《液壓與氣壓傳動技術(shù)》第1章 液壓傳動概述

第1章

液壓傳動概述第1節(jié)

液壓傳動的發(fā)展第2節(jié)

液壓傳動的工作原理及系統(tǒng)組成第3節(jié)

液壓傳動的特點及應用返回第1節(jié)

液壓傳動的發(fā)展自18世紀末英國制成世界上第一臺水壓機起，液壓傳動技術(shù)至今已有二三百年的歷史。然而，直到20世紀30年代它才真正地推廣使用。1650年帕斯卡提出靜壓傳遞原理，1850年英國將帕斯卡原理先后應用于液壓起重機、壓力機，1795年英國約瑟夫·布拉曼(JosephBraman)在倫敦用水作為工作介質(zhì)，以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機;1905年工作介質(zhì)由水改為油，使液壓傳動效果進一步得到改善。第二次世界大戰(zhàn)期間，在一些兵器上用上了功率大、反應快、動作準的液壓傳動和控制裝置，大大提高了兵器的性能，也大大促進了液壓技術(shù)的發(fā)展。戰(zhàn)后，液壓技術(shù)迅速轉(zhuǎn)向民用，并隨著各種標準的不斷制定和完善，各類元件的標準化、規(guī)格化、系列化，在機械制造、工程機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車制造等行業(yè)中推廣開來。上一頁下一頁返回第1節(jié)

液壓傳動的發(fā)展20世紀60年代后，原子能技術(shù)、空間技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)等的發(fā)展再次將液壓技術(shù)向前推進，使它在國民經(jīng)濟的各方面都得到了應用，已成為實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、提高勞動生產(chǎn)率等必不可少的重要手段之一。我國的液壓工業(yè)開始于20世紀50年代，其產(chǎn)品最初只用于機床和鍛壓設備，后來才用到拖拉機和工程機械上。自從1964年從國外引進一些液壓元件生產(chǎn)技術(shù)，并自行設計液壓產(chǎn)品以來，我國的液壓件已在各種機械設備上得到了廣泛的使用。20世紀80年代起更加速了對國外先進液壓產(chǎn)品和技術(shù)的有計劃引進、消化、吸收和國產(chǎn)化工作，以確保我國的液壓技術(shù)能在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟效益、研究開發(fā)等各個方面全方位地趕上世界水平。上一頁下一頁返回第1節(jié)

液壓傳動的發(fā)展當前，液壓技術(shù)在實現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、經(jīng)久耐用、高度集成化等各項要求方面都取得了重大的進展，在完善比例控制、伺服控制、數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就。此外，在液壓元件和液壓系統(tǒng)的計算機輔助設計、計算機仿真和優(yōu)化以及微機控制等開發(fā)性工作方面，日益顯示出顯著的優(yōu)勢。微電子技術(shù)的進展，滲透到液壓傳動技術(shù)中并與之相結(jié)合，創(chuàng)造出了很多高可靠性、低成本的微型節(jié)能元件，為液壓傳動技術(shù)在工業(yè)各部門中的應用開辟了更為廣闊的前景。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，液壓傳動技術(shù)得以不斷創(chuàng)新和提高，通過改進元件和系統(tǒng)的性能，以滿足日益變化的市場需求。液壓傳動技術(shù)的持續(xù)發(fā)展體現(xiàn)在如下重要特征上。上一頁下一頁返回第1節(jié)

液壓傳動的發(fā)展①高元件性能，創(chuàng)制新型元件，使其不斷小型化和微型化。②高度的組合化、集成化和模塊化。③和微電子技術(shù)相結(jié)合，走向智能化。④研發(fā)特殊傳動介質(zhì)，推進工作介質(zhì)多元化。上一頁返回第2節(jié)

液壓傳動的工作原理及系統(tǒng)組成一、液壓傳動的工作原理圖1-1所示為機床工作臺液壓系統(tǒng)原理圖。液壓泵3由電動機帶動旋轉(zhuǎn)，從油箱1經(jīng)濾油器2吸油，由泵輸出壓力油，經(jīng)換向閥6、節(jié)流閥5到液壓缸。當換向閥6處于中位時，工作臺9停止運動;當換向閥6的手柄轉(zhuǎn)換到左位時，壓力油進人液壓缸7左腔，推動活塞8并帶動工作臺向右運動，此時，液壓缸右腔的油液經(jīng)換向閥回油箱;當換向閥的手柄轉(zhuǎn)換到右位時，壓力油進人液壓缸右腔，推動活塞并帶動工作臺向左運動。工作臺往復運動時，其速度是通過節(jié)流閥5調(diào)節(jié)的。當節(jié)流閥開大時，進人液壓缸的油量增多，工作臺的移動速度增大;下一頁返回第2節(jié)

液壓傳動的工作原理及系統(tǒng)組成當節(jié)流閥關(guān)小時，進人液壓缸的油量減小，工作臺的移動速度減小。這種現(xiàn)象說明了液壓傳動的第一個基本原理:速度取決于流量。克服負載所需的工作壓力則由溢流閥4控制。為了克服工作臺移動時所受到的外阻力，液壓缸必然產(chǎn)生一個足夠大的推力，這個推力是由液壓缸中的油液壓力所產(chǎn)生的。要克服的外阻力越大，缸中的油液壓力就越高;反之壓力就越低。這種現(xiàn)象說明了液壓傳動的第二個基本原理:壓力取決于負載。從機床工作臺的例子可以得到:在液壓系統(tǒng)中，要發(fā)生兩次能量轉(zhuǎn)變，即先通過液壓泵把電動機(或其他原動機)的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w壓力能，通過管路的傳遞和控制元件對液體的壓力和流量進行調(diào)節(jié)后，再通過液壓缸(或液壓馬達)把液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能以推動負載運動。液壓傳動的過程就是機械能一液壓能一機械能的轉(zhuǎn)換過程。上一頁下一頁返回第2節(jié)

液壓傳動的工作原理及系統(tǒng)組成二、液壓傳動系統(tǒng)的組成由上面的例子還可以看到，液壓系統(tǒng)不論簡單還是復雜，都是由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和工作介質(zhì)5部分組成的。液壓系統(tǒng)組成如表1一1所示。三、液壓傳動系統(tǒng)的圖形符號圖1一1所示的液壓傳動系統(tǒng)圖，是一種半結(jié)構(gòu)式的工作原理圖，稱為結(jié)構(gòu)原理圖。這種原理圖直觀性強、容易理解，但繪制起來比較麻煩，系統(tǒng)中元件數(shù)量多時，繪制更加不方便。為了簡化原理圖的繪制，系統(tǒng)中各元件可用圖形符號表示，這些符號只表示元件的職能、控制方式及外部連接口，不表示元件的具體結(jié)構(gòu)、參數(shù)及連接口的實際位置和元件的安裝位置。上一頁下一頁返回第2節(jié)

液壓傳動的工作原理及系統(tǒng)組成國家規(guī)定1993年制定的液壓氣動圖形符號GB/T786.1-1993(代替GB786-1976)，就屬于職能符號。圖1一2所示為用圖形符號表示的機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)圖，這樣繪制起來更方便，系統(tǒng)圖簡化，原理也簡單明了。按照規(guī)定，液壓元件符號均以元件的靜止位置或零位表示，有些液壓元件無法采用職能符號表示時，仍允許采用結(jié)構(gòu)原理圖表示。上一頁返回第3節(jié)

液壓傳動的特點及應用一、液壓傳動的特點1.液壓傳動的優(yōu)點

液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是由于它與機械傳動、電氣傳動相比具有以下主要優(yōu)點:

①液壓傳動傳遞的功率大，能輸出大的力或力矩。在傳遞同等功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊(〕據(jù)統(tǒng)計，液壓馬達的質(zhì)量只有同功率電動機質(zhì)量的10%一20%，至于尺寸，相差更大，前者為后者的12%一13%。

②液壓裝置由于質(zhì)量輕、慣性小、工作平穩(wěn)、換向沖擊小，所以易實現(xiàn)快速啟動，制動和高頻率換向。下一頁返回第3節(jié)

液壓傳動的特點及應用對于回轉(zhuǎn)運動每分鐘可達500次，直線往復運動每分鐘可達400一1000次。這是其他傳動控制方式無法比擬的。

③液壓傳動裝置能在運動過程中實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍大(調(diào)速比可達1:2000)速度調(diào)整容易，而且調(diào)速性能好。

④液壓傳動裝置易實現(xiàn)過載保護，能實現(xiàn)自潤滑，故使用壽命較長。

⑤液壓傳動裝置調(diào)節(jié)簡單、操縱方便，易于實現(xiàn)自動化，如與電氣控制相配合，可方便地實現(xiàn)順序動作和遠程控制。

⑥液壓元件已實現(xiàn)標準化，系列化和通用化，便于設計、制造和推廣使用。上一頁下一頁返回第3節(jié)

液壓傳動的特點及應用⑦液壓裝置比機械裝置更容易實現(xiàn)直線運動。2.液壓傳動的缺點

①油液的泄漏和可壓縮性使傳動無法保證嚴格的傳動比。

②液壓傳動能量損失大(機械摩擦損失、壓力損失和泄漏損失等)，因此傳動效率低。

③液壓傳動對油溫的變化比較敏感，油的孰度發(fā)生變化時，流量也會跟著改變，造成速度不穩(wěn)定，因此不宜在溫度變化較大的環(huán)境中工作。

④為了減少泄漏，液壓元件在制造精度上的要求比較高，因此其造價較高。上一頁下一頁返回第