《机械基础》课件—液压传动

二、流量和平均流速
1．流量 流量——单位时间内流过管道某一截面的液体体 积。
qv
V t
流量的常用单位为m3 /s，实际上常用单位还有 L/min或mL/s. 1 m3 /s =6×104 L/min
2．平均流速
流量
V l qv A Av t t
平均流速
qv v A
由上式可知，当液压缸的活塞有效作用面积一定 时，活塞运动速度的大小由输入液压缸的流量来 决定。
3．液流的连续性
液流连续性原理——理想液体在无分支管路中作稳定 流动时，通过每一截面的流量相等。
A1v1 A2 v2
液体在无分支管路中作稳 定流动时，流经管路不同
截面时的平均流速与其截
面面积大小成反比。
【例2】液压千斤顶压油过程中，柱塞泵活塞1的面积 A1=1.13×10-4m2，液压缸活塞2的面积 A2=9.62×10-4m2，管路4的截面积A4=1.3×105m2。活塞1下压速度v1为0.2m/s，试求活塞2的上 升速度v2和管路内油液的平均流速v4。
液压千斤顶
压力机
液压传动和气动传动的发展阶段
第一阶段：
液压传动从17世纪帕斯卡提出静 压传递原 理、1795年世界上第一台水压机诞生，已有 200多年的历史，但由于没有成熟的液压传动 技术和液压元件，且工艺制造水平低下，发展 缓 慢，几乎停滞。 气压传动早在公元前，埃及人就开始采用 风箱产生压缩空气助燃。从18 世纪产业革命 开始，逐渐应用于各类行中。
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课堂练习
1.液压泵是将电动机输出的（ ）转换（ ）的 装置. 2.常用的液压泵有（ ）、（ ）、（ ）和 （ ）四大类。 3.不能成为变量液压泵的是（ ）。 A 双作用式叶片泵。 B 单作用式叶片泵 C 轴向柱塞泵 4.齿轮泵一般适用于（ ）系统。 A 低压 B中压 C 高压
§14－4 液压执行元件
1．泵吸油过程
2．泵压油和重物举升过程
3．重物落下过程
通过以上的实例，我们可以总结出 液压传动的工作原理是：以油液为 工作介质，通过密封容积的变化来 传递运动，通过油液内部的压力来 传递动力。液压传动装置实质上是 一种能量转换装置。
二、液压传动系统的组成
动力部分 执行部分 控制部分 辅助部分
第二阶段： 上世纪30年代，由于工艺制造水平 提高，开始生产液压元件，并首先应用 于机床。
第三阶段： 上世纪50、60、70年代，工艺水平 有了很大提高，液压与气动技术也迅速 发展，渗透到国民经济的各个领域：从 蓝天到水下，从军用到民用，从重工业 到轻工业 到处都有流体传动与控制技术

举例应用
活塞被压力油推动的条件
F p≥ A
3．液压系统及元件的公称压力
额定压力——液压系统及元件在正常工 作条件下，按试验标准连续运转的最高 工作压力。 过载——工作压力超过额定压力。 额定压力应符合公称压力系列。
4．静压传递原理（帕斯卡原理）
静止油液压力的特性： 静止油液中任意一点所受到的各个方向的压 力都相等，这个压力称为静压力 油液静压力的作用方向总是垂直指向承压表面 密闭容器内静止油液中任意一点的压力如有 变化，其压力的变化值将传递给油液的各点， 且其值不变。这称为静压传递原理，即帕斯 卡原理
2．液压泵的图形符号
单向定量泵
双向定量泵
单向变量泵
双向变量泵
三、常用液压泵
1．齿轮泵：外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵 外啮合齿轮泵的工作原理:
2．叶片泵
叶片泵：单作用式叶片泵和双作用式叶片泵
双作用式叶片泵的实物图及工作原理
3．柱塞泵
柱塞泵：径向柱塞泵（淘汰）和轴向柱塞泵
1－配流盘 2－缸体 3－柱塞 4－斜盘
发展趋势
目前，流体传动技术正在向着高压、 高速、 高效率、大流量、大功率、微型化、低噪 声、低能耗、经久耐用、高度集成化方向 发展，向着用计算机控制的机电一体化方 向发展。
§14—1液压传动的基本原理及组成
一、液压传动的基本原理
1一杠杆手柄 2一泵体（油腔） 3—排油单向阀 4一吸油单向阀 5一油箱 6、7、9、10一油管 8—放油阀 11一液压缸（油腔） 12—重物
三、液压元件的图形符号
GB/T786.1—1993《液压气动图形符号》 1一杠杆 2一活塞 3—泵 4一单向阀 5一单向阀 6一油箱 7－放油阀 8—活塞缸 9－柱塞
液压千斤顶工作原理简化结构示意图
四、液压传动的应用特点
易于获得很大的力和力矩 调速范围大，易实现无级调速 质量轻，体积小，动作灵敏 传动平稳，易于频繁换向 易于实现过载保护 便于采用电液联合控制以实现自动化 液压元件能够自动润滑，元件的使用寿命长 液压元件易于实现系列化、标准化、通用化 传动效率较低 液压系统产生故障时，不易找到原因，维修困难 为减少泄漏，液压元件的制造精度要求较高
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课堂练习
1.液压系统除工作介质外,主要由（ ）、 （ ）、（ ）和（ ）四部分组成。 2.各种液压阀用于控制液压系统中液体的 （ ）、（ ）和（ ）等，以保证执行元 件完成预定的工作运动。 3.液压传动装置工作平稳,能方便地实现无级调 速,但不能快速启动、制动和频繁换向。 A 是 B 否 4.液压系统中,液压缸属于（ ），液压泵属于 （ ）。 A 动力部分 B 执行部分 C 控制部分
第十四章:液压传动
复习提问
1.按结构形式不同，常用的制动器有哪三种？ 答：闸带式制动器、内涨式制动器和外抱块式制动 器。 2.联轴器和离合器的主要功用是什么?两者的根本区 别是什么？ 均用于轴与轴之间的连接，使两轴一起转动并传递 转矩。 不同点：联轴器只有在机器停止运转后才能将其拆 卸，使两轴分离；而离合器可在机器运转过程中随 时使两轴接合或分离。 3.机器的组成?
柱塞泵的实物图及工作原理
4．螺杆泵
螺杆泵：转子式容积泵和回转式容积泵
单螺杆泵结构
螺杆泵工作原理图
四、液压泵的比较与选择
类型 优点 缺点
易产生振动和噪声，泄 漏大，容积效率低，径 向液压力不平衡。流量 不可调 结构复杂，难加工，叶 片易被脏物卡死
工作压力
结构简单，不需要配 齿轮泵 流装置，价格低，工 作可靠，维护方便
§14－2 液压传动系统的压力与流量
一、压力的形成及传递 二、流量和平均流速 三、压力损失及其与流量的关系 四、液压油的选用
一、压力的形成及传递
1．压力的概念
油液的压力是由油液的自重和油液受到外 力作用所产生的。 压强——油液单位面积上承受的作用力，
在工程中习惯称为压力。
2．液压系统压力的建立
液压缸——液压系统中的执行元件，将液压
能转换为直线（或旋转）运动形式的机械
能，输出运动速度和力，结构简单，工作
可靠。
一、液压缸类型及图形符号 二、液压缸典型结构
一、液压缸类型及图形符号
单作用液压缸：柱塞式、单活塞杆、 双活塞杆和伸缩液压缸。 双作用液压缸：单活塞杆、双活塞 杆及伸缩液压缸。 组合液压缸：齿条传动液压缸。
叶片泵 输油量均匀，压力脉 动小，容积效率高
低压
中压
轴向柱 结构紧凑，径向尺寸 塞泵 小，容积效率高
结构复杂，价格较贵
高压
螺杆泵
结构简单，体积小，重量轻， 运转平稳，噪声小，寿命长， 螺杆齿形复杂，不易加 流量均匀，自吸能力强，容 工，精度难以保证 积效率高
4～ 40MPa
液压泵的选择
应用场合 一般负载小、功率低的机床设 备 精度较高的机床（如磨床） 负载大、功率大的机床（如龙 门刨、拉床等） 机床辅助装置（如送料、夹紧 等） 液压泵的选择 齿轮泵或双作用式叶片泵 螺杆泵或双作用式叶片泵 柱塞泵 齿轮泵
如： 火炮跟踪、炮塔 稳定、海底石油探测平台 固定、煤矿矿井支承、矿山用的风钻、火车的 刹车装置、液压装载、起重、挖掘、轧钢机组、 数控机床、多工位 组合机床、全自动液压车 床、液压 机械手等。
我国液压与气动的发展
我国液压与气动技术从上世纪60年代开 始发展较快，新产品研制开发和先进国 家不差上下，但其发展速度远远落后于 同期发展的日本，主要由于工艺制造水 平跟不上去，制造比较困难，材料性能 不能满足设计需要，影响了我国流体传 动技术的发展。
2．其他液压缸简介
柱塞式液压缸 伸缩缸 齿条活塞缸
柱塞式液压缸
特点： 1）缸体内壁与柱塞不接触，不需要精加工。 因此，行程较长时，宜采用柱塞式液压缸。 2）柱塞常做成空心的，可以减轻重量，防止 柱塞下垂（水平放置时），降低密封装置的单面磨 损。
成对使用的柱塞式液压缸：得到大 行程的双向运动
伸缩缸
三、压力损失及其与流量的关系
由静压传递原理可知，密封的静止液体具有均匀传递
压力的性质，即当一处受到压力作用时，其各处的压
力均相等 由于流动液体各质点之间以及液体与管壁之间的相互 摩擦和碰撞会产生阻力，这种阻碍油液流动的阻力称 为液阻
液阻增大，将引起压力损失增大，或使流量减小
四、液压油的选用
黏度——液体黏性的大小。 黏度 牌号 为了减少漏损，在使用温度、压力较高或速度 较低时，应采用黏度较大的油。 为了减少管路内的摩擦损失，在使用温度、 压力较高低或速度较高时，应采用黏度较小的 油。
动力部分、传动部分、执行部分和控制部分。
本章内容
§14－1 §14－2 §14－3 §14－4 §14－5 §14－6 §14－7 §14－8 液压传动的基本原理及组成 液压传动系统的压力与流量 液压动力元件 液压执行元件 液压控制元件 液压辅助元件 液压系统基本回路 液压传动系统应用实例
铲车
抓斗机
又称多级缸，由两级或多级活塞缸套装而成， 前一级活塞缸的活塞就是后一级活塞缸的缸 筒。收缩后液压缸的总长较短，结构紧凑， 适用于安装空间受到限制而行程要求很长的 场合
齿条活塞缸