用如下： （1）一般工業(yè)機(jī)械：包括塑料加工機(jī)械（注塑機(jī)）、壓力機(jī)械（鍛壓機(jī)）、重型機(jī)械（廢鋼壓塊機(jī)）、機(jī)床（全自動(dòng)六角車床、平面磨床）等。 （2）行走機(jī)械：包括工程機(jī)械（挖掘機(jī)）、起重機(jī)械（汽車吊）、建筑機(jī)械（打樁機(jī)）、農(nóng)業(yè)機(jī)械（聯(lián)合收割機(jī)）、汽車（轉(zhuǎn)向器、減振器）等。 （3）鋼鐵工業(yè)機(jī)械：包括冶金機(jī)械（軋輥調(diào)整裝置）、提升裝置（電極升降機(jī)）、薄板軋機(jī)等。 （4）土木工程機(jī)械：包括防洪閘門及堤壩裝置（浪潮防護(hù)擋板）、河床升降裝置、橋梁操縱機(jī)構(gòu)和礦山機(jī)械（鑿巖機(jī)）等。液壓傳動(dòng)的應(yīng)用(2/2) （5）發(fā)電設(shè)備：包括渦輪機(jī)（調(diào)速