old液壓傳動概述

液壓與液力傳動HydrostaticandHydrodynamicTransmission主講教師：吳海燕whyfool@163.com1考試說明本課程期末考試采用閉卷考試形式，總分數(shù)100分（含平時成績30分）平時成績評定方法：

出勤情況(3次點名不到取消考試資格）練習(xí)題完成情況(50%沒交取消考試資格）課堂表現(xiàn)實驗23傳動：傳遞運動和動力的方式

機械傳動（齒輪，軸，曲軸等）電力傳動（感應(yīng)電動機，直線電動機等）液體傳動（液壓和液力傳動）氣體傳動（氣壓傳動）復(fù)合傳動（上述傳動方式的組合）常見傳動方式4液體傳動定義：用液體作為工作介質(zhì)來進行能量傳遞的傳動方式。分類：液壓傳動：利用液體的壓力能來傳遞能量，原理為帕斯卡原理液力傳動：利用液體的動能來傳遞能量，原理為動量矩定理5第一部分液壓傳動6液壓傳動第一章概述第二章液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)第三章液壓動力元件-液壓泵第四章液壓執(zhí)行元件-液壓馬達、液壓缸第五章液壓控制元件-液壓閥第六章液壓系統(tǒng)的輔助元件第七章液壓系統(tǒng)的基本回路第八章車輛液壓傳動系統(tǒng)第九章液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算7第1章概述1.2液壓傳動系統(tǒng)的組成及表示方法1.1液壓傳動的工作原理及工作特性1.4液壓傳動的發(fā)展概況及其應(yīng)用1.3液壓傳動的主要優(yōu)缺點1.5

液壓傳動的工作介質(zhì)8§1.1

液壓傳動的工作原理及工作特性F千斤頂:2211AWpAFp===一液壓傳動的工作原理動畫演示291.力的傳遞

從液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟砜芍?，兩個液壓缸中的壓力變化應(yīng)該是相等的，從而

p1=F1/A1，p2=F2/A2 p1=p2=p F1=p1A1=p2A1=pA1

從上式可知，在A1和A2一定時，負載F2越大，工作壓力p也越高，所需F1也越大；當F2=0時，F(xiàn)1=0，即工作壓力p=0，這說明工作壓力與外負載密切相關(guān)。液壓傳動工作特性一：系統(tǒng)的工作壓力取決于負載，而與流入的液體多少無關(guān)。102.運動的傳遞設(shè)液體不可壓縮，沒有泄露，缸體和管路無變形，則流出小液壓缸的體積等于進入大液壓缸的體積，即

h1A1=h2A1

上式兩邊除以運動時間t，h1A1/t=h2A1/tv1A1=v2A2

q1=q2=q調(diào)節(jié)進入大液壓缸流量q2就可調(diào)節(jié)大活塞的運動速度v2.液壓傳動工作特性二：執(zhí)行元件的運動速度由輸入流量的大小決定，與外負載大小無關(guān)

113.功率關(guān)系不計損失,大小液壓缸的功率為：

P=F1v1=F2v2

=p1A1v1=p2A2v2即p1q1=p2q2=pq

上式說明壓力與流量的乘積就是液壓功率。壓力p和流量q是液壓傳動中最基本、最重要的兩個參數(shù)。12液壓傳動是以液體為工作介質(zhì)，基于帕斯卡原理，利用液體的壓力能傳遞動力的一種傳動形式。機械能機械能壓力能

二液壓傳動的概念液壓傳動是一個不同能量形式之間的轉(zhuǎn)換過程

13三液壓傳動的工作特性1.壓力決定與負載2.速度決定于流量14§1.2液壓傳動系統(tǒng)的組成以機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)為例圖1-2機床工作臺液壓傳動系統(tǒng)工作原理圖動畫演示15一工作過程1.壓力油的提供由液壓泵經(jīng)過濾器對整個系統(tǒng)供油。2.工作臺運動方向的控制由換向閥控制3.最大推力控制由溢流閥控制系統(tǒng)最大工作壓力，從而控制液壓缸最大推力。4.

速度控制由節(jié)流閥控制161、動力元件：它是把機械能轉(zhuǎn)換成液壓能，供給液壓系統(tǒng)壓力油的裝置。最常見的形式是液壓泵。也稱動力裝置、能源裝置、動力部分或能源部分。二液壓傳動系統(tǒng)的組成從機床工作臺工作過程可以看出，一個完整的液壓系統(tǒng)應(yīng)由以下五個部分組成：172、執(zhí)行元件：它是把液壓能轉(zhuǎn)換成機械能以驅(qū)動工作機構(gòu)的裝置。其形式有作直線運動的液壓缸，有作回轉(zhuǎn)運動的液壓馬達。

也稱執(zhí)行裝置或執(zhí)行部分。二液壓傳動系統(tǒng)的組成183、控制調(diào)節(jié)元件：

它是對系統(tǒng)中的壓力、流量或流動方向進行控制或調(diào)節(jié)的裝置。如溢流閥、節(jié)流閥、換向閥和手動開關(guān)等。也稱控制裝置或控制部分。二液壓傳動系統(tǒng)的組成194、輔助元件：

上述三部分之外的其他裝置，例如密封件、油箱，濾油器、油管等。它們對保證系統(tǒng)正常工作是必不可少的。也稱輔助裝置或輔助部分。二液壓傳動系統(tǒng)的組成202122235、工作介質(zhì)：傳遞能量的流體，即液壓油等。

二液壓傳動系統(tǒng)的組成24（1）能源元件－能量轉(zhuǎn)換，提供壓力油，如：液壓泵（2）執(zhí)行元件－能量轉(zhuǎn)換，帶動機構(gòu)做功，如：液壓馬達、液壓缸（3）控制調(diào)節(jié)元件－控制壓力、方向、流量，如：換向閥、溢流閥（4）輔助元件－各種液壓附件，如：油管（5）工作介質(zhì)－液壓油、液壓液二液壓傳動系統(tǒng)的組成25三液壓傳動系統(tǒng)的表示方法圖示的液壓系統(tǒng)是一種半結(jié)構(gòu)式的工作原理圖。它有直觀性強、容易理解的優(yōu)點，當液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時，根據(jù)原理圖檢查十分方便，但圖形比較復(fù)雜，繪制比較麻煩。我國已經(jīng)制定了一種用規(guī)定的圖形符號來表示液壓原理圖中的各元件和連接管路的國家標準，即“液壓系統(tǒng)圖圖形符號(GB/T786.1-1993)”。26三液壓傳動系統(tǒng)的表示方法27五液壓傳動系統(tǒng)圖的圖形符號液壓系統(tǒng)圖圖形符號(GB/T786.1-1993)圖1-2自卸車車廂舉傾機構(gòu)工作原理圖1—油箱2—濾油器3—限壓閥4—換向閥芯5—換向閥6—液壓缸7—單向閥8—液壓泵a，b—油道1—油箱2—液壓泵3—單向閥4—換向閥5—限壓閥6—濾油器7—液壓缸28三液壓傳動系統(tǒng)圖的圖形符號機床工作臺液壓系統(tǒng)工作原理圖

1—工作臺2—液壓缸3—活塞4—換向手柄5—換向閥6，8，16—回油管7—節(jié)流閥9—開停手柄10—開停閥11—壓力管12—壓力支管13—溢流閥14—鋼球15—彈簧17—液壓泵18—濾油器19—油箱機床工作臺液壓系統(tǒng)的圖形符號圖1—工作臺2—液壓缸3—油塞4—換向閥5—節(jié)流閥6—開停閥7—溢流閥8—液壓泵9—濾油器10—油箱液壓系統(tǒng)圖圖形符號(GB/T786.1-1993)29§1.3液壓傳動的優(yōu)缺點一、優(yōu)點功率密度大。在同等輸出功率下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、運動慣量小、動態(tài)性能好?？梢栽谶\行過程中實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，調(diào)速范圍可達2000：1。易實現(xiàn)直線運動，傳遞運動平穩(wěn)，易實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁換向。傳遞運動均勻平穩(wěn)，負載變化時速度較穩(wěn)定?？臻g布置靈活。很容易實現(xiàn)過載保護。同時能自行潤滑，使用壽命長。操作省力、控制方便，易實現(xiàn)自動控制、中遠程控制。液壓元件都是標準化、系列化的產(chǎn)品，便于設(shè)計、制造和推廣應(yīng)用。30二、缺點:1.傳動比不準確----液壓油的可壓縮性和泄漏等.2.效率低----機械摩擦,液體摩擦,泄漏損失.3.受環(huán)境影響大----油溫的變化.4.為減少泄漏,零件制造精度高,成本高.5.要求有單獨的能源.6.發(fā)生故障后,不易檢查和排除.31§1.4、液壓傳動的發(fā)展概況及應(yīng)用布萊士-帕斯卡1623-1662丹尼爾-伯努利1700-1782一、液壓傳動發(fā)展概況32一、液壓傳動發(fā)展概況17世紀中葉（1650），法國人帕斯卡提出靜壓傳遞原理－18世紀末，英國人約瑟夫.布拉默制成世界第一臺水壓機－1905年，美國人詹尼（Janney）設(shè)計了第一臺軸向柱塞泵，并于1906年用于戰(zhàn)艦炮塔的控制系統(tǒng)19世紀廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域（雷達、飛機、艦船、裝甲車輛…）第二次世界大戰(zhàn)期間，液壓傳動技術(shù)得到了迅速發(fā)展，并在戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用當代液壓技術(shù)，一方面向高速、高壓、大功率方面發(fā)展，另一方面，與微電子、計算機技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用與控制領(lǐng)域…331、德國Rexroth（力士樂）2、德國Linde公司3、德國Hawe公司4、美國Parker公司5、美國SauerDanfoss公司6、美國Denison公司7、美國Moog公司8、美國Eaton公司9、法國Poclain公司10、意大利Atos公司11、瑞士Bucher公司12、日本Kawasaki公司一、液壓傳動發(fā)展概況1、北京華德液壓件廠2、貴州力源液壓股份有限公司3、上海液壓泵廠4、寧波廣天賽克思液壓有限公司5、杭州精工液壓6、深圳漢力士液壓機電有限公司7、中船重工重慶液壓機電有限公司8、榆次液壓集團有限公司

34行業(yè)名稱應(yīng)用場所舉例工程機械挖掘機、裝載機、推土機、壓路機、鏟運機等起重運輸機械汽車吊、港口龍門吊、叉車、裝卸機械、皮帶運輸機等礦山機械鑿巖機、開掘機、開采機、破碎機、提升機、液壓支架等建筑機械打樁機、液壓千斤頂、平地機等農(nóng)業(yè)機械聯(lián)合收割機、拖拉機、農(nóng)具懸掛系統(tǒng)等冶金機械電爐爐頂及電極升降機、軋鋼機、壓力機等輕工機械打包機、注塑機、校直機、橡膠硫化機、造紙機等汽車工業(yè)自卸式汽車、平板車、高空作業(yè)車、汽車中的轉(zhuǎn)向器、減振器等智能機械折臂式小汽車裝卸器、數(shù)字式體育鍛煉機、模擬駕駛艙、機器人等二、液壓技術(shù)的應(yīng)用35二、液壓技術(shù)的應(yīng)用3637383940§1.5、液壓傳動的工作介質(zhì)一、工作介質(zhì)的分類分石油型液壓油（簡稱液壓油）、乳化型液壓液（簡稱液壓液）和合成型液壓液三類。90％液壓設(shè)備采用液壓油，故主要介紹液壓油。41一、工作介質(zhì)的分類分類名稱代號石油型普通液壓油L-HL抗磨液壓油L-HM低溫液壓油L-HV高粘度指數(shù)液壓油L-HR液壓導(dǎo)軌油L-HG乳化型水包油液壓液L-HFAE油包水液壓液L-HFB合成型氯化烴無水合成液L-HFDS磷酸酯無水合成液L-HFDR42二、液壓油的物理性質(zhì)1、密度單位體積液體的質(zhì)量是密度。單位kg/m3。我國采用20℃時液壓油的密度ρ20作為標準密度。20℃時，常用液壓油的密度為850~900kg/m3432、粘度液體在外力作用下流動或有流動趨勢時，分子間的內(nèi)聚力會阻礙分子間的相對運動而產(chǎn)生的一種內(nèi)摩擦力，液壓油的這種性質(zhì)成為粘性。常用的粘度表示方法有：動力粘度、運動粘度和相對粘度。二、液壓油的物理性質(zhì)44（1）動力粘度動畫演示

根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定理，流體層間的內(nèi)摩擦力與流體層的接觸面積A及流體層的速度梯度成正比，即

式中：為衡量流體粘性的比例系數(shù)，稱為絕對粘度或動力粘度；單位Pa·s

。表示流體層間速度差異的程度，稱為速度梯度。

45（2）運動粘度：單位m2/s，工程常用mm2/s，稱cSt（厘斯）1m2/s=106cSt。在我國，運動粘度是劃分液壓油牌號的依據(jù)。國家標準GB/T3141-1994中規(guī)定，液壓油的牌號就是用它在溫度為40℃時的運動粘度平均值(單位mm2/s)來表示的。例如YA-N32號液壓油，就是指這種油在40℃時的運動粘度平均值是32mm2/s。46

（3）相對粘度，又稱條件粘度。相對粘度是以相對于蒸餾水的粘性的大小來表示該液體的粘性的。各國采用的相對粘度單位有所不同。有的用賽氏粘度（SSU，美國），有的用雷氏粘度(R，英國)，我國采用恩氏粘度(°E，中國，德國)。恩氏粘度的測定方法如下：在某特定溫度t℃下，測定200cm3被測液體在自重作用下流過直徑2.8mm小孔所需的時間t1，然后測出同體積的蒸餾水在20℃時流過同一小孔所需時間t2(t2=50～52s)，t1與t2的比值即被測液體溫度t℃時的恩氏粘度用符號表示。

=t1/t2oEtoEt47

一般以被測液體20℃，40℃及100℃作為測定其恩氏粘度的標準溫度，由此而得到的恩氏粘度分別用，和來表示。恩氏粘度與運動粘度的換算關(guān)系oE20oE40oE100（3）相對粘度48（4）溫度對粘度的影響

液體粘度受溫度的影響很大，它隨溫度的升高而顯著減小。粘度的變化直接影響系統(tǒng)性能，造成泄漏增加，故希望粘度受溫度的影響越小越好。液壓油液的粘度隨溫度變化的性質(zhì)為粘溫特性。（粘度指數(shù)VI表示液體的粘度隨溫度變化的程度與標準液的粘度變化程度之比。粘度指數(shù)高，粘溫曲線平緩，表示粘度隨溫度變化小，粘溫特性好。通常精制液壓油，粘度指數(shù)大于100。）各種液壓油的粘溫特性可參考教材p11圖1-5。一般液壓系統(tǒng)要求工作介質(zhì)的粘度指數(shù)應(yīng)在90以上。49（5）壓力對粘度的影響

壓力對油液的粘度影響較小。壓力升高，粘度變大。油液粘度隨壓力的變化關(guān)系叫油液的粘壓特性。一般系統(tǒng)壓力不高或變化不大時，壓力對粘度的影響可以忽略。而壓力較高或變化大時，則要考慮壓力對粘度的影響。503、可壓縮性：

當液體受壓力作用而體積減小密度增大的特性稱為液體的可壓縮性。液體壓縮性的大小可用體積壓縮率κ來表示。體積壓縮率κ，定義為增加單位壓力時體積的相對縮小量。單位1/Pa。

κ的倒數(shù)為液體的體積彈性模量用K表示，單位Pa。K值表示液體抵抗壓縮能力的大小。液壓油的可壓縮性是鋼的100-150倍。514、其他特性

液壓油液還有其他的一些物理化學(xué)性質(zhì)，如抗燃性、抗氧化性、抗凝性、抗泡沫性、抗乳化性、防銹性、潤滑性、導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性、對材料的不侵蝕等，這些性質(zhì)影響液壓系統(tǒng)的性能。具體查閱相關(guān)資料。52三、液壓系統(tǒng)對液壓油液的要求對液壓油液的要求：①合適的粘度，較好的粘溫特性，即粘度隨溫度變化小。②潤滑性好。③化學(xué)穩(wěn)定性好，油液不易氧化和變質(zhì)。④成分純凈，雜質(zhì)少。⑤抗泡沫性好，抗乳化性好，對金屬和密封件相容性好。⑥流動點和凝固點低，閃點和燃點高。